淺談灌漿技術在堤防加固工程中的應用

閻美巖

（山東省棗莊市安瀾水利工程有限公司 棗莊 277000）

1 基本情況

1.1 南四湖湖東堤概況

南四湖湖東堤北起老運河口（原山東省濟寧市任城區石佛村），南至微山縣兩城鎮青山村，老堤全長29.457km，為二級二類堤防。湖東堤防修筑于1960年，堤頂設計高程38.0m。2005年開始對其進行加固，堤頂高程為39.99～39.29m，起點至泗河段（相應樁號0+000-12+247）防洪標準為防御1957年洪水，泗河至終點（相應樁號13+100～29+457）防洪標準為50年一遇。

由于兗礦集團濟寧三號煤礦穿堤采煤，造成湖東堤1.5km 堤身及兩側灘地沉陷，導致湖東堤防洪標準降低、堤身內部結構破壞、堤身出現裂縫等防洪安全隱患，嚴重違反南四湖防洪標準。為消除隱患，填充密實堤身內部土質，發揮工程正常效益，亟需對該段堤身進行應急修復。

1.2 水文氣象

施工區屬溫帶季風大陸性氣候，春季多風，夏季多雨，秋季少雨，冬季干冷，冷熱季和干濕季區別較為明顯。多年平均氣溫13.6℃，7月份最熱，最高日平均氣溫29.8℃，極端最高氣溫40.5℃，1月份最冷，最低日平均氣溫-7.5℃，極端最低氣溫-22.3℃，冰凍期一般在1、2月份。多年平均降水量為812mm，年最大降水量為1221mm，年最小降水量為554.5mm，降水年際變化大，年內分布也不均勻，70%的降水集中在6～9月。

1.3 對外交通條件

該工程位于太白湖新區境內，勞動力充足，水陸交通便利，施工材料、設備可通過濱湖大道到達施工現場。

2 主要技術指標

南四湖湖東堤樁號2+500～4+600 段，總長1500m，由于堤身及兩側灘地沉陷、堤身內部結構破壞、堤身出現裂縫，防洪安全存在隱患，根據堤防現存的問題，本次堤防加固措施采取在堤頂中心線至堤防背水側堤頂布設梅花型灌漿孔3 排，孔距3m，排距1.5m，孔深6m，終孔孔距2m。采用二序灌漿，灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔不少于5d，灌漿孔口壓力控制在0～0.05MPa，漿液容重控制在1.3～1.6g/cm3之間。主要施工內容為：取芯機造孔135m，風鉆鉆孔571m，鉆機鉆灌漿孔9815m，粘土灌漿9815m，細石混凝土封孔4m3，細粒式瀝青混凝土封孔（AC-13F）1m3。

3 施工前期準備

3.1 檢修灌漿設備

及時修理庫存灌漿機械設備，鉆孔機上油保養，更換損壞部件，保證各種機械設備運行良好。

3.2 組織灌漿隊伍

選擇技術能力全面的機械操作人員、培訓技術人員及泥漿拌和工、鉆孔工、填料工等，確保各類工種嚴格按照規范操作。熟悉場地，進行技術交底工作。

3.3 施工放線

堤頂中心線至堤防背水側堤頂布設梅花型灌漿孔3 排，孔距3m，排距1.5m。具體灌漿放線參數是：

（1）孔距：取A=3m（終孔孔距2m）。

（2）排距：取B=1.5m。

（3）孔徑：100mm。

（4）孔深：7m（其中灌漿孔深6.53m）。

（5）布孔：堤頂中心線至堤防背水側梅花型布孔3 排。

4 具體灌漿方法

此次灌漿采用充填灌漿，具體為二序灌漿，灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔在5d 以上。

4.1 布孔造孔

采用混凝土路面取樣機對堤頂混凝土瀝青路面進行鉆孔，鉆深9cm 的上部瀝青混凝土路面，機械鑿除下承層（18cm 厚的水穩層、20cm 石灰土），以便于鉆灌漿孔。

4.2 灌漿控制

灌漿孔口壓力控制在0～0.05MPa，漿液容重控制在1.3～1.6g/cm3之間。

施工時嚴格控制灌漿壓力，少灌多復，盡量避免出現裂縫。鉆桿要垂直堤頂路面，垂直度不超過規范要求。施工技術嚴格按照《土壩灌漿技術規范》（SL 564-2014）執行。

4.3 灌漿序次

灌漿施工按序次進行，分為二序施工，灌完一序孔再進行二序孔。灌漿3 遍，兩次灌漿時間間隔不少于5d。

4.4 孔口壓力

孔口壓力取0～0.05MPa。灌漿過程中，隨時監測壓力變化，記錄灌漿壓力。

4.5 制漿土料物理性質指標

灌漿土料選用粉質粘土。 黏粒含量為20%～45%，粉粒含量為30%～70%，砂粒含量不超過30%，有機質含量不超過2%，塑性指數為10%～25%。

4.6 泥漿物理力學性質指標

灌漿所用泥漿物理力學性質指標：容重為1.3～1.6g/cm3、 黏度為20～100s、 穩定性為0g/cm3～0.15 g/cm3、膠體率大于70%、失水量為10～30 cm3/30min。

4.7 封孔

灌漿結束后進行封孔，下部土體采用含水量適中的土料充填封孔；待孔口完全析水后對上層孔口（孔徑10cm）進行封堵，厚38cm 的道路基層用細石混凝土進行封孔，厚9cm 的瀝青混凝土面層用AC-13F 細粒式瀝青混凝土進行封孔并找平。

5 特殊情況的處理方法

5.1 灌漿中斷的處理方法

因機械、管路、儀表等出現故障而造成灌漿中斷時，盡快排除故障，立即恢復灌漿。恢復灌漿時，如注入量較中斷前減少較多，使用開灌比級的漿液進行灌注。按依次換比的規定重新灌注。恢復灌漿后，若停止吸漿，可用高于灌漿壓力0.14MPa 的高壓水進行沖洗而后恢復灌漿。

5.2 串漿處理方法

相鄰兩孔段均具備灌漿條件時，同時灌漿。相鄰兩孔段有一孔段不具備灌漿條件，首先給被串孔段充滿清水，以防水泥漿堵塞凝固，影響未灌漿孔段的灌漿質量。并用大于孔口管的實心膠塞放在孔口管上，用鉆機立軸鉆桿壓緊。

5.3 冒漿處理方法

地面裂縫處冒漿，暫停灌漿，用清水沖洗干凈冒漿處，再用棉紗堵塞。沖洗后用快干地勘水泥加氯化鈣搗壓封堵，再進行低壓、限流、限量灌注。

5.4 漏漿處理方法

漿液滲漏堤坡上，采取長時間間歇（一般在24h 以上）待凝灌漿方法灌注。如一次不行，再進行二次間歇灌注。漿液在大裂隙通道滲漏，采用限壓、限流與短時間間歇（數十分鐘）。如達不到要求，采取長時間間歇待凝，然后限流逐漸升壓灌注。

6 應急措施

由于灌漿前需要先進行鉆孔，會在背水堤頂及堤肩上形成許多個孔洞。一旦發生大規模降水，就會水流灌孔侵堤，輕則引起塌坑現象，重則會致使滑坡事故。采取如下應急措施可有效避免：

（1）備置土工膜、塑編袋。

（2）控制鉆孔數量，鉆制當期能夠完成灌漿所需要數量的孔洞。

（3）及時封堵已灌注完成的孔口，確保封堵嚴密，且無漏封現象。

（4）一旦發生大雨，及時用土工膜覆蓋未封堵及已鉆制的孔口，用塑編袋裝土壓實，確保孔口不產生注水。

（5）組織工人看護，隨時檢查封堵情況，及時匯報不正常現象。

7 結語

南四湖東堤因堤身內部結構破壞、堤身出現裂縫造成防洪標準降低，出現安全隱患。采用灌漿技術，可有效填塞堤身土層中的孔隙、裂縫，防止堤基滲漏，增強堤身巖土整體性、強度和剛度■