锥探灌浆对土坝、土质堤防进行加固的实践

　　1、 工程概况

　　荆山湖行洪区位于淮河干流正阳关 ～ 涡河口下段的河道左岸，西南与汤渔湖行洪区相邻，东北临茨淮新河入淮处，东西宽约 1． 0 ～5． 0 km，南北长约 22． 0 km 的狭长洼地。荆山湖蓄(行) 洪区设计蓄洪水位 24． 0 m，蓄洪库容 4． 7亿 m3，设计行洪流量 2 000 m3/ s，荆山湖及黄苏段实施堤防退建后，在河道设计流量 8 000 m3/ s 条件下，荆山湖段设计洪水位为 24． 3 m(荆山湖堤起点) ～23． 75 m(茨淮新河入淮河口) 。

　　本次工程退建荆山湖行洪区赵张段、大河湾段堤防，行洪区其余堤段按堤顶高程超设计洪水位 1． 5 m 实施加高加固。

　　本工程内容为4 875． 1 m(桩号11 +894． 5 ～16 +769． 6) 老堤堤身锥探灌浆工程。

　　2、 锥探钻浆基本原理

　　利用泥浆具有一定的流动性等特点，通过探锥按照一定的排距成孔，将泥浆填充结构物内部的裂缝、洞穴等，使其形成一个整体，达到固结防渗的目地。

　　3、 锥探钻浆施工机械

　　本项目计划投入 Z － 15 锥探机 2 台，WJG － 80 搅拌机 1台，UB3 型泥浆泵 3 台，30 kW 发电机组 3 台，制浆机 1 台，A02－ 2． 5 水泵 1 台，泥浆粘度计 1 套，天枰式泥浆比重仪 1 套，泥浆输送车 2 辆等设备。

　　4、 锥探灌浆施工

　　4. 1 施工准备

　　灌浆施工前应做灌浆试验，选择有代表性堤段，按灌浆设计进行布孔、造孔、制浆、灌浆。观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容重等。试验结束后应分析资料，确定灌浆参数。灌浆所用土料和灌浆液都应进行试验。土料试验应包括：颗粒分析、有机含量和可溶性盐含量等; 浆液试验包括: 容重、粘度、稳定性等。

　　4. 2 施工方案

　　测量放线、布孔、造孔、制浆、初灌、复灌、封孔。

　　1) 测量放线。从高程控制点引测孔口高程，取 100 m 整桩号位置高程为该 100 m 区间内每个孔的孔口高程。

　　2) 布孔、造孔。按设计要求进行布孔，造孔按三序进行，分序加密。灌浆孔布置分四排三序，呈梅花性布设，孔距2． 0m，排距 1． 5 m。采用机械造孔，锥探机为 Z － 15 型，造孔保证铅直，孔斜率不 ＞2%，用干法造孔。钻孔开孔位置误差不＞ 10 cm，如有特殊情况，需要主管部分批准，并记录实际位置。做好钻孔的记录和描述。

　　3) 制浆。用 WJG － 80 型高速搅拌机组制浆，制浆材料采用重量称量法，称量误差控制在 5%。浆液采用经检验合格的粘土制成，为保证其足够的抗渗性能，泥浆应具有较好的稳定性、流动性和排水固结快等特点。灌浆过程中浆液容重每小时测定1 次，浆液稳定性和自由出水率每10 d 测1 次。其颗粒组成和物理力学性能应符合《土坝坝体灌浆技术规范》SD266 －98 的要求，见表 2。

　　4) 灌浆和封孔。造浆由水泵供水，高速搅拌机制浆，经孔径 0． 4 cm 的铁丝网过滤后流至泥浆泵。先灌一序孔，后灌二序孔，最后灌三序孔; 先灌迎水侧一排，然后背水侧一排，最后灌中间两排孔。采用“少灌多复的方法”。开始先用流动性较大的稀浆灌注，然后逐渐加大到规定的泥浆浓度，孔口压力控制在0． 03 ～0． 05 MPa，复灌时采用浓度较大的泥浆。

　　每次灌浆量应按实际情况进行控制，每孔灌浆次数根据孔的吃浆量大小进行控制，对吃浆量大的灌浆孔限制每次吃浆量，延长灌浆期。灌浆综合控制是保证灌浆期间堤身安全和灌浆质量的重要措施，综合控制包括: 灌浆量控制、灌浆压力控制、横向水平位移控制等。为保证灌浆质量，每孔需少灌多复几次以后，在保证灌浆压力下不吃浆时终孔。当天钻孔，当天灌，防止孔眼搁置时间长，孔隙堵塞，影响灌浆效果，每孔灌浆时，应该一次连续灌满。封孔。当浆液升至孔口，经连续复灌 3 次不再吃浆时，即可终止灌浆。用孔径相近的标杆扫孔深10 ～ 20 cm，然后用含水量适中的粘土球或制浆土料分层回填捣实，封堵高出孔口 10 cm 左右。堤身灌浆过程中，钻孔、灌浆应随时记录，并绘制图表。

　　5) 灌浆施工中特殊情况处理。灌浆过程中，若堤顶、堤坡出现冒浆现象，则应立即停止灌浆，挖开冒浆处，用粘土回填夯实。灌浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备灌浆条件，可以同时进行灌浆，应一泵灌一孔。否则应将串浆孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再行扫孔、冲洗，而后灌浆。灌浆段注入量大，灌浆难于结束时，可用低压、浓浆、限流、限量、间歇灌浆或在浆液中掺加速凝剂等方法。裂缝处理。灌浆过程中，出现纵向裂缝并冒浆时，应及时停止灌浆，待裂缝闭合后，再继续灌浆; 当出现横向裂缝时，应立即停止灌浆，并沿横向裂缝挖深 50 ～80 cm，而后回填粘土，分层夯实，再继续灌浆。隆起处理。当局部出现隆起现象时，应立即停止灌浆，注意观测，分析原因。在确定不会引起滑坡时，停灌 7 d 后可继续灌浆，并注意观测。灌浆过程作为隐蔽工程，要求现场及时、认真做好记录，并做到准确、详细，以利于分析检查灌浆效果。

　　5、 灌浆质量控制

　　为保证灌浆质量达到设计要求，应对灌浆施工全过程进行质量控制，每一道工序结束后，须经检查验收，方可进行下一道工序。在工程的施工过程中，对每个孔的施工情况应进行全面、准确的记录，作为工程验收的依据。若发现灌浆质量不符合要求，应查明原因，并采取相应处理措施，经处理并征得有关部门同意后，再继续施工。

　　6、 灌浆效果检查

　　灌浆效果是灌浆工作质量评价的重要方面，灌浆效果检查是灌浆工作中的重要环节。灌浆效果的检查方法有: 开挖、钻探取样检查、通过复灌吃浆量多少检查、洪水考验等。

　　1) 开挖、钻探取样检查是一种常用的方法。选择有代表性的一段堤防开挖深坑，一方面可以直接了解灌浆情况; 另一方面可通过取土样测定其干容重，检查灌浆效果。

　　2) 通过复灌吃浆量多少检查。复灌吃浆量少，说明堤防空隙已被充填好，灌浆达到了一定效果，这是灌浆工作中普遍采用的灌浆效果检查方法。

　　7、 结语

　　锥探灌浆对土坝、土质堤防进行加固是较为有效和经济的方法，它具有投资少，施工工艺简单、效果明显等特点。经灌浆处理后的土坝、堤防其稳定性、可靠性和安全性等得到大幅度的提高。

　　参考文献:
　　［1］ 朱毅辉． 堤防应用锥探灌浆技术加固防洪堤［J］． 大众科技，2010(7) ．
　　［2］ 向燕华． 锥探灌浆在荆门车桥水库堤身加固工程中的应用［J］． 葛洲坝集团科技，2007(1) ．