浅谈堤防机械锥探压力灌浆施工

李 峰

机械锥探压力灌浆工作是指通过专用机械，采用压力灌浆的方法，消除堤防安全隐患，提高堤防抗渗能力和稳定性的工作，其一般可处理以下问题：（1）堤防碾压不实，密实度普遍较差；（2）堤防内有渗漏通道、软弱层，堤后浸润线出逸点过高，发生洇湿现象或渗透破坏（管涌、流土）现象；（3）堤防由于不均匀沉陷而产生的裂缝（不包括滑坡裂缝）；（4）堤防分段分层施工，质量差的结合部位容易产生水力劈裂的情况；（5）土堤和其他建筑物（如放水洞、闸墙）结合不好，存在空隙和接触冲刷；（6）土堤内存在生物洞穴，如蚁穴、鼠洞、獾洞及腐烂树根等。现就堤防锥探压力灌浆具体方法步骤简述如下：

一、灌浆材料

1.原材料

（1）用于灌浆工程的土料一般选用成浆率较高、体积收缩较小、稳定性较好的粉质粘土或重粉质壤土，在隐患严重或裂缝较宽、吸水量大的堤段可适当选用中粉质壤土或少量沙壤土。

（2）灌浆用水一般选用不含过量杂质的淡水。

2.制浆

（1）制浆材料必须称量，称量误差应小于5%，粘土等固相材料应采用重量称量法。

（2）泥浆浆液的物理力学性能指标要求如下：

塑性指数（%）10～25，粘粒含量（%）20～45，粉粒含量（%）40～70，砂粒含量（%）<10，有机质含量<2。

（3）浆液应采用专用机械制浆，必须搅拌均匀并测量浆液密度。

3.钻孔设备

（1）钻孔机具包括：动力、造孔、控制及量测等设备。

（2）钻孔设备的选择应根据灌浆过程的规模、工程量、进度及操作人员的素质等条件综合考虑，应选择工作性能可靠、轻便耐用的钻孔机具。

4.灌浆设备

（1）搅拌机的转速和拌和能力应分别与所搅拌浆液类型及灌浆泵排浆相适应，并能保证均匀、连续地拌制浆液。

（2）灌浆泵性能应与浆液类型、浓度相适应，容许工作压力应大于最大灌浆压力的1倍，应有足够的排浆量和稳定的工作性能。

（3）灌浆管路应保持浆液畅通，并能承受1.5倍的最大灌浆压力。

（4）灌浆泵和灌浆孔口处均应安装压力表，进浆管路也宜安装压力表。所选用的压力表应能使灌浆压力在其最大标值的1/4～3/4之间，压力表在使用前应进行标定，使用过程中应经常检查核对，误差不应大于5%，不合格和已损坏的压力表严禁使用，压力表和管路之间应设有隔浆装置。

（5）水泵的工作压力应保证在所有压力下都有足够的供水量。

（6）承包人应准备足够的流量表（计）、压力表、压力软管、供水管及必要的阀门等设备，并有必需的备用量。

（7）施工现场应配备用于现场质量控制的比重计、比重秤、粘度计、温度计、测斜仪等质检仪器。

（8）灌浆过程中宜配备灌浆自动记录仪。

（9）所有灌浆设备均应保证其正常工作状态，并配有足够的备用量，电力驱动的设备，应在接地良好并经确认能保证施工安全时方可使用。

二、钻孔和灌浆

1.钻孔作业

（1）钻孔孔径应符合规定，图纸文件无规定时选用孔径选用25～35mm，造孔深度应超过隐患1～2m。

（2）灌浆布置应满足规定。一般采用梅花形或阵形布置，隐患严重、吃浆量大的堤段应加密布孔。

（3）所有钻孔的开孔位置与孔位误差一般不得大于10cm，需调整孔位时，须记录实际孔位坐标。

（4）造孔应保证铅直，偏斜不得大于孔深的2%。应用干法造孔。

（5）作好造孔的记录和描述，如发现特殊情况时，应详细记录并分析处理。

2.灌浆与封孔

（1）在灌浆中应先对第一序孔轮灌，采用“少灌多复”的方法。开始时先用流动性稍大的稀浆灌注，然后逐渐加大到规定的泥浆浓度，继续灌注。复灌时采用深度较大的泥浆。等第一序孔灌浆结束后，再进行第二序孔灌浆，第二序孔灌浆结束后，再进行第三序孔灌浆。

（2）每次最大灌浆量理应按设计要求控制，每孔灌浆次数应通过试验确定，一般为5～10次。对吸浆量大的灌浆孔应限制每次吸浆量，延长灌浆期，堤防灌浆宜用小注入量，排量大的泵可同时灌注多孔。若已知洞穴很大，可适当增加灌浆量和提高浆液稠度。

（3）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、裂缝开展宽度控制。综合控制措施施行于灌浆过程的始终。

（4）两次灌浆间隔时间不应少于5天。

（5）孔口压力应控制在 4.9×104Pa（0.5kgf/cm2）左右。最大灌浆压力应由试验确定。

（6）每孔每次平均灌浆量，以孔深计，每米孔深控制在0.5～1.0m3，每孔灌浆次数应在5次以上。

（7）为减少堤身出现裂缝和冒浆，应先灌迎水侧临水排孔，再灌背水侧排孔，最后灌中间排孔。

（8）锥孔应当天锥，当天灌，防止孔眼搁置时间长，孔隙堵塞，影响灌浆效果。

（9）每孔灌浆时，必须一次连续灌满。

（10）终孔标准。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，将孔内浆液取出，扫孔到底，用直径2～3cm、含水量适中的粘土球分层回填捣实；对孔径小于35mm的孔，可用容重大于1.6的浓浆，或掺加10%的水泥的浓泥浆封孔；封孔后缩浆空孔应复封。

三、灌浆期间出现的问题及处理

1.裂缝处理

在泥浆压力作用下，可能使裂缝扩张延伸，应尽可能增加大浆液浓度，采用慢灌、停停灌灌的办法，如遇裂缝中积水排不出时，要设法控沟引水，灌浆结束后，裂缝表面要加土回填夯实。

2.冒浆处理

（1）堤顶和堤坡冒浆，应立即停灌，挖开冒浆出口，用粘性土料回填夯实。

（2）白蚁洞冒浆，可先在冒浆口压砂堵塞洞口，再继续灌浆。

（3）水下堤坡或土堤与其他建筑物接触带冒浆，可采用稠浆间歇灌注。

3.串浆处理

（1）当第一序孔灌浆时，发现相邻孔串浆，应加强观测、分析，确认为对土堤安全无影响后，灌浆孔串浆孔可同时灌注；如不宜同时灌注，可用木塞子堵住串浆孔，然后继续灌浆。

（2）对吸浆量大的孔眼处理。经检查无漏浆地点后，可用浓度较大的浆液灌注。

4.吃浆量很大的孔眼处理

注意泥浆是否会从隐蔽处冒出（如上、下游坡，护坡下面，蚁穴出口处等）。经检查无漏浆地点后，可用浓度较大的浆液贯注。

四、灌浆观测

1.灌浆观测项目

（1）表面变形。

（2）土堤堤身位移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。

2.灌浆观测的要求

（1）在灌浆过程中，应有专门观测人员负责观测工作，全面控制灌浆质量，及时发现和解决问题。

（2）灌浆观测与灌浆控制应密切配合、协调一致，观测资料应及时整理，随时掌握灌浆期间土堤的情况。

五、记录

1.记录内容

（1）各项原材料试验、监测记录。

（2）灌浆浆液配比以及物理力学性能指标试验记录。

（3）灌浆各工序和工艺作业的各种记录。

（4）各项观测设施的埋设记录。

（5）各项观测、测试记录。

（6）各项中断、事故处理、特殊处理、质量处理等记录。

（7）质量检查记录及其他各项必需的记录。

2.记录要求

各项记录必需是原始的，不得重抄，以免误抄出错。

六、清理

1.清理内容

（1）各项工程中埋入的钢筋、钢管、木桩、木塞及其他辅助设施，均应清除或切割与地面平齐；各类非永久保留的钻孔、探井，要求按灌浆孔封孔的要求回填。

（2）各项作业的废料、废渣、工作台等均应清除。

（3）钻孔灌浆作业排放的污水、废浆应做沉渣处理后排出。

（4）其他必需清理的废物。

2.清理要求

（1）废料、废渣、不需保留的其他弃物，必需清运至指定的地点。

（2）有毒的污水应经处理后排放，有毒物质（如化学灌浆材料、凝固的浆体等）必须按监理人指定的地点埋入地下，防止人畜中毒和污染水源及环境。

七、质量检查

中间质量检查主要包括：按设计要求检查布孔、造孔、工艺操作、浆液性能及综合控制情况等，各孔终止灌浆达到的标准，灌浆中出现的问题和处理情况。

最终质量检查的主要内容包括：堤体内部的质量（密度、连续性、均匀性），堤面裂缝，浸润线出逸点，渗流量变化情况等。

最终质量检查主要以分析资料、观测并配合钻孔、探井取样测定。检查孔的数量为灌浆孔数量的1‰，孔深为检查孔部位紧临的灌浆孔深度；深井为每500m堤段长度布设一个。探井断面3～80m2，探井深度为1～3倍堤身高度；取样数量为每个检查孔、每个探井取样1～2组，做试样密度、灌入浆体固结体密度、试样渗透性能测试。所有的钻孔芯样需做外观检测描述■