河堤加固压密灌浆施工技术的应用

邵俊华

（佛山市南海区国土城建和水务局里水水务管理所 广东佛山 528200）

1 工程概况

佛山市某河堤工程存在缝隙、乱石堆、小空洞等隐患，尤其是一些堤段浸润线偏高，导致出逸坡降超出了允许坡降。为了保证河堤安全设计，使用压密灌浆施工工艺对堤身进行防渗加固，文章以此工程为例，对河堤加固压密灌浆施工技术的应用进行分析和探讨。

2 河堤加固压密灌浆施工技术的原理

在特定的压力下往钻孔注入特定密度的浆液，这能使得浆液填充至所有与浆脉联通的洞穴以及细小的裂缝，可有效地改善坝体内部的应力，避免坝体出现劈裂破坏，起到加固坝体的作用，这一过程需要通过密封的导管来完成。

3 灌浆工艺性试验

（1）对于加密注浆这一施工技术来说，泵量系数是其决定效果的重要指标。比如WJG80-2型搅拌机，其每分钟活塞泵运动的次数，也就是额定泵量系数为150。通过试验得到以下结论，随着泵量系数的增加孔口的压力也将随之上涨，这就说明泵量系数和灌浆压力是正比关系[1]。

（2）控制灌浆量需要通过把握浆液密度来完成。浆液浓度高，则吃浆量便会小，浆液浓度低，则吃浆量大。在具体的实施过程中，浆液的浓度是从低到高的，从1.3～1.4g/cm3开始，3～5min后再逐步增加密度，浆液密度每过20min进行一次测量，密度≤1.6g/cm3。

（3）对注浆质量进行检验时采取开挖试坑。即在两个孔距间挖一个0.5m宽、1.5m深的探坑，分别取样测定已注浆部位与未注浆部位土体的水平参透系数，通过检测已注浆部位土体的水平参透性得到了明显的改善。

4 河堤压密灌浆施工技术

4.1 施工流程

这一河堤加固压密灌浆选择施工的工序如下：造孔→安装注浆管→进行制浆→施灌→终灌→最后封孔。具体的施工过程中监理单位、施工单位以及建设单位三方相互配合良好，最终取得了预期的成果。

4.2 造孔步骤

（1）开始施工前，放好轴线，设控制柱，每50m一根。确定钻孔深度时，对需施工部分的钻孔深度进行分段计算。

（2）孔深一定要达到设计深度，钻进过程杜绝用清水循环，也就是使用干法造孔，而在进行钻孔过程中难免会遇到石块等硬物，这时可以通过平移来避开遇到的障碍物。

（3）调平机架，将其垂直度掌握在1%内，不能超过这一范围。具体计算步骤：机架A、B点为其上下部中心点，H为A、B点之间的直线间距；在A点设置垂线，△为垂线和B点的偏移量，算出tan（△/H）的值是垂直度i。为能有效避免出现斜孔，这一工程通常将其控制于0.5%内，同时可提升通过质量检查的概率。

（4）对孔深进行检验时可采取以下三种计算方法：计算插注浆管、计算下吊垂、计算钻杆长度等[2]。然而在许多情况下注浆管与垂吊都无法达到孔底，主要原因是：底部缩孔、孔中具有许多件硬物、孔斜等。所以这一工程在检测孔深时选择插注浆管的方式。

4.3 灌浆管的埋设与压水试验

在孔内部距离孔底30cm处安装灌浆内管，理孔口2m处安装循环管也就是外管，为方便施工，止浆时用止浆塞，泥浆泵与内管连接，储浆桶与回浆管连接，回浆管与外管连接。简单地说回浆管就是外管和储浆管之间的桥梁。压水试验是指以清水灌入至灌浆回路，如需要查看回水效果，可以在清水中加入深颜色的颜料分。

4.4 制浆过程和浆液的控制

配合比的计算设计过程中，黏土的重量≥浆液总重量的5%，而水泥的质量≥浆液总重量的15%。在具体施工过程中，每搅拌桶为一单位，以比重计测量每单位搅拌桶中放水268kg、黏土17kg、水泥50kg，施工过程中若需要控制浆液，可通过调整黏土和水泥比例来完成。

4.5 灌浆步骤

最初将灌浆压力定在0.5～1.0MPa，而终压时则≥5.0MPa，具体操作过程中灵活地调整灌浆压力；而本工程则适用小流量灌浆，保持在15～20L/min范围之中。具体进行灌浆时，首先以42.5级硅酸盐水泥制1：1的水泥浆，并将其压到回浆管，在出浆后逐渐增加压力，通过先稀后浓的过程逐步调整水灰比，其值最终定为0.5：1，可灌浆为前提，控制用水量，适当的降低，配浆过程中采用减水剂，而水泥浆液的最佳使用时间是制好后的30min以内。达到终压后，控制灌浆压力≥5.0MPa稳压5min以上，流量≤25L/min。

以许多灌浆原始的数据为依据，制出了下面的关系图（其中t为灌浆时间、P为灌浆压力），详见图1。

图1 关系图

图1a，需灌浆堤身内部有较大的裂缝或空洞，吃浆量同比较大，甚至一些单孔其注浆量高达90m3；图1b，所选孔口一定范围中的地面表层有较多的裂缝，通常灌浆压力P＜0.05MPa时，冒浆情况出现的概率较高，所以就需要重新选择孔位进行灌浆；图1c，在其他情况下进行注浆，本次灌浆过程中很大一部分便是这一情况。达到终灌的标准之后，用稠浆进行封孔，稠将密度为1.6g/cm3。

5 评定质量

设一个连续施工段是一分部工程，单排20个连续孔是一个单元工程，评定施工质量的方法如下：

（1）单元工程。主要对以下几项进行评定：①布置的灌浆孔位置；②浆液的变换；③灌浆土料；图1灌浆时间t、灌浆压力p与堤身土装关系灌浆程序；封孔；结束标准；灌浆的记录。这几项中灌浆土料质量的检查重中之重，施工前确认全部取土源土料的质量。

（2）分部工程。完成单元工程质量评定后，对所有分部进行试坑检测，其中将重点放在注浆浆液固结、影响宽度以及贯通性效果的检测上。只有确定试坑检测合格才能对分部工程质量进行评定。

6 结束语

综上所述，本河堤堤身加固工程设计使用压密灌浆施工技术进行加固施工，并严格按照规范要求开展施工，保证了河堤加固质量，工程施工后通过对质量进行评定后证明，施工质量达到了要求，取得了良好的施工效果，值得推广应用。