锥探灌浆技术在堤防加固工程中的应用研究

潘升坤，江建君，高 原

(温州宏源水电建设有限公司，浙江 温州 325000)

1 工程概况

某堤防工程建设于上个世纪70年代初期，堤防全长123 km，堤顶高程为15.4～26.8 m，宽度为8～11 m，属于I 级堤防。该工程堤坝在经过了长时间的使用之后多次出现了渗漏情况，也进行了多次加固，每次加固工程所使用的土料均为堤线附近现场取得，根据勘察报告所提供的数据显示，过去所实施的加固效果相对较差，普遍存在土体填筑不均，在堤坝建设初期未实施清基，堤身与基础的结合不够紧密，河水存在浸入堤身等情况，在局部地区当水位上升时甚至存在管涌、流土等情况，迫切需要进行加固处理。

2 锥探灌浆加固具体技术指标

在进行加固方案决策之前对该工程的具体情况进行了细致的调查研究，发现该堤坝堤身存在较多裂缝与基础渗漏情况，具体加固施工过程相对较为复杂，经综合考虑之后选择采用锥探灌浆作为基本加固方式，经专家论证之后一致认为该加固方案符合该工程项目的要求，最终决定在堤身的渗漏段修筑一道截水屏障来堵塞渗漏通道，从而达到防渗加固的实际需求[1]。本次锥探灌浆加固施工的具体技术指标主要包含以下几个方面的内容：

(1)灌浆形式选择：灌浆施工形式多种多样，在实际使用过程中应选择合适的灌浆方式作为施工的基本方法。在该工程中存在多处长距离渗漏现象，因此选择采用锥探灌浆这种适合长距离作业施工且施工机械移动相对较为便捷的灌浆形式。同时锥探灌浆施工工序相对较为简单，能够实现对施工质量的有效控制[2]。

(2)灌浆钻孔布置：在该工程当中灌浆钻孔布置选择梅花形布孔形式，具体是将灌浆孔布设在堤身迎水侧方向，共计布设3排，排间距离为1.5 m，孔距设计为2.0 m，孔径设计为5 cm，孔深设计应达到堤基下1.0 m左右，结合该工程堤顶高程，实际孔深应为8～10 m。

(3)灌浆液：在该工程当中选择采用黏土浆作为灌浆浆液，且需要对灌浆液的比重进行严格的控制，在初灌时应控制在1.30 g/cm3，复灌则应控制在1.35～1.60 g/cm3,同时要逐步提升灌浆液密度[3]。

(4)灌浆压力：结合当地其他堤防加固施工经验，孔口灌浆压力控制在0.05～0.07 MPa之间，孔口压力控制必须经现场试验确定。

(5)孔口垂直度：为了确保防渗加固质量，在该工程当中孔口偏斜率均不得超过1%[4]。

3 锥探灌浆加固具体施工流程

锥探灌浆施工对堤身的渗透性能具有直接的影响，为了满足该工程实际需求，对该工程锥探灌浆加固施工工艺设计如图1所示[5]。

图1 锥探灌浆施工流程示意图

4 锥探灌浆加固质量控制要点分析

结合锥探灌浆施工实际情况，必须要制定有针对性的加固控制措施才能实现对加固质量的有效控制，具体而言锥探灌浆应从以下几个方面入手做好施工质量管理工作。

4.1 布孔与钻孔定位

钻孔定位对灌浆的流动方向具有直接影响，进而影响到堤身后期的安全性与防渗能力。布孔与钻孔定位应按照设计文件严格执行，在测量放线后还应进行复测，定位精度必须要控制在0.1 m以内，只有验收合格之后方可开钻。

4.2 开孔

锥探灌浆与其他灌浆模式存在显著差异，在灌浆之前应保证孔内的干燥，因此，该工程选择采用机械干法开孔，且严格禁止采用泥浆或水辅助钻进，在钻进过程中还需要关注孔的偏斜率，一旦发生偏斜率超标就应停止钻进进行纠偏，确保钻孔偏斜率满足设计要求，开孔深度应结合勘察报告现场决定，并应控制在基底下1 m。

4.3 制浆

在实施锥探灌浆施工之前必须要将灌浆施工所需要使用的浆液材料制备完成，同时所制作的浆液也必须要满足锥探灌浆施工需求。在该工程当中浆液配置应采用P.O 32.5与P.O 42.5超细水泥作为浆液制备基本材料，在浆液制备之前应对水泥质量进行检验，不得采用残次品水泥作为浆液制备材料。同时还需对黏土的质量进行有效控制，用于泥浆制造的黏土组成应满足表1中的具体需求。采用高速泥浆搅拌机制浆,经孔径4 mm的钢丝网过滤后备用，泥浆的物理力学性能指标符合表2要求[6]。

表1 锥探灌浆浆液黏土组成 %

表2 锥探灌浆浆液物理力学性能指标

为了确保灌浆施工过程中浆液依然具备较强的抗渗能力，必须要确保所制备的浆液具有较强的稳定性与流动性，同时还应准确记录灌浆过程中泥浆的物理力学性能，若检测结果与表2中的具体指标不一致则应立即更换泥浆进行重新制备，务必确保泥浆质量。

4.4 灌浆与封孔

灌浆与封孔过程中需要重点关注以下几个方面的内容，并有针对性的加强质量控制，确保整体施工质量：(1)灌浆压力控制，灌浆压力过小会导致灌浆不彻底，后期存在严重渗漏的可能，但若灌浆压力过大则容易导致裂缝扩大，也不利于堤身抗震性能的提升。灌浆压力控制应循序渐进，最初使用0.05 MPa的压力，之后逐步扩大到0.07 MPa；(2)为了避免出现冒浆，应按孔序进行灌浆，先对迎水侧孔进行灌浆，再灌背水侧；(3)完成钻孔之后应立即灌浆。为了避免钻孔完成之后被雨水、地下水浸湿，应立即连续完成灌浆施工；(4)应采用“初灌少灌，复灌多灌”的策略，在初灌时应尽量选择少量稀释的浆液进行灌浆处理，而在复灌时则可以采用大量较为浓稠的浆液进行灌浆处理[7]；(5)当连续复灌3次且孔口不再吃浆之后则可以停止灌浆，并进行封孔处理。具体而言应待孔口泥浆停止流动之后用黏土球投入孔内进行封孔处理[8]。

5 结 语

锥探灌浆是一种较为常见的堤防加固方法，同时也能满足多种不同类型堤防加固施工需求，同时以泥浆为灌浆施工材料，成本相对较为低廉。但从总体上来看现阶段国内关于锥探灌浆施工的具体应用范围相对较为狭窄，锥探灌浆在实际中的效用依然存在较大不足。基于此种情况，在本文的研究当中以某一具体工程为例对锥探灌浆这一技术在实际中的应用进行了研究与分析，旨在促进锥探灌浆技术在实际中应用范围的进一步拓展。