锥探灌浆技术在堤防加固工程中的应用

GXF360 2017-11-05

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锥探灌浆技术在堤防加固工程中的应用

□袁博文

（信阳市淮河管理处）

摘要：河南省淮河干流一般堤防加固工程治理堤防总长194.70 km，堤身加固是淮河干流工程治理的主要内容，采用锥探灌浆对堤身进行加固是堤身加固的一项重要措施。通过在灌浆过程中对堤身进行精准的测量放样，采取科学的施工工艺和合理的灌浆参数，确保了对锥探灌浆的质量控制。同时在灌浆过程中加入灭治白蚁药物，对堤身防治白蚁起到了一定作用。

关键词：淮河干流；堤防加固；锥探灌浆；技术措施

1 项目概况

河南省淮河干流一般堤防加固工程涉及信阳的潢川、淮滨和息县共3个县，包括关店、来龙、上油岗、卢集、谷堆、城郊、城关和王岗8个圩区，治理堤防总长194.70 km。治理内容主要包括：堤身加固、堤身灌浆、填塘压渗、险工治理、重建及维修加固涵闸、新建防汛交通桥梁、废弃穿堤涵洞挖除复堤、修建堤坡排水沟及防汛道路等。

2 测量放样

施工测量放样是设计图纸和工程具体实施的中间纽带，具体实施前，对平面控制网点、测量基准点、基准线、水准点及基本资料和数据进行查对复核，对一些重要部位的相关参数进行必要的验算，找出相互之间的控制关系，以实际施工和测量放样为基础，沿堤线布设施工控制网，按照“内业预测指导→外业现场实测、记录→操作者自我复核、记录→专业测量工程师复核、记录→向施工员和质检员下发放样通知单”的程序控制。

3 锥探灌浆施工

3.1 机械布置

根据施工现场的具体情况，综合考虑拟将钻孔灌浆的灌浆泵、灰浆搅拌机等机械设备分段布置在堤顶下游侧，堤顶上游侧预留出一定的宽度，以便施工人员或小型车辆通行，地质钻机依据设计要求沿堤轴线方向布设。

3.2 工艺流程

锥探灌浆施工流程：

3.3 灌浆施工

堤防锥探灌浆施工结合堤基透水情况地段进行灌浆试验，验证坝基的可灌性，并制定灌浆技术参数；在灌浆试验完成后，根据设计、规范及试验参数，对堤防分段分片施工。锥探灌浆完成后，对灌浆质量进行检查。

3.3.1 造孔

堤防锥探灌浆采用锥形钻头冲击式钻机成孔，灌浆孔分为二序孔施工，先钻一序孔，待一序孔完成后，方可进行二序孔施工。造孔采用干钻法，根据现场地质状况，通过钻孔试验，选择螺旋钻头钻孔，待钻孔深度达到灌浆范围深度时，在坝体段内下φ127套管（套管底部应与孔壁密封），其下部改换成小一级的钻具，继续钻孔、灌浆，直至达到设计深度。钻孔质量严格控制，钻孔孔位应正确无误，孔位误差不得〉10.00 cm，孔深符合设计要求，孔斜控制在1.00%范围内。基岩钻孔采取清水钻进，在钻孔中遇洞穴、塌孔或掉块、掉水等现象难以钻进时，应先进行回填灌浆处理，而后继续钻进，直至达到设计深度，用压入清水将孔壁清洗干净，回清水后停止。

3.3.2 简易压水试验

钻孔冲洗完毕后，做灌浆段的简易压水试验，压力按灌浆压力的80.00%，该值若＞1.00 MPa时，采用1.00 MPa控制；压水20.00 min，5.00 min测读一次压水流量，取最后的流量值作为计算流量，以取得本段钻孔的单位透水率值，为灌浆提供参考资料。

3.3.3 制浆

锥探灌浆采用纯粘土泥浆，制浆材料的称量误差应〈5.00%，粘土泥浆的搅拌时间≥3.00 min，且从制浆至用完的时间≤4.00 h。制浆时根据设计要求在泥浆中添加灭蚁药物。根据施工区段的划分，分别设置制浆点，搅拌机连接灌浆泵，随制随用，并搭设临时储料台及遮雨棚等，以利于作业和保证灌浆的连续性。

3.3.4 灌浆施工

灌浆压力按施工图设计值或试验确定，施灌时，其压力应尽快达到设计压力值，接触段和注入率大的孔段应分段升压。灌浆应按分序加密的原则进行，即先一序孔施灌，待一序孔完成后，方可进行二序孔施灌。灌浆时压力应尽快达到设计值，但注浆率大时应分级升压，浆液浓度由稀到浓逐级变换，按7个比级，即5:1、3:1、2:1、1:1、0.80:1、0.60:1、0.50:1。当灌浆压力不变，注入率持续减少，或当注入率不变而压力持续升高时，不得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达300 L或灌注时间已达1h，而灌浆压力和注入率均无改变或改变不显著时，应改浓一级；当注入率〉30 l/min时，浆液可根据具体情况越级变浓。灌浆过程中如出现灌浆压力或注入率突然改变较大，应立即查明原因，并采取措施处理。

3.3.5 灌浆结束标准

锥探灌浆采用自下而上分段灌浆时，在设计核定压力下，注入率〉0.40 l/min，且〈1 l/min时，可继续进行灌注60 min，灌浆即可结束。当持续灌浆长时间无法达到结束标准时，可将问题上报监理，商讨研究后进行处理。

3.3.6 封孔

灌浆完成经验收合格后，须对钻孔进行封孔。灌浆封孔采用“分段压力灌浆封孔法”，即在全孔灌浆结束后，自下而上分段进行灌浆封孔，每段段长10 m，浅孔可一次进行，灌注水灰比为0.50：1的浓浆，压力与灌浆压力相同，当封孔注入率≤1 l/min时，延续灌注30 min停止，最上一段延续60 min停止，灌浆结束后闭浆24 h。坝体段灌浆孔封孔，可向孔内灌注粘土水泥浆混合浆或用含水量适中的粘土分层回填捣实。

3.3.7 质量检查

在灌浆区段结束后，应对其质量进行检查，检查以检查孔压水试验成果为主，结合其他资料，综合分析评定。检查孔应在该部位灌浆结束14 d后进行，孔数按灌浆孔10.00%布设，位置选择在中心线上、注入量较大、钻孔偏斜较大、分析认为灌浆有质量问题的部位。检查方法采用自上而下的钻孔压水法，压水试验采用单点法进行，检查的结果如达不到设计要求的应予以复灌处理。

3.4 施工质量控制技术措施

3.4.1 造孔质量控制

钻机的安装必须平整稳固，防止钻孔在钻进过程中发生位移，钻孔位置与设计孔位≤10.00 cm，所有钻探材料如钻杆、主轴、钻杆接头、钻具及其他连接件的质量应满足钻探要求，不合格的钻探材料禁止使用。选择合理的钻进技术参数；使用针状合金钻头时，钻机转速≤200转/min，使用金刚石钻头时，转速≤900转/min。

3.4.2 灌浆质量控制

灌浆工作须连续进行，因故中断时及早恢复灌浆，否则立即冲洗钻孔而后恢复灌浆，若冲洗无效，则应重新进行扫孔而后继续灌浆。

3.4.3 特殊情况质量控制

钻孔时经常遇到一些特殊情况，如果遇到孔口不回水或回水变小的现象，应立即观察，确定漏水深度及漏水量，延时后仍不能正常钻进，该部位应立即进行粘土泥浆灌浆处理，待凝24 h后继续钻进。如果孔壁掉块或孔内塌孔，经捞取岩心后仍不能正常钻进，该部位应立即进行灌浆，待凝48 h后继续钻进。

堤基灌浆如发生串孔现象，应将被串孔用塞塞住，待灌浆孔灌浆结束后，串浆孔再作扫孔、冲洗，而后立即进行灌浆。灌浆段注入量较大，灌浆难于结束时，可采用低压、浓浆、限量，间歇灌浆的措施处理，也可采用在浆液中掺加速凝剂的措施处理，该段经处理后仍应扫孔，重新依照技术要求进行灌浆，直至结束。灌浆必须按照规范的要求和设计要求严格操作，钻孔、压水、灌浆过程均应在严格的程序和监督之下进行。