【摘 要】本文以分淮入沂沭陽樞紐工程幾次灌漿實例，重點介紹柴米閘除險加固中的灌漿技術(shù)應(yīng)用，分板老舊水利工程中存在的歷史遺留問題，總結(jié)日常管理中發(fā)現(xiàn)直接影響到工程安全的滲漏問題，作者結(jié)合運行管理兼加固自身工作實踐，對歷次灌漿效果，從灌漿方案優(yōu)化，組織設(shè)計，漿液配制、灌漿工序流程、時間控制、壓力控制，安全布控，環(huán)境影響等方面，對灌漿技術(shù)在漿砌石工程應(yīng)用效果進(jìn)行了簡單淺析。對類似項目有一定參考作用。

【關(guān)鍵詞】灌漿技術(shù) 除險加固 應(yīng)用 淺析

一、前言

柴米閘除險加固為分淮入沂尾工，其與沭陽閘、柴米地涵共同組成分淮入沂沭陽樞紐（沭陽閘與柴米地涵為上閘下涵十字交叉水工建筑），位于淮沭新河?xùn)|堤上沭陽閘上游約150處，加固前，實際最大水位差達(dá)7.07米，原為Ⅲ級建筑物，已按Ⅰ級建筑物標(biāo)準(zhǔn)加固。在加固前，1981-1984年兩次在沭陽左堤、柴米地涵1-4號孔上方發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，經(jīng)鉆上下兩排孔灌漿，效果明顯，但1988年再次因發(fā)現(xiàn)漏水進(jìn)行補(bǔ)充灌漿，經(jīng)第三次灌漿，沭陽左堤柴米地涵1-4號孔上方再無漏水現(xiàn)象。說明灌漿起了決定性實效。

二、柴米閘工程概況

滲水位置在岸墻側(cè)墻部位，且滲出為清水，即使大堤土質(zhì)較差，筆者根據(jù)觀測實值，取當(dāng)時上下游水位與墻后漏水量進(jìn)行相關(guān)性分析——不存在線性相關(guān)，排除了從岸墻后壩體內(nèi)滲漏的可能。因此，滲水通道應(yīng)當(dāng)是來自這一龐大砌體內(nèi)部。

三、柴米閘加固中與防滲相關(guān)項目內(nèi)容

（一）上游下游漿砌石墻面植錨筋掛20厘米厚鋼筋混凝土面層。

（二）全部伸縮縫拆除重做。門槽閘墩環(huán)氧厚漿二度。

（三）上游護(hù)坦與閘底板接縫鑿成鍵槽，鋼筋錨接后整體澆二期砼。

（四）上游塊石護(hù)坡護(hù)坦全部改為漿砼石，并澆6厘米厚細(xì)石砼。

（五）岸墻后，上下游翼墻后沿墻鉆孔灌漿。下游戲護(hù)坦冒水孔封閉。

（六）下游擋土刺墻掛砼面，翼墻后頂上做排水設(shè)施。

四、灌漿孔布置及施工工藝

（一）注漿孔布置

按設(shè)計要求，在上下游側(cè)墻蓋頂上布孔，孔底高程5米，孔距1米，邊孔距岸墻外緣不小于60cm，按現(xiàn)場實際，鋼筋砼直墻寬100cm，將邊孔內(nèi)移至漿砌石頂部，距砼岸墻內(nèi)緣30cm左右，鉆孔直徑要求不小于100mm，實際使用127合金鉆頭，注漿孔直徑亦為127mm.

（二）注漿設(shè)備

1.灌漿機(jī)械。兩臺壓漿機(jī)，一為雙柱塞泥漿泵，功率7.5Kw，壓力0.4-0.6Mpa；另一為柔輪式，最大壓力亦可達(dá)0.6 Mpa，壓力靠變速來調(diào)整，功率為4.0 Kw。

2.制漿機(jī)械。砂漿攪拌機(jī)二臺，分為0.3m3、0.15 m3，儲漿桶容積0.4 m3，水泵1臺，儲水箱容積1 m3，配1噸機(jī)動翻斗車2輛。

3.注漿管，為現(xiàn)場新置的Dg25無縫鍍鋅鋼管，用束節(jié)三通絲接，底部一米是在注漿管圓周上分布三排孔眼，間距20cm，成梅花狀，孔眼直徑6mm，上部安裝控制閥，以調(diào)整進(jìn)漿量，閥上用25\"～40\"異徑三通連接1? “進(jìn)漿管，壓漿機(jī)出漿管亦為40mm，用50mm”高壓軟管連接進(jìn)漿管，形成供漿總管，用卡口和鉛絲雙重緊固。

（三）工藝流程

鉆孔→清孔→安裝注漿管→密封孔口→攪拌漿液→注漿→封口處理

（四）注漿管安裝與密封

每組6孔，使用二臺壓漿機(jī)同時注漿，1#機(jī)灌注奇數(shù)孔，2#孔灌注偶數(shù)孔（圖三），每孔進(jìn)漿管路均加閘閥控制。

密封避免或減少灌漿過程中壓能的逸耗關(guān)系到漿液能否得到充分地壓送；柴米閘漿砌石蓋頂，原砼標(biāo)號90號，質(zhì)量較差，鉆孔時砼表面在巖鉆初始摩擦作用下，出現(xiàn)成塊剝落，尤其是下游側(cè)墻，最大剝落的深寬達(dá)3-10 cm，用砂漿抹平后，待安裝壓蓋用電錘鉆打孔時，注漿孔平面又被損壞十分嚴(yán)重，需要二次找補(bǔ)。

（五）漿液調(diào)制

1.漿液稠度的確定。綜合水泥漿的稠度大小，壓力的高低，工程實況，現(xiàn)場試驗，逐步調(diào)整。

設(shè)計要求，灌漿的水泥摻入量不小于15%，經(jīng)與設(shè)計、監(jiān)理、施工單位反復(fù)研討，在現(xiàn)場按不同水泥含量調(diào)制漿液對比優(yōu)選。

2.外加劑的使用。灌注水泥凈漿，須一氣呵成，中間不可停頓，灌注又是從下部向上施壓，如果不加緩凝劑，前后灌注的漿液不能相互流動，而注漿管很可能因水泥硬化孔眼堵塞造成增壓不吸漿的假象。

3.漿液拌制

水泥凈漿用砂漿機(jī)進(jìn)行攪拌，水的控制，按水泥含量稱定水量，用鉛絲彎曲懸掛固定，控制加水液面，再加入緩凝劑及水泥攪拌不少于2分鐘，通過濾網(wǎng)傾放到儲漿桶中待灌，桶內(nèi)漿液配專人攪動，防止沉淀和離析。漿液必須隨配隨灌，在桶內(nèi)靜置時間不得大于10分鐘，每一臺班制漿水泥儲備必須大于消耗量，以確保不間斷施工。

（六）壓力灌漿

1.封閉出氣孔和特壓時間的控制

按先上游后下游的順序進(jìn)行，壓蓋出氣孔溢水時不要急于封孔，待空氣排盡溢冒水泥漿時再封閉氣孔增壓；這時壓力會迅速上升，因壓蓋膠墊與砼面不是絕對密閉的，漿液會從壓蓋下冒出；待同一臺機(jī)控制的注漿孔全部冒漿時，關(guān)機(jī)持壓15分鐘，讓孔內(nèi)漿液充分滲透延伸，再繼續(xù)加壓，如此反復(fù)停頓，直至持壓后一開機(jī)壓蓋下立即冒液，便停止灌注。

2.在壓漿過程中，分組觀察注意現(xiàn)場的變化情況

從四組注漿孔實灌情況來看，上游南岸一組周邊密封最好，除孔周略有冒漿外，側(cè)墻四周均未發(fā)現(xiàn)漏溢。下游南岸，外墻已經(jīng)做砼貼面處理，二級擋墻自分縫處貼面2米至扶垛，灌注不到40分鐘消耗水泥5噸，壓力0.1Mpa，9#、10#孔開始冒氣，1小時后壓力在0.1 Mpa，在二級擋墻扶垛處砼蓋頂下▽14.6米處發(fā)生冒漏，先為清水帶少量灰漿，壓力升到0.15 Mpa時，壓頂下嚴(yán)重冒漿，并延伸到扶垛2米以外，壓頂下凡漿砌石裸露石縫相繼溢出灰漿，經(jīng)停頓持壓輪灌后停機(jī)，灌水泥10噸。

3.對上游孔復(fù)灌

下游側(cè)墻灌注結(jié)束，測定液面，最大135cm，最小70cm，注漿設(shè)備移向上游16-18孔復(fù)灌，再次測定三孔液面，并與昨日液面進(jìn)行比較，列表于下：

五、灌注過程中安全監(jiān)視

柴米閘加固參建各方對漿砌石砌體灌漿施工均無成熟方案，參考了土堤灌漿或者是后張法預(yù)應(yīng)力砼壓漿工藝。最終方案經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、施工三方聯(lián)席會議研討，集中在安全、壓力和漿液稠度三方面進(jìn)行論證，修改定稿取得設(shè)計方復(fù)核認(rèn)可后實施。

南岸邊墩及上游翼墻與底板交接處開灌 4小時后，壓力達(dá)到0. 1Mpa時開始局部滲水，以檢修門槽下游側(cè)內(nèi)角較為明顯，可見微流；在底板以上第二排翼墻砼貼面螺栓孔滲水，均為清水；北岸在灌漿時上游翼墻根部及▽8.5米處檢修門槽及上游側(cè)墩墻滲水，門槽側(cè)面較重，其它無異常。

六、滲流通道分析與灌漿效果評價

柴米閘壓水泥漿防滲，效果如何，管理單位十分重視，在壓水前，僅據(jù)灌漿時出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析：

（一）漿砌石砌體本身具有一定的透水性，漿砌石砌體鉆注漿孔時經(jīng)鉆孔冷卻水檢驗，上游翼墻墻面石縫普遍漏水，幾乎涵蓋▽9.0以下全部墻面（照片），由此斷定，漿砌石具有明顯的透水性。

（二）岸墻砌體與砼直墻不是絕對的整體

在下游組灌漿前檢查發(fā)現(xiàn)南岸3孔底部有沉漿，漿厚10-20cm，北岸4孔有沉漿，且沉漿厚度在60-80cm，上下游孔間距離約17米，說明在岸墻龐大的砌體內(nèi)部存在較大的通道。

（三）對岸、翼墻伸縮縫止水的疑問

無論是松香柏油（瀝青的舊名）卷還是柏油蠟燭，均屬于低分子材料，它的壽命周期要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于砼，經(jīng)40余年老化，早已失去止水作用，伸縮縫便成為滲流的最短路徑，直接進(jìn)入砌體，從下游墻面縫隙中滲出。本次加固中對所有垂直止水均更新為膨脹橡膠止水，經(jīng)壓力灌漿考驗，未見有漏滲。但是漿液還是經(jīng)膨脹止水后方竄入翼墻砌體，新止水與砼貼面共同起到封閉作用，加上灌漿處理，達(dá)到了外封內(nèi)堵的目的。

（四）從16#-18#孔復(fù)灌看灌漿效果

1. 16孔液面由24小時的146 cm下降到195 cm無水，漿液已經(jīng)硬化，因鉆孔距墻前土層僅50cm，在停灌后孔壁縫隙漿液尚未固化，水分經(jīng)孔隙滲出被土壤吸收，但硬化的漿液面已經(jīng)達(dá)到▽13.05米。

2. 17#及18#孔漿液的固化面雖然有50cm差異，但水面高程均在11.2米左右，說明在這高程以下不再有空隙，在起管時出現(xiàn)著這么一個現(xiàn)象，即注漿管上部近孔口段殘留漿液稠度較大，在垂直狀態(tài)下，幾近靜止，而愈往漿管下部，殘留漿液流動性愈大，因此在壓灌過程中，砌體內(nèi)部壓力不是均勻分布的，管底壓力大于上部，漿液經(jīng)空隙流通，部分漿液在上部墻后大體積的孔隙中阻滯有提前沉淀的可能。

七、柴米閘灌漿體會

（一）漿砌石砌體灌漿第一關(guān)鍵是密封，封閉成功，壓力上升，灌漿效果取得。

柴米閘在加固工程中，事前對砌體表面和伸縮縫已經(jīng)進(jìn)行封閉，但對于細(xì)部縫隙的處理還存在不足，具體如下：

1.砌體與砼蓋頂之間存在著較大的縫隙，外側(cè)做了封閉，內(nèi)側(cè)有回填土，土后還有橋頭堡，因為蓋頂砼厚為40cm，蓋頂內(nèi)緣至墻基垂直面只有35cm，未想到在壓力達(dá)0.08Mpa時，漿液經(jīng)墻面冒溢，可能是墻基開挖回填不實所致。因為在下游面內(nèi)側(cè)為交通要道，經(jīng)多年碾壓，便未發(fā)生類似情況。

2.上下游側(cè)墻間距17米，一級擋土墻全部（6.7米）及二級擋土墻至扶垛2米處外墻均已封閉，始未料及的漿液會經(jīng)封閉層內(nèi)部縫隙向二級墻蓋頂以下墻面外溢。

3.用砂漿材料做封閉，必須注意到結(jié)合面齡期強(qiáng)度。柴米閘下游面鉆孔平面修補(bǔ)就因為鉆孔后高標(biāo)號砂漿修補(bǔ)平面破損，但未注意到養(yǎng)護(hù)，第二次鉆取膨脹螺栓孔時，修補(bǔ)層全部脫落，再次修補(bǔ)后僅僅幾個小時便加壓，造成局部漏溢。

（二）嚴(yán)格掌握壓力和漿液稠度。

1.壓力控制在0.15Mpa以內(nèi)，瞬時增加可以到0.2Mpa，有利于漿液充分延伸，但時間不宜太長，可以采取持壓（0.15Mpa以內(nèi)）輪灌等措施。建議除供漿管壓力表外，各注漿管應(yīng)裝一壓力表，便于了解各管的壓力分布情況。

2.漿砌石砌體壓力灌注水泥凈漿，水泥摻量不宜太少，有利于較大孔隙的充填。本次使用水泥摻量為50%，水灰比1：1，比重1.46，每噸制漿量為1.37m3。

（三）如需對砌體進(jìn)行復(fù)灌時，應(yīng)待已灌漿液強(qiáng)度達(dá)到5Mpa以上時重新布鉆新孔壓灌。

（四）通過灌漿以后，岸、翼墻垂直伸縮縫已填滿漿液，伸縮縫有可能失去作用。不過柴米閘已經(jīng)建成40余年，沉陷量已經(jīng)穩(wěn)定。

八、曾經(jīng)灌漿后，再次發(fā)生滲漏原因分析

（一）灌漿工藝不成熟，存在主要問題布孔布槽不到位，原因是漿砌體后側(cè)壩體內(nèi)含塊石砼塊渣瓦礫樹根較多，使布孔布槽未能完全切斷滲漏通道，從而直接影響了灌漿密封效果。

（二）灌漿實施范圍偏小，給側(cè)繞滲帶來有隙可透。

（三）漿液配比未能進(jìn)一步優(yōu)化，稠度不足，漿體中有汽泡，漿液干固后孔隙較多，疑為孔隙形成從上游到下游不密實通道。

（四）砌體接縫處存在滲漏，閘底板和岸墻防滲長度不足。

九、沭陽樞紐上游兩堤灌漿

2004年柴米閘加固的同時，也因滲漏，柴米閘至項蕩洞（沭陽縣局管理）及項蕩洞上游兩堤，進(jìn)行了沖槽帷幕灌漿，經(jīng)這些年觀察，效果很好。

參考文獻(xiàn)：

[1]《柴米閘除險加固建設(shè)管理報告》 作者：柴米閘除險加固工程處

[2]《沭陽閘下游右側(cè)堤防灌漿竣工總結(jié)》作者：江蘇省沭陽閘管理所

[3]《柴米閘岸翼墻灌漿技術(shù)總結(jié)》作者：江蘇省沭陽閘管理所

作者簡介：

狄運超（1969—），男，江蘇淮安人，大學(xué)文化，工程師，從事工作：水利工程管理。