■桂麗君 ■江西省鄱陽縣河道堤防管理局，江西 鄱陽 333100

1 研究背景及加固方案

1．1 工程背景

以下主要以京杭大運河無錫段的河道堤防情況進行研究分析，該河段斜穿過無錫市，其河道等級屬于三級航道，堤防等級為一級，河道堤防加固工程等別為2等，其設計堤防水位為5．12m，校核水位為5．17m。

該河段工程所在地的河道駁岸主要是經過多次加高加固形成的，其堤后的地勢較為低平，平均高程為4．0～4．5m，但是基本上每年在汛期時的水位都能達到5．0m。由于在汛期時，該運河河段的水位長期高于堤后地面，所以該地區(qū)的防洪主要依賴于堤防防洪墻，在近年來堤防防洪壓力不斷增加的情況下，堤防基礎的抗?jié)B透能力逐漸呈現下降趨勢，如果在汛期內產生較大的險情，勢必會造成堤防的垮塌，其產生的河水倒灌給人民生命財產帶來的損失是不可估量的。

1．2 加固方案及優(yōu)勢

在對國內外堤防加固工程處理經驗的總結和對該河段工程施工具體情況分析的基礎上，決定其采用高壓旋噴灌漿技術進行施工作業(yè)，其主要優(yōu)勢有以下幾點:

(1)使用范圍廣。高噴灌漿技術的全套設備機構相對較為緊湊，并且由于其體積較小、機動性強、占地面積少等優(yōu)點，能夠在更為餓惡劣的工程條件下進行施工，并且能夠根據工程施工的不確定需要進行加固范圍控制。

(2)固結體形態(tài)可控性強。通常情況下為了滿足工程建設需要，進行高噴灌漿的過程中可以通過調整旋轉、提升速度、增減壓力以及更換灌漿噴嘴等形式使灌漿流量發(fā)生相應的變化，最終使凝結體形成不同形態(tài)的圓柱體、扇狀以及其他需要的不同形態(tài)。

(3)噴射方式多樣。高噴灌漿的噴射方式可以進行多樣選擇，具體有傾斜噴射、水平噴射和密集噴射三種形式，針對不同的工程情況可以選用其適合的方式。

(4)經濟性高。在進行高噴灌漿時所采用的漿液原材料主要為水泥，特殊情況會使用到其他化學材料以及外加劑，且噴射過程中冒出地面的漿液在沉淀、除砂以及析出和過濾后可以進行部分回收再利用，具有較高的經濟優(yōu)勢。

1．3 灌漿參數的確定

在進行該工程灌漿參數的選取是，參考以往類似工程的經驗進行選取，具體的施工參數在施工階段進行確定，同時為了確保施工階段的水泥漿灌入量，初步選定壓縮空氣氣壓0．7MPa，進氣量為1－3m3/min，水泥漿漿壓30MPa，進漿量控制在50—200L/min，提升速度為5—10cm/min，旋轉速度和噴嘴直徑分別為10－20r/min和2．0mm。

2 高噴灌漿的主要類型

2．1 高噴灌漿的分類

當前在水利工程建設中用到的高噴灌漿技術黨法主要有單管法、兩管法、三管法以及多管法等，在不同的水利工程地質條件中其可以根據不同種技術方法的特點，選用適合工程實際的技術方法。

(1)單管法。單管法主要是利用鉆機等設備將位于灌漿管頂部側面的噴嘴置于預定的土層深度后，在高壓泥漿泵裝置的幫助作用下，采用高于20MPa的壓力在漿液的噴射作用下使原有底層破壞，與此同時借助于灌漿管的提升和旋轉作用將崩落下的土層與新噴灌的漿液進行混合攪拌，在一定時間之后形成新的固結體。

(2)兩管法。兩管法是一種使用雙通道二重灌漿管灌漿的技術方法，其作用原理同單管法相同，是在單管法的基礎上加入了空氣介質的噴流，使得噴嘴中噴射出的高壓漿液流與環(huán)繞氣流在共同作用下產生更大的土體破壞能力，最終在土中形成新的圓柱狀固結體。

(3)三管法。三管法是一種使用水、氣、漿三種不同介質的灌漿方法，其與前兩種方法在作用范圍上有了更大的突破，在該中灌漿方法下形成凝結體更加連續(xù)密實，將漿壓提升到了20－40MPa，具有更大的噴射半徑，產生的凝結體的結石率以及強度有了更為明顯的提升，被廣泛應用于含有密實充填物的大顆粒底層中。

(4)多管法。多管法高噴灌漿技術在河道堤防防滲加固中運用時，首先需要在地面鉆出導孔，再將多重管置入土層中，通過噴射旋轉高壓水流破壞周圍土體，在此高壓沖擊作用下沖擊出的土和石會隨著泥漿一起從多重管中抽出。其主要是在這種反復沖、抽作用下形成較大的底層空間，最后選用合適的材料進行填充。

3 影響高噴灌漿防滲凝結體構筑的主要因素

3．1 水壓及水量

水壓和水量是影響凝結體形成有效長度的重要因素之一，一般情況下如果增加水量和噴射壓力，可以相應的使凝結體的有效長度增加，但是水量的增加勢必會對漿液起到一定的稀釋作用，在該作用下漿液的冒出量也會隨著增加。

3．2 漿量和漿壓

在進行高噴灌漿施工的過程中，最為重要的是應保證噴射漿液的稠度和數量，在對含有淤泥層的河道堤防進行防滲加固處理時應注意相應的增大凝結體的樁徑，采用高水壓、高漿壓的施工方法將將高噴灌漿的漿壓提升到20－40MPa，漿液的相對密度達到1．6－1．8，輸漿量應保持在最少60L/min。

3．3 提升及旋轉速度

高噴灌漿管的提升和旋轉速度對高噴灌漿凝結體的影響主要表現在凝結體的均勻性、密實性以及有效長度上，對于河道堤防防滲加固工程來說，灌漿管的提升速度一般情況下應保持在4－20cm/min，旋轉速度為5－20轉/min。

3．4 地層及顆粒粒徑

根據以往的水利工程防滲加固處理高噴灌漿施工質量效果來看，高噴灌漿方法對于細顆粒底層較為適應，對于具有大顆粒的砂礫石底層來說，主要是由于水氣射流可能會造成大顆粒產生局移動或者是局部松脫現象，但是只要選擇適當的工藝參數，也能夠形成較為連續(xù)的防滲凝結體。

4 河道堤防高噴灌漿防滲加固施工時的注意事項及質量檢測

4．1 注意事項

進行高噴灌漿施工時，鉆孔的主要目的是將高噴灌漿管置入預先制定的土層之中，從而開展自下而上的噴射作業(yè)，但是也可以采用振沖的方式成孔直接進行噴射作業(yè)，在灌漿噴射的過程中需要對以下方面加以注意:首先如果防滲加固施工的灌漿深度較大，那么可能會造成上粗下細的凝結體，會給凝結體的承載能力和抗?jié)B作用產生一定的影響。所以如果灌漿深度較大，則可以采用適當增大壓力和流量或者降低旋轉速度的方法，保證凝結體的各項性能能夠達到要求。其次，在漿量不足的情況下應及時采取復噴技術對其進行處理，如果當冒漿量過大且超過總灌漿量的20%時，應采用縮小噴嘴直徑、加快提升和旋轉速度、增加噴射壓力的方法進行相應補救，對于冒出的漿液可以進行回收再利用。第三，高噴灌漿的噴射壓力以及灌漿量應根據工程需要進行適當的調節(jié)，在灌漿噴射的過程中應注意通過改變噴嘴移動速度和移動方向的方法對固結體的形狀及大小進行控制。漿液在噴灌后可能會產生一定程度的析水現象，會造成固結體頂部出現凹穴，從而對地基加固和防滲處理產生不良影響，對于該項問題可以采用靜壓灌漿或者是在漿液中添加相應的膨脹材料等措施進行治理。

4．2 高噴灌漿質量檢測

河道堤防防滲加固處理中的高噴灌漿施工質量檢測應主要從以下方面進行:首先，在灌漿作業(yè)結束并等待漿液凝結且具有一定的強度時，對其進行開挖檢查，從而對其凝結體的垂直度以及凝結形狀和凝結質量經檢查和確認。其次，通過對固結體的巖芯進行室內物理力學性能試驗的方法，同時在鉆孔中開展壓水和抽水試驗，以便對其抗?jié)B能力進行檢驗。第三，可以在受力部位澆筑厚度約為0．2－0．3mm的混凝土土層，在此基礎上開展水平靜載荷試驗和垂直靜載荷試驗。

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