摘 要：本文結(jié)合工程實(shí)例，探討錐探灌漿技術(shù)在淮河信陽段堤防加固工程中的應(yīng)用，并總結(jié)應(yīng)用過程中易出現(xiàn)的問題，提出處理方法，檢查灌漿效果。實(shí)踐表明，錐探灌漿技術(shù)能夠有效減少堤防發(fā)生滲透、管涌、漏洞等險(xiǎn)情，在堤防病害治理中能起到良好的加固作用。

關(guān)鍵詞：錐探灌漿;堤防加固工程;防滲;白蟻防治

中圖分類號(hào)：TV871文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）13-0070-03

Application of Cone Grouting Technique in the Embankment

Reinforcement Project of Xinyang Section of Huaihe River

LIU Ziyang

（Power China Hubei Electric Engineering Co.， Ltd.，Wuhan Hubei 430040）

Abstract： This paper discussed the application of cone grouting technology in the embankment reinforcement project of Xinyang section of Huaihe River， summarized the problems in the application process， put forward the treatment method， checked the grouting effect. The practice shows that the cone grouting technology can effectively reduce the seepage， piping， loopholes and other dangerous situations of the dike， and can play a good role in strengthening the dike.

Keywords： cone grouting;embankment reinforcement project;seepage control;termite control

錐探灌漿是利用錐孔機(jī)或鉆孔機(jī)打孔，把按比例拌制好的黏土泥漿，由泥漿泵加壓后，注入壩體中的土石顆粒間、巖縫中，并與堤體內(nèi)部土體充分固結(jié)，從而達(dá)到加固、防止?jié)B漏的目的[1]。同時(shí)，在灌漿過程中加入滅治白蟻的藥物，對(duì)堤身防治白蟻起到了一定作用。此項(xiàng)技術(shù)投資少、施工速度快、效果好，主要用于土壩、河流堤防加固，能有效減少土壩、堤防滲漏、管涌等險(xiǎn)情，是堤防工程隱患處理的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。

1 工程概況

淮河發(fā)源于河南省桐柏縣桐柏山太白頂，流經(jīng)信陽、正陽、羅山、息縣、淮濱、固始等市縣，在固始縣三河尖以東的陳村流入安徽省。運(yùn)行期受多次大洪水的侵襲，淮河干流堤防出現(xiàn)多處險(xiǎn)情，并不斷加劇，部分堤段堤頂及堤坡坑洼不平，堤身及堤基滲漏嚴(yán)重，堤腳坑塘連片，存在許多安全隱患，亟待對(duì)淮河干流一般堤防進(jìn)行整修加固。

淮河干流信陽段分段設(shè)計(jì)流量為：息縣～王家壩段按7 000 m3/s，王家壩～史河口段為7 400 m3/s，河道防洪標(biāo)準(zhǔn)接近10年一遇;相應(yīng)主要控制點(diǎn)設(shè)計(jì)防洪水位為：王家壩29.20 m，淮濱32.50 m，淮鳳集36.92 m。

2 錐探灌漿技術(shù)在堤防加固工程中的應(yīng)用

2.1 主要材料

該工法用到的主要材料為黏土，制漿黏土料顆粒組成和漿液物理力學(xué)性能必須滿足如表1和表2所示的要求。

2.2 主要設(shè)備

為保證施工進(jìn)度及質(zhì)量，研究者結(jié)合現(xiàn)場施工實(shí)際，在施工中擬投入如表3所示的施工機(jī)具。

2.3 工藝流程

工程施工的主要流程為測(cè)量放線、錐探機(jī)就位找平、造孔至設(shè)定深度、泥漿制備、灌漿、檢查灌漿量、封孔，具體如圖1所示。

2.4 灌漿孔布置

錐孔前先根據(jù)堤身與堤基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、堤防存在問題的性質(zhì)及嚴(yán)重程度，依照設(shè)計(jì)圖紙的要求布設(shè)灌漿堤段的范圍，確定各堤段的灌漿孔深，造孔深度應(yīng)超過隱患部位1.0～2.0 m，注漿孔徑為30～50 mm，灌漿的排距和間距（取決于堤段重要程度、隱患性質(zhì)、灌漿壓力等因素）以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)（一般都采用密錐灌漿的形式，其排距為1 m，每排孔距為2 m，相鄰兩排錐孔呈梅花形排列，即第二排的孔位應(yīng)在第一排兩孔中間的相對(duì)位置上）。為方便施工，灌漿孔均布置在堤頂，從臨河側(cè)堤肩開始布孔。在堤身灌漿施工過程中，可通過堤身吸漿量的大小適當(dāng)調(diào)整孔距和排距，對(duì)吸漿量特別大的堤段，還應(yīng)在臨河側(cè)加鉆一排灌漿孔，以便堤身灌漿充分。遇到穿堤建筑物時(shí)，將位于建筑物上的灌漿孔移至建筑物兩旁加密，沿堤防方向依次布孔。灌漿孔布置如圖2所示。

2.5 錐孔

將錐孔機(jī)定位后，錐桿由擠壓輪夾緊，轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓輪將錐桿壓入堤內(nèi)。當(dāng)土質(zhì)松軟時(shí)，可用快速進(jìn)錐;當(dāng)土質(zhì)堅(jiān)硬、擠壓輪打滑時(shí)，可通過調(diào)整彈簧組增加擠壓力，改為慢速進(jìn)錐。如錐頭遇到石塊等硬物時(shí)，安全離合器便發(fā)出“咔咔”響聲，操作人員便停止進(jìn)錐，采用錐孔機(jī)自帶夯擊裝置繼續(xù)進(jìn)錐，錐桿進(jìn)深由指針顯示，控制孔傾斜度不大于2%，到達(dá)計(jì)劃深度后，便改換擠壓輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向，將錐桿提起，移至下一孔位。

2.6 制漿

將符合要求的土料加水后用機(jī)械高速攪拌成泥漿，然后通過旋轉(zhuǎn)篩和濾網(wǎng)去除雜質(zhì)。為保證其有足夠的抗?jié)B性能，黏土泥漿應(yīng)具有較好的穩(wěn)定性與流動(dòng)性，體縮要小，排水要快。根據(jù)堤防防治白蟻的要求，在制備好的泥漿中加入1.20%氰戊菊酯：比例1∶150。

2.7 灌漿

2.7.1 灌漿順序。灌漿順序?yàn)橄裙嗫坑畟?cè)排孔，再灌下游側(cè)排孔。

2.7.2 灌漿方式。應(yīng)采用充填式灌漿方式，根據(jù)《土壩灌漿技術(shù)規(guī)范》（SL 564—2014）[2]的要求，確定灌漿的技術(shù)參數(shù)：孔口壓力應(yīng)不小于4.9×104 Pa，在施工時(shí)需要做灌漿試驗(yàn)，以確定灌漿壓力。

2.7.3 灌漿中注意的問題。①灌漿開始后先用稀漿，經(jīng)過3～5 min后再加大泥漿稠度。若孔口壓力下降和注漿管出現(xiàn)負(fù)壓，應(yīng)加大漿液稠度，漿液的容重按承包人灌漿試驗(yàn)和批準(zhǔn)的技術(shù)要求控制。

②錐孔應(yīng)當(dāng)成孔，當(dāng)天灌，防止孔眼擱置時(shí)間長，孔隙堵塞，影響灌漿效果。在灌漿中，由下至上，下套管分別灌注，段長可為5～10 m，應(yīng)先對(duì)第一序孔輪灌，采用“少灌多復(fù)”的方法，每孔灌漿時(shí)，必須一次連續(xù)灌滿。待第一序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第二序孔。

③每次最大灌漿量及每孔灌漿次數(shù)按承包人現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)確定的技術(shù)指標(biāo)控制，一般每孔灌漿次數(shù)為5～10次。

④在灌漿過程中，如遇單孔吃漿量過大，承包人須采取“少灌多復(fù)”的處理辦法直至灌漿飽滿，不得留下隱患，具體處理方案報(bào)監(jiān)理人審批。

⑤灌漿過程中，要做好灌漿記錄，并繪制圖表。

2.8 灌漿壓力和灌漿量觀測(cè)

2.8.1 灌漿壓力觀測(cè)。在注漿管上端安裝壓力表，壓力表精度為0.1 kg/cm2。在灌漿過程中，應(yīng)及時(shí)觀測(cè)壓力變化，并及時(shí)記錄瞬時(shí)最大壓力，對(duì)照大堤位移，合理控制灌漿壓力。

2.8.2 灌漿量觀測(cè)。灌漿量一般采用泥漿流量控制，每孔每次灌漿量及總灌量均應(yīng)在0.3～0.5 m3/m范圍內(nèi)，每次灌漿時(shí)不得超過設(shè)計(jì)允許值，以便控制灌漿壓力。

2.8.3 冒漿觀測(cè)。灌漿期間，要有專人經(jīng)常巡視堤頂、堤坡，若發(fā)現(xiàn)冒漿現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)處理，同時(shí)應(yīng)記錄和描述冒漿現(xiàn)象，并繪制在剖面圖上。

2.9 漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)及封孔

第一，當(dāng)漿液升至孔口，經(jīng)連續(xù)復(fù)灌3次不再吃漿時(shí)，即可終止灌漿;第二，當(dāng)每孔灌完后，待孔周圍泥漿不再流動(dòng)時(shí)，將孔內(nèi)漿液取出，掃孔到底，用直徑20～30 mm、含水量適中的黏土球分層回填搗實(shí)。

3 灌漿問題的處理

灌漿施工時(shí)要隨時(shí)觀察灌漿量情況，檢查附近鉆孔、堤表及堤防根部情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行處理。

第一，串漿。灌漿孔和串漿孔之間堤面無裂縫或裂縫較小時(shí)，可用木塞塞住串漿孔繼續(xù)。

第二，冒漿、溢漿。初始灌漿時(shí)，若發(fā)現(xiàn)堤身表面冒漿、溢漿，可采取降低灌漿壓力的方法處理，也可暫停灌漿，泥漿沉落后再繼續(xù)灌注;注漿孔冒漿時(shí)，可用清水或稀漿沖孔后再灌漿。

第三，堤表土塌陷、隆起。發(fā)現(xiàn)堤表土塌陷時(shí)，應(yīng)開挖查明原因，并對(duì)表面回填夯實(shí)，對(duì)深部采用濃漿灌注，已形成塌坑的，可用黏性土分層夯實(shí)回填。堤表隆起時(shí)，應(yīng)仔細(xì)分析隆起原因，檢查泥漿濃度、壓力是否正常，若未發(fā)現(xiàn)堤身有較大裂縫或土體滑動(dòng)面產(chǎn)生，可采用減少灌漿壓力、時(shí)灌時(shí)停的方法處理。對(duì)于隆起面積較大、問題嚴(yán)重的堤段，應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行徹底翻筑。

第四，裂縫。對(duì)于縱向裂縫，如縫寬≤10 mm，且縫口無相對(duì)沉陷的，可采取夯實(shí)裂縫、自重注濃漿、“少灌多復(fù)”的方法處理，注漿時(shí)應(yīng)對(duì)堤身位移進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常位移時(shí)，應(yīng)停灌，并隔日復(fù)灌;縫口較寬，有相對(duì)沉陷，可能局部土體有滑動(dòng)面產(chǎn)生，應(yīng)全面檢查，若發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面，必須進(jìn)行部分翻筑。對(duì)橫向裂縫，可對(duì)裂縫進(jìn)行部分翻筑，將裂縫全面封閉，然后在縫口布置灌漿孔進(jìn)行自重灌漿處理。

4 灌漿加固成果檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)

4.1 滲透試驗(yàn)分析

堤防滲透系數(shù)檢測(cè)計(jì)算公式為[3]：

式中：[k]為試驗(yàn)巖土層的滲透系數(shù)，cm/s;[q]為注水流量，L/min;[h]為試驗(yàn)水頭，cm;[r]為鉆孔內(nèi)半徑，cm;[l]為試驗(yàn)段長度。

工程從總的灌漿量和單位灌入量數(shù)據(jù)分析，受灌堤防段空隙率均有較大幅度降低，堤防險(xiǎn)情和病害明顯改善，堤防灌漿工程施工結(jié)束15 d后，以及工程完工1年后進(jìn)行透水滲透試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果均在[n×10-6（n=1～9）]范圍內(nèi)，部分檢測(cè)結(jié)果見表4。

從表4可知，灌漿處理后堤防土體滲透系數(shù)均小于灌漿前，工程完工1年后堤防土體滲透系數(shù)無明顯變化，與堤防土體灌漿前相比滲透系數(shù)明顯變小

4.2 灌漿效果評(píng)價(jià)

從灌漿成果檢驗(yàn)分析可知，錐探灌漿施工范圍內(nèi)的堤防土體空隙得到了有效填充、擠密和置換，堤防土體的防滲性能有所改善。1年后堤防復(fù)查未發(fā)現(xiàn)白蟻情況，堤防存在的險(xiǎn)情問題得到了有效解決，達(dá)到了堤防防滲加固的要求。同時(shí)，施工機(jī)械化程度高，施工方便，符合職業(yè)健康和安全環(huán)保要求，達(dá)到了相關(guān)主管單位的堤防加固目的。

5 結(jié)語

本次堤防加固工程取得的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，錐探灌漿技術(shù)能明顯降低堤身滲透系數(shù)，使堤防滲透、管涌、漏洞等險(xiǎn)情基本消除，在灌漿時(shí)加入白蟻防治藥物，能夠有效消除白蟻對(duì)堤身的危害，對(duì)我國河道堤防加固及病害防治具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國水利部.水利水電工程注水試驗(yàn)規(guī)程：SL 345—2007[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[2]中華人民共和國水利部.土壩灌漿技術(shù)規(guī)范：SL 564—2014[S].北京：中國水利水電出版社，2014.

[3]李靜磊.錐探灌漿技術(shù)在某堤防加固工程中的應(yīng)用[J].技術(shù)與市場，2014（1）：66-68.

收稿日期：2020-04-07

作者簡介：劉紫陽（1986—），男，碩士，中級(jí)工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工程項(xiàng)目施工管理。