浅谈劈裂灌浆施工的质量管理

　　摘要：采用劈裂灌浆技术加固土堤防工程质量管理的关键在于控制好灌浆施工的各个环节，特剐是浆液控制、时间间隔和灌浆量控制、灌浆压力控制等灌浆综合控制环节。
　　关键词：劈裂灌浆　质量　综合控制
　　中图分类号：TV543　文献标识码：A　文章编号：1672-3791(2012)01(b)-0152-01
　　在大型堤防工程中，堤身土料多为粘土、壤土及砂壤土，在经过多年运行后，特别是经受过洪水浸泡的大堤，堤身往往多处出现塌陷、管涌、贯通裂缝等重大险情。为了增加大堤的抗渗性，保证堤身安全，对于堤身裂缝，查明裂缝类型并进行处理。对不太深的表层裂缝可采用开挖回填的办法处理，对较深的内部裂缝则可采用重力灌浆、压力灌浆或劈裂灌浆法处置。
　　劈裂灌浆利用最小主应力面和堤轴线方向一致的规律，根据土体水力劈裂的原理，顺堤向布孔，在灌浆压力下以适宜的泥浆液为能量载体，有控制地劈裂堤身，将与浆脉连通的所有裂缝、空洞、空隙等隐患用泥浆充填密实，同时浆压将筑堤土压密，最终在堤内顺堤向形成密实、垂直、连续、有一定厚度的浆液防渗固结体，从而达到防渗加固的目的。灌浆的浆液可采用粘土或黄土、泥浆。
　　劈裂式灌浆技术在土坝坝体除险加固中具有设备简单、操作方便等优点，投资小、见效快，已被广泛地应用。在具体操作中还应注意施工过程各个环节的控制，保证灌浆的质量，才能达到预期的效果。
　　现就我局管理的横山水库除险加固劈裂灌浆工程、太湖大堤竺山圩劈裂灌浆等工程施工中，总结一些该项技术施工质量控制体会。
　　1　灌浆施工准备
　　由于灌浆需要24h不间断施工，为保证工程进度与质量，施工前必须做好施工准备，首先，灌浆机、发动机应进行全面检修，保证机械设备正常运行。第二，选择符合要求的土料场，由于灌浆孔吃浆量的不确定性，所选择的料场土料必须充足。第三，选好水源及送水车辆。
　　2　布孔与钻孔
　　钻孔之前，先根据设计要求布好孔位造孔应保证垂直，倾斜度不得大于2％。
　　3　安放护壁管
　　所谓劈裂式，即在套管顶部加回浆管当孔口压力过高时，从回浆管回浆，以加快浆液的流动性，减少和避免固形物在灌浆管中沉淀。灌浆流程如下(如图1)。
　　
　　浆液由泥浆泵通过注浆管压入孔内，排气完毕后，关闭阀门，向孔内注浆直至大堤劈裂冒浆。
　　护壁管的作用是使堤顶不致过早劈裂，保证灌浆效果。护壁管可采用DN100的无缝钢管，长比设计孔深浅50cm。下管方法：悬吊起护壁管放入孔内，上管口在离地1.0m时用布缠绕护壁管，徐徐落下；在离地0.3m时，再用布条二次封堵孔口并填土夯实，防止浆液从孔口冒浆。上述封孔方法在施工中效果较好。
　　4　灌浆控制
　　因大堤下部情况较复杂，有的为抛石基础，内部存在架空现象，有的土质较好，因此根据实际情况，在灌浆过程中，采用不同的灌浆压力、时间、稠度以充填内部空隙即对灌浆进行综合控制。灌浆综合控制是保证灌浆期间堤身安全和灌浆质量的重要措施，灌浆综合控制包括：浆液控制，灌浆量控制，灌浆压力控制，横向水平位移控制，裂缝开展宽度控制。灌浆综合控制施行于灌浆过程的始终。
　　4.1　泥浆比重的控制
　　制浆通常采用机械拌制，水与干土重量比为1：1～1：1.6。灌浆过程中根据吃浆量的大小变化，调节泥浆比重，吃浆量大时浓些，反之稀些。每孔初灌时，为打开浆路，采用比重为1.53～1.55g／cm³的稀泥浆，随后逐渐增大泥浆稠度，一般控制在1.64～1.66g／cm³之间，封孔泥浆比重控制在1.70～1.74g／cm³之间，泥浆比重采用比重计测量。
　　4.2　时间间隔
　　初灌与第一次复灌的时间间隔通常为15h，复灌1～2、2～3等以后的复灌间隔时间则为30h。
　　4.3　灌浆压力
　　灌浆压力是保证灌浆质量的关键，压力过大会对大堤的稳定不利，过低则会降低灌浆效果，达不到预期目的，设计虽有灌浆压力要求，但在施工时，不应把它作为控制性指标，而是以大堤劈裂冒浆为原则。灌浆时压力由小逐渐加大，达到起劈压力时持续灌浆5分钟，如仍不出现劈裂，加大注浆压力，直至堤顶劈裂。裂缝出现后，为了延长劈裂时间，适当减少注浆量(减少20％～30％)，继续升压，直至劈裂冒浆。
　　4.4　结束标准
　　灌浆采用初灌一次，复灌两次。如果复灌2的吃浆量大于总吃浆量的15％，则应进行第三次复灌、第四次复灌……直至最后一次的吃浆量小于总吃浆量的15％为止。
　　4.5　封孔
　　终灌结束后在孔内注满容重大于1.6g／cm³泥浆，浆面下沉后再灌，直至浆面不再下沉为止，施工中一般注入3～5次。
　　4.6　观测记录
　　灌浆过程中，应做好现场施工记录工作，动态观测灌浆过程中的各种变化，如劈裂缝的宽度、长度、方向的变化、地基的鼓起范围和高程、堤坡局部平面位移、各孔吃浆量等，以备查询，确保堤体的安全。
　　5　灌浆效果检测
　　灌浆结束后，随机挖深3.0m、长3.0m、宽1.5m的深坑若干个，检查深坑中劈裂缝是否由灌浆孔底部贯通到了堤顶、裂缝最宽厚度、浆脉是否清晰、浆液固结体密实度。距浆脉10cm、30cm处各取5组土样进行检测，10cm组的干容重与30cm组的干容重差异，以确定灌浆效果是否明显，灌浆施工是否能达到了堤防防渗加固的目的。
　　6　结语
　　横山水库除险加固劈裂灌浆、太湖大堤竺山圩劈裂灌浆工程施工检测数据和竣工后实际运行观测结果，均表明劈裂灌浆质量控制良好，堤坝防渗效果可靠，达到了除险加固的目的。这说明只要在控制好灌浆施工的各个环节，特别是灌浆综合控制，就能够保证灌浆的质量，从而确保工程质量处于受控状