黏土填充灌浆在土坝防渗加固中的施工质量控制

□朱慧芳

黏土填充灌浆在土坝防渗加固中的施工质量控制

□朱慧芳

黏土填充灌浆在土坝防渗加固中较为常用，是土坝防渗经济有效的方法，加强施工关键环节的质量管理和控制，可取得良好的加固防渗效果。

黏土；土坝防渗；质量控制

水利工程施工质量好坏，不仅对工程的正常使用与效益发挥有直接的关系，而且一旦出现问题就会危及国家和人民群众的生命财产安全。实践证明要想取得好的工程质量，必须做好关键环节的质量管理和控制。本文就黏土填充灌浆施工中常见质量问题及控制措施进行简要论述。

1.施工准备阶段的质量控制

1.1 确定合理的施工季节

黏土填充灌浆的施工原理是在坝体薄弱位置或内部空洞内压力填充泥浆，利用泥浆固结充实坝体、封堵渗漏通道。为加快泥浆的固结保证灌浆质量，施工期应选择坝体含水率较低的时期。水库坝体灌浆应在枯水期进行或提前降低库水位，以降低坝体侵润线和坝体土壤含水率。工程实践表明，在坝体侵润线以下，单纯灌注黏土浆不能起到固结加固作用，必须在浆液中添加水泥、水玻璃等速凝胶结材料。为此，春季到汛前和讯后的一段时间是灌浆的黄金施工期。

1.2 灌浆土料的质量控制

根据规范要求，设计中要求的黏土填充灌浆的土料主要控制以下几方面指标：塑性指数10-25%、粘粒含量30-45%、粉粒含量45-65%、沙粒含量< 10%、有机质含量<2%、可溶盐含量< 8%。实践证明，一味追求土料粘性并不可取，土料含粘粒过大则析水性差，同时在坝体缺陷部位间隙较大时固结后收缩易产生裂缝。选定料场储量应不少于设计土料用量的2倍。

1.3 施工设备的选择与准备

黏土填充灌浆设备包括运输、制浆、钻孔、加压送浆、观测等设备。制浆建议采用强制式搅拌机机械制浆，浆池容量应保证灌浆连续作业；实践中多采用XJ-100A型钻机干法凿孔，主要工作参数为：配套电机功率1.5KW,终孔直径75mm,最大钻深100m。填充灌浆仅需要较小的灌浆压力，所以单缸泥浆泵和双缸泥浆泵均能满足灌浆压力要求，主要根据坝体吃浆流量的大小确定泵型。进场后应对压力表、灌浆管、压力输浆管都进行校准和加压试验。孔口压力表作为灌浆控制压力，要求压力表的精度应达到0.1kgf/cm3。

1.4 科学布设灌浆孔

灌浆孔应严格按照设计位置进行布设，一般为2排或3排，梅花状布置，孔距2～3m。布置灌浆孔后，还应根据孔位设置坝体水平位移和沉陷观测控制点，用以对比灌浆前后和灌浆过程中堤坝的变形情况。观测点在上下游坝肩和坝顶各设两排，间距15m左右设一组观测桩（木桩或钢钎），用全站仪进行测控。通过坝体渗流量及侵润线的变化分析施工效果。

2.灌浆施工中的主要质量控制

2.1 灌浆孔的施工

灌浆孔应当干法施工，要求孔径符合设计要求，成孔垂直度偏差不大于2%。要做好施工记录，了解每孔在不同深度的坝体土质情况、坝体密实度情况、坝体土料的含水率情况，与设计情况进行核对，为做好后续灌浆提供基础资料支持。灌浆孔完成后若不能立即进行灌浆，应采用木塞或盖板进行保护。

2.2 泥浆的制备

制浆尽可能采用专用机械制浆，土料含水率过低出现干结硬块时，土料进场后应及时洒水堆存软化土块。制浆机出口入蓄浆池时先过粗筛，滤除浆液中杂质；灌浆前再通过35孔/cm2过滤细筛。制浆过程中通过水土用量配比调控泥浆粘稠度，同时在蓄浆池中用容重法进行检测控制。

2.3 灌浆质量控制

灌浆顺序为先上游测孔后下游，灌浆时自下而上，下套管分段灌注，段长以5～8m为宜。灌浆过程中先灌注稀浆3～5分钟再逐步加大浆液浓度至设计稠度。

灌浆过程中应做好观测与记录，包括压力表观测、注浆量观测、坝体位移观测、灌浆孔观察等。压力和注浆量观测应全过程监测记录，若发现压力骤升骤降都应及时停泵处理。若发现坝体劈裂发生（可通过孔口目测和坝体位移监测判定）应立即停止灌浆，降低灌浆压力。发现串孔跑浆、上下游坝坡跑浆时，采用开挖后低含水率粘土回填夯实封堵处理。在堤坝顶已经混凝土硬化的情况下更应当加强检查与观测，防止劈裂发生或冒浆串浆，以及对路面造成的破坏。

灌浆第一轮序结束后，与后序灌浆的间隔天数与坝体含水率和泥浆稠度有较大关系，可通过检查灌浆孔中浆液固结情况判断，一般5～8天既可实现浆液析水固结。此时用钻机扫孔到底，开始下一灌浆轮序。第一轮序灌浆吃浆量最大，单孔可达0.4～0.6m3/m，之后轮序逐渐减小直到不再吃浆，待连续两个轮序灌浆不再吃浆，待孔中浆液固结后结束灌浆，扫孔到底后，用土球夯实法封孔。

3.灌浆后的质量检查

黏土填充灌浆属隐蔽工程施工，灌浆后的质量检查是评判工程施工质量的重要手段。黏土填充灌浆的质量检查的方法有：钻取坝体土芯法、试验灌浆法等。钻取坝体土芯检查一般在灌浆结束14天之后进行。经过注浆试验后测算各检查孔的单位吸浆量是否在设计要求范围之内。经过对取芯原样进行试验研究，得出坝体内部的质量，并评估灌浆效果。水库坝体灌浆时可结合浸润线出逸点，坝后渗流量变化情况评判施工质量。

黏土充填灌浆在土质堤坝防渗加固中具有投资小、见效快、设备和技术简单、操作方便等优点，已经被广泛应用。在施工过程中抓住了关键步骤和关键环节，加强质量控制管理就能达到良好的加固防渗效果。□

2017-03-10

朱慧芳，女，汉族，临城县水务局，工程师。