浅谈灌浆技术在堤防加固工程中的应用

阎美岩

（山东省枣庄市安澜水利工程有限公司 枣庄 277000）

1 基本情况

1.1 南四湖湖东堤概况

南四湖湖东堤北起老运河口（原山东省济宁市任城区石佛村），南至微山县两城镇青山村，老堤全长29.457km，为二级二类堤防。湖东堤防修筑于1960年，堤顶设计高程38.0m。2005年开始对其进行加固，堤顶高程为39.99～39.29m，起点至泗河段（相应桩号0+000-12+247）防洪标准为防御1957年洪水，泗河至终点（相应桩号13+100～29+457）防洪标准为50年一遇。

由于兖矿集团济宁三号煤矿穿堤采煤，造成湖东堤1.5km 堤身及两侧滩地沉陷，导致湖东堤防洪标准降低、堤身内部结构破坏、堤身出现裂缝等防洪安全隐患，严重违反南四湖防洪标准。为消除隐患，填充密实堤身内部土质，发挥工程正常效益，亟需对该段堤身进行应急修复。

1.2 水文气象

施工区属温带季风大陆性气候，春季多风，夏季多雨，秋季少雨，冬季干冷，冷热季和干湿季区别较为明显。多年平均气温13.6℃，7月份最热，最高日平均气温29.8℃，极端最高气温40.5℃，1月份最冷，最低日平均气温-7.5℃，极端最低气温-22.3℃，冰冻期一般在1、2月份。多年平均降水量为812mm，年最大降水量为1221mm，年最小降水量为554.5mm，降水年际变化大，年内分布也不均匀，70%的降水集中在6～9月。

1.3 对外交通条件

该工程位于太白湖新区境内，劳动力充足，水陆交通便利，施工材料、设备可通过滨湖大道到达施工现场。

2 主要技术指标

南四湖湖东堤桩号2+500～4+600 段，总长1500m，由于堤身及两侧滩地沉陷、堤身内部结构破坏、堤身出现裂缝，防洪安全存在隐患，根据堤防现存的问题，本次堤防加固措施采取在堤顶中心线至堤防背水侧堤顶布设梅花型灌浆孔3 排，孔距3m，排距1.5m，孔深6m，终孔孔距2m。采用二序灌浆，灌浆3 遍，两次灌浆时间间隔不少于5d，灌浆孔口压力控制在0～0.05MPa，浆液容重控制在1.3～1.6g/cm3之间。主要施工内容为：取芯机造孔135m，风钻钻孔571m，钻机钻灌浆孔9815m，粘土灌浆9815m，细石混凝土封孔4m3，细粒式沥青混凝土封孔（AC-13F）1m3。

3 施工前期准备

3.1 检修灌浆设备

及时修理库存灌浆机械设备，钻孔机上油保养，更换损坏部件，保证各种机械设备运行良好。

3.2 组织灌浆队伍

选择技术能力全面的机械操作人员、培训技术人员及泥浆拌和工、钻孔工、填料工等，确保各类工种严格按照规范操作。熟悉场地，进行技术交底工作。

3.3 施工放线

堤顶中心线至堤防背水侧堤顶布设梅花型灌浆孔3 排，孔距3m，排距1.5m。具体灌浆放线参数是：

（1）孔距：取A=3m（终孔孔距2m）。

（2）排距：取B=1.5m。

（3）孔径：100mm。

（4）孔深：7m（其中灌浆孔深6.53m）。

（5）布孔：堤顶中心线至堤防背水侧梅花型布孔3 排。

4 具体灌浆方法

此次灌浆采用充填灌浆，具体为二序灌浆，灌浆3 遍，两次灌浆时间间隔在5d 以上。

4.1 布孔造孔

采用混凝土路面取样机对堤顶混凝土沥青路面进行钻孔，钻深9cm 的上部沥青混凝土路面，机械凿除下承层（18cm 厚的水稳层、20cm 石灰土），以便于钻灌浆孔。

4.2 灌浆控制

灌浆孔口压力控制在0～0.05MPa，浆液容重控制在1.3～1.6g/cm3之间。

施工时严格控制灌浆压力，少灌多复，尽量避免出现裂缝。钻杆要垂直堤顶路面，垂直度不超过规范要求。施工技术严格按照《土坝灌浆技术规范》（SL 564-2014）执行。

4.3 灌浆序次

灌浆施工按序次进行，分为二序施工，灌完一序孔再进行二序孔。灌浆3 遍，两次灌浆时间间隔不少于5d。

4.4 孔口压力

孔口压力取0～0.05MPa。灌浆过程中，随时监测压力变化，记录灌浆压力。

4.5 制浆土料物理性质指标

灌浆土料选用粉质粘土。 黏粒含量为20%～45%，粉粒含量为30%～70%，砂粒含量不超过30%，有机质含量不超过2%，塑性指数为10%～25%。

4.6 泥浆物理力学性质指标

灌浆所用泥浆物理力学性质指标：容重为1.3～1.6g/cm3、 黏度为20～100s、 稳定性为0g/cm3～0.15 g/cm3、胶体率大于70%、失水量为10～30 cm3/30min。

4.7 封孔

灌浆结束后进行封孔，下部土体采用含水量适中的土料充填封孔；待孔口完全析水后对上层孔口（孔径10cm）进行封堵，厚38cm 的道路基层用细石混凝土进行封孔，厚9cm 的沥青混凝土面层用AC-13F 细粒式沥青混凝土进行封孔并找平。

5 特殊情况的处理方法

5.1 灌浆中断的处理方法

因机械、管路、仪表等出现故障而造成灌浆中断时，尽快排除故障，立即恢复灌浆。恢复灌浆时，如注入量较中断前减少较多，使用开灌比级的浆液进行灌注。按依次换比的规定重新灌注。恢复灌浆后，若停止吸浆，可用高于灌浆压力0.14MPa 的高压水进行冲洗而后恢复灌浆。

5.2 串浆处理方法

相邻两孔段均具备灌浆条件时，同时灌浆。相邻两孔段有一孔段不具备灌浆条件，首先给被串孔段充满清水，以防水泥浆堵塞凝固，影响未灌浆孔段的灌浆质量。并用大于孔口管的实心胶塞放在孔口管上，用钻机立轴钻杆压紧。

5.3 冒浆处理方法

地面裂缝处冒浆，暂停灌浆，用清水冲洗干净冒浆处，再用棉纱堵塞。冲洗后用快干地勘水泥加氯化钙捣压封堵，再进行低压、限流、限量灌注。

5.4 漏浆处理方法

浆液渗漏堤坡上，采取长时间间歇（一般在24h 以上）待凝灌浆方法灌注。如一次不行，再进行二次间歇灌注。浆液在大裂隙通道渗漏，采用限压、限流与短时间间歇（数十分钟）。如达不到要求，采取长时间间歇待凝，然后限流逐渐升压灌注。

6 应急措施

由于灌浆前需要先进行钻孔，会在背水堤顶及堤肩上形成许多个孔洞。一旦发生大规模降水，就会水流灌孔侵堤，轻则引起塌坑现象，重则会致使滑坡事故。采取如下应急措施可有效避免：

（1）备置土工膜、塑编袋。

（2）控制钻孔数量，钻制当期能够完成灌浆所需要数量的孔洞。

（3）及时封堵已灌注完成的孔口，确保封堵严密，且无漏封现象。

（4）一旦发生大雨，及时用土工膜覆盖未封堵及已钻制的孔口，用塑编袋装土压实，确保孔口不产生注水。

（5）组织工人看护，随时检查封堵情况，及时汇报不正常现象。

7 结语

南四湖东堤因堤身内部结构破坏、堤身出现裂缝造成防洪标准降低，出现安全隐患。采用灌浆技术，可有效填塞堤身土层中的孔隙、裂缝，防止堤基渗漏，增强堤身岩土整体性、强度和刚度■