水利工程論文-劈裂灌漿技術(shù)在滹沱河北大堤整治工程中的應(yīng)用.doc

水利工程論文-劈裂灌漿技術(shù)在滹沱河北大堤整治工程中的應(yīng)用摘要：通過(guò)循環(huán)式劈裂灌漿，滹沱河北大堤的裂縫、洞穴等隱患被充填密實(shí)，劈裂縫周?chē)耐馏w被漿液壓密，其與沿軸線(xiàn)方向發(fā)生的銜接劈裂縫所形成的漿脈共同作用，達(dá)到防滲目的。該文闡述了滹沱河北大堤循環(huán)式劈裂灌漿工程的施工過(guò)程及其工藝。關(guān)鍵詞：滹沱河北大堤劈裂灌漿漿脈應(yīng)用1工程概況滹沱河北大堤自無(wú)極縣東羅尚閘，至獻(xiàn)縣樞紐，全長(zhǎng)101.123km，是天津市、華北油田及滹沱河至大清河之間眾多城鎮(zhèn)的重要防洪屏障。為省等一級(jí)堤防，堤身土料來(lái)源于大堤兩側(cè)，主要為黏土、壤土及砂壤土，分層混合填筑，土質(zhì)不均勻，質(zhì)量差異較大，碾壓不實(shí)，存在松散夾層和空洞、裂隙。堤段干容重最大為17.6kN/m3，最小僅11.6kN/m3，全堤統(tǒng)計(jì)合格率（干容重大于15kN/m3）為27，平均干容重為14.4kN/m3。“968”洪水以來(lái)，堤身多處出現(xiàn)塌陷、管涌、貫通裂縫等重大險(xiǎn)情。鑒于滹沱河北大堤在河北省防洪渡汛中的重要地位，1998年以來(lái)，連續(xù)對(duì)其進(jìn)行了劈裂灌漿、垂直鋪塑、混凝土護(hù)坡等一系列的綜合整治。北大堤循環(huán)式劈裂灌漿工程位于深澤縣境內(nèi)，施工日期為2000年3月10日2000年5月30日。灌漿段樁號(hào)為1030016700、1907420300，其中1300013826、1485015150為雙排孔，梅花型布置，其余段為單排孔?？孜徊贾糜诘添斢畟?cè)，雙排孔距堤肩1.0m，單排孔距堤肩2.0m，孔深5.5m，孔距3.0m。2劈裂灌漿原理劈裂灌漿利用最小主應(yīng)力面和堤軸線(xiàn)方向一致的規(guī)律，根據(jù)土體水力劈裂的原理，順堤向布孔，在灌漿壓力下以適宜的泥漿液為能量載體，有控制地劈裂堤身，將與漿脈連通的所有裂縫、空洞、空隙等隱患用泥漿充填密實(shí)，同時(shí)漿壓將筑堤土壓密，最終在堤內(nèi)順堤向形成密實(shí)、垂直、連續(xù)、有一定厚度的漿液防滲固結(jié)體，從而達(dá)到防滲加固的目的。3灌漿主要設(shè)備設(shè)備選用山東泰安產(chǎn)WJ100型臥式灌漿機(jī)，該機(jī)集攪拌、過(guò)濾、儲(chǔ)漿、輸漿功能為一體，可以連續(xù)攪漿和輸漿，移動(dòng)方便靈活。輸漿用80/10型泥漿泵，功率4kW，最大工作壓力1.0MPa，輸漿量0.08m3/min，水平輸送距離6080m。動(dòng)力配備為12kW柴油發(fā)電機(jī)。4灌漿土料設(shè)計(jì)要求：土料就近取材，主要為黏性土，在沒(méi)有黏性土?xí)r，可選用粉質(zhì)壤12，粉粒含量約75，砂粒含量13）。施工時(shí)選用土場(chǎng)的采樣試驗(yàn)結(jié)果(表1)。由表1可以看出，三個(gè)料場(chǎng)的黏粒含量為21.225.6，粉粒含量65.566.3，砂粒含量11.312.5，土料均為壤土，符合設(shè)計(jì)要求。5灌漿施工（1）施工準(zhǔn)備。由于灌漿需要24小時(shí)不間斷施工，為保證工程進(jìn)度與質(zhì)量，施工前必須做好施工準(zhǔn)備，首先，灌漿機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)進(jìn)行全面檢修，保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。第二，選擇符合要求的土料場(chǎng)，由于灌漿孔吃漿量的不確定性，所選擇的料場(chǎng)土料必須充足。第三，選好水源及送水車(chē)輛。（2）場(chǎng)地布置。施工現(xiàn)場(chǎng)主要布置在北大堤堤頂上，根據(jù)灌漿泵的輸送能力及施工中的具體情況，土料每100m一堆，每堆大約20m3。攪拌機(jī)、發(fā)電機(jī)等布置在背水坡側(cè)。（3）鉆孔。鉆孔之前，先根據(jù)設(shè)計(jì)要求布好孔位，采用洛陽(yáng)鏟打孔，造孔應(yīng)保證垂直，傾斜度不大于2。（4）護(hù)壁管安放。護(hù)壁管的作用是使堤頂不致過(guò)早劈裂，保證灌漿效果。護(hù)壁管為DN100的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)5m。下管方法：懸吊起護(hù)壁管放入孔內(nèi)，上管口在離地1.0m時(shí)用布纏繞護(hù)壁管，徐徐落下；在離地0.3m時(shí)，再用布條二次封堵孔口并填土夯實(shí)，防止?jié){液從孔口冒漿。上述封孔方法在施工中效果較好。（5）灌漿。采用不分序依次向前推進(jìn)的循環(huán)式劈裂灌漿法。所謂劈裂式，即在套管頂部加回漿管，當(dāng)孔口壓力過(guò)高時(shí)，從回漿管回漿，以加快漿液的流動(dòng)性，減少和避免固形物在灌漿管中沉淀。灌漿流程（圖1）。漿液由泥漿泵通過(guò)注漿管壓入孔內(nèi)，排氣完畢后，關(guān)閉閥門(mén)，向孔內(nèi)注漿直至大堤劈裂冒漿。注漿裝置如圖2所示。第一，泥漿比重的控制。制漿采用機(jī)械拌制，水與干土重量比為1111.6。灌漿過(guò)程中根據(jù)吃漿量的大小變化，調(diào)節(jié)泥漿比重，吃漿量大時(shí)濃些，反之稀些。每孔初灌時(shí)，為打開(kāi)漿路，采用比重為1.531.55g/cm3的稀泥漿，隨后逐漸增大泥漿稠度，一般控制在1.641.66g/cm3之間，封孔泥漿比重控制在1.701.74g/cm3之間，泥漿比重采用比重計(jì)測(cè)量。第二，時(shí)間間隔。初灌與第一次復(fù)灌的時(shí)間間隔為15h，復(fù)灌12、23等以后的復(fù)灌間隔時(shí)間均為30h。第三，灌漿壓力。灌漿壓力是保證灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵，壓力過(guò)大會(huì)對(duì)大堤的穩(wěn)定不利，過(guò)低則會(huì)降低灌漿效果，達(dá)不到預(yù)期目的。設(shè)計(jì)灌漿壓力0.150.6MPa，但在施工時(shí)，不把它作為控制性指標(biāo)，而是以大堤劈裂冒漿為原則。灌漿時(shí)壓力由小逐漸加大，達(dá)到0.15MPa時(shí)持續(xù)灌漿5分鐘，如仍不出現(xiàn)劈裂，加大注漿壓力，直至堤頂劈裂。裂縫出現(xiàn)后，為了延長(zhǎng)劈裂時(shí)間，適當(dāng)減少注漿量（減少2030），繼續(xù)升壓，直至劈裂冒漿。第四，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。灌漿采用初灌一次，復(fù)灌兩次。如果復(fù)灌2的吃漿量大于總吃漿量的15，則應(yīng)進(jìn)行第三次復(fù)灌、第四次復(fù)灌直至最后一次的吃漿量小于總吃漿量的15為止。第五，封孔。終灌結(jié)束后在孔內(nèi)注滿(mǎn)容重大于1.6g/cm3泥漿，漿面下沉后再灌，直至漿面不再下沉為止，施工中一般注入35次。第六，觀(guān)測(cè)記錄。灌漿過(guò)程中，應(yīng)做好現(xiàn)場(chǎng)施工記錄工作，動(dòng)態(tài)觀(guān)測(cè)灌漿過(guò)程中的各種變化，如劈裂縫的寬度、長(zhǎng)度、方向的變化、地基的鼓起范圍和高程、堤坡局部平面位移、各孔吃漿量等，以備查詢(xún)。6灌漿效果通過(guò)對(duì)觀(guān)測(cè)記錄分析，孔間劈裂縫的搭接率在80以上，局部段達(dá)到100，縫寬一般為413mm，最寬的達(dá)到30mm，平均單孔吃漿量為2.15m3，最大單孔吃漿量為31.8m3，吃漿量大的灌漿孔說(shuō)明其周?chē)嬖谳^大的洞穴。灌漿結(jié)束后，隨機(jī)挖深3.0m、長(zhǎng)3.0m、寬1.5m的深坑5個(gè)，深坑中劈裂縫由灌漿孔底部貫通到了堤頂，裂縫最寬處達(dá)到了30mm，漿脈清楚，漿液固結(jié)體密實(shí)。距漿脈10cm、30cm處各取5組土樣進(jìn)行檢測(cè)，10cm組的干容重平均為15kN/m3，30cm組的干容重平均為14.6kN/m3，灌漿效果明顯，達(dá)到了堤防防滲加固的目的。SplittingGroutintheNorthBankoftheHutuoheRiverAbstract:Bycirculationgrouting,thecrevicesandcavernsinthenorthbankoftheHutuoheRiverwerefilledandtheclodaroundsplittingcracksalsowascompactedbyslurry,whichwasjoinedbyslurryveinalongtheaxisaimingatantiseepage.Thereportshowedtheconstructionschemesan