摘要：灌浆是河堤防渗加固的主要方法，堤身防渗常采用劈裂灌浆处理，堤基渗漏多通过高喷灌浆解决。本文介绍了河堤防渗加固技术的选择，并阐述了这两种技术的施工应用。
关键词：河堤；防渗加固；灌浆；选择；施工
在河道两岸筑堤主要是为了防御洪水。堤坝有四种破坏形式，分别是渗透破坏、洪水漫顶、滑坡及其他破坏，其中渗漏和管涌是主导因素，它们严重威胁堤坝安全，一旦失事，将给堤内人民群众的生命财产带来巨大损失[1]。在堤坝防渗加固技术中，灌浆是重要的技术选择。所谓灌浆是指将浆液灌注到堤坝、堤基的空隙、孔洞中，通过填塞、固结、粘合等作用，解决防渗、承载强度和抵抗变形能力的措施[2]。因此，本文对河堤防渗加固灌浆技术选择与施工应用进行了分析。
1 河堤防渗加固灌浆技术的选择
1.1 堤基防渗加固
建在透水地基上的堤坝，只要背水一侧或堤后地面渗流超过规范要求，或汛期出现严重渗漏、管涌、流土险情，均应采取防渗加固措施。目前，采用的措施包括在迎水一侧做防渗铺盖、混凝土防渗墙、高压喷射灌浆以及在背水一侧填塘固基、设置减压井、盖重等。高压喷射灌浆是先通过钻机造孔，再放入灌浆管，高压浆液从喷嘴喷出，形成的射流分割土体，同时与土拌和，在土中凝结固化后即可发挥防渗加固作用。这种灌浆技术对地层适应性较好，可应用于淤泥、黏土、粉土、砂土、黄土、素填土、碎石土等地基。
1.2 堤身防渗加固
堤身发生渗透破坏主要表现为散浸渗水、堤身漏洞、跌窩、集中渗流等形式，一般应根据渗透破坏形式选择适宜的防渗加固措施。散浸渗水可在迎水侧采取防渗斜墙、锥探灌浆、机械吹填、放淤固堤等措施。堤身漏洞、跌窩险情可采用充填灌浆、翻挖回填等方法处理。集中渗流可采用高压喷射灌浆、静压注浆等方法处理。劈裂灌浆是一种高效的处理方法，主要用于堤身填筑质量差、隐患多的土堤，也可用于砂性土、黏性土堤基的处理。这种灌浆技术沿堤身轴线钻孔，施加足够压力，在小主应力面劈开堤身，灌入的泥浆沿劈裂面形成连续的泥墙帷幕。
2 河堤防渗加固灌浆施工应用
2.1 堤基高压喷射灌浆施工应用
2.1.1 设备选型与配套
高压喷射灌浆设备由造孔系统、供水系统、供气系统、供浆系统、喷灌系统、回浆泵、监测装置等组成。其技术类型较为丰富，有旋喷法、摆喷法和定喷法三种形式；按管数又分为单管法、双管法、三管法、多管法等。旋喷法形成圆柱状凝结体，摆喷法形成哑铃状凝结体，定喷法形成板状凝结体。单管法主要用于淤泥、流砂等地层。双管法可用于加固软土、粉土、砂土、砾石、卵石等地基。三管法可用于加固淤泥地层以外的软弱地基、砂土、卵石地基。多管法为全置换法，而其他3种为半置换法。
2.1.2 灌浆材料与选择
通常，高压喷射灌浆采用普通水泥浆，也可根据需要采用速凝水泥浆、粉煤灰水泥浆、黏土水泥浆。选用浆液时，应根据固结体强度、固化时间要求选择适宜的浆液类型。
2.1.3 工艺参数选择
设备选型后，需要选择水、气、浆的参数以及提升、旋转、摆动的参数。其次，确定孔距、排数和喷射走线的形式。孔距可根据地层来选择，例如中细砂、粉砂地层可选择较大孔距，砂卵石、卵漂石地层宜选择较小孔距。临时工程或一般性工程可选择单排孔，重要工程应选择双排孔或多排孔。喷射走线形式分为折线型、摆线型、交叉型、柱列型等。工艺参数应通过生产性试验确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆以三管旋喷法为例，工艺参数如下：孔距1.0m；喷管90mm；水压30～60MPa，流量50～80L/min；气压0.6～0.8MPa，气量1～3L/min；浆液密度不低于1.5g/cm3，浆压0.1～1.0MPa，流量50～80L/min；提升速度5～25cm/min（依地层而定）；旋转速度5～10r/min。
2.1.4 施工工艺
高压喷射灌浆施工分为场地平整、设备安装就位、钻机钻孔、下放喷射管、喷射灌浆、管路清洗、凹穴回填灌浆、移机下一工位等程序。施工前，平整场地，挖排水沟，测量放线，安装钻机，调试水平。一般要求钻杆垂直度偏差不超过1.5%。钻孔一般采用立轴式液压回转钻机，土层采用鱼尾钻头和泥浆固壁成孔，砾石层和基岩分别采用合金弹簧钻头、金刚石钻头成孔。钻至基岩0.5～1.0m或设计深度。然后下放喷射管至设计深度，放之前喷嘴上缠上胶布。到达设计深度，送入水、气、浆（以三管法为例）并喷射浆液。孔底喷射1min，且孔口冒浆后，提升喷射管，同时旋转（旋喷法）或摆动（摆喷法）。至桩顶设计高度下1m慢提，到达桩顶高度喷浆数秒，再停送水、气、浆，随即提出喷射管。经检查各项参数达到设计要求，及时清洗管路。采用静压灌浆回填凹穴。然后移机至下一孔位施工。
2.2 堤身劈裂灌浆技术施工应用
2.2.1设备选型与配套
劈裂灌浆是在锥探灌浆基础上发展起来的一种新技术，其设备与锥探灌浆大致相同，由造孔系统、制浆系统、灌注系统及其他附属设备组成。造孔钻机分为挤压式、冲击式和回转式，挤压式钻深在11m内，冲击式钻深在25m以内，回转式钻深可达100m。制浆系统的设备是搅浆机，可完成搅浆、拌浆、筛浆工序。灌注系统设备是灌浆泵，是一种专用于土堤坝的泥浆泵。也有将制浆、灌注合二为一，称为搅灌机。附属设备包括抽水泵、储水箱、管线等。
2.2.2灌浆材料与选择
劈裂灌浆材料包括水泥浆、黏土浆、水泥黏土浆、水泥水玻璃浆、水泥黏土砂浆等，一般堤身防渗加固采用黏土浆，根据需要可采用水泥浆或水泥黏土浆。现在有一种作为添加剂使用的黏土固化剂可改善水泥与黏土的相容性问题，用于堤坝防渗效果很好[3]。
2.2.3工艺参数选择
工艺参数包括孔距、孔深、孔序、浆液密度、灌浆压力、灌浆历时、复灌次数、浆幕厚度等。参数选择应通过灌浆试验确定，部分参数如下：一般单排布孔，孔距10m左右，孔深为堤高的1/2或超过隐患1～2m，孔序3～4，浆液密度1.3～1.6g/cm3，灌浆历时1～1.5年，复灌次数不少于5，浆幕厚度不小于10cm。
2.2.4施工工艺
通常，劈裂灌浆可采用孔底注浆全孔灌浆方式。工艺程序包括施工准备、布孔、钻孔、分序灌浆、终灌、终孔等。钻孔一般分序钻进，可干钻或湿钻，孔径5～6cm较好。灌浆施工时，为形成劈裂压力应在堤顶钻孔周围设置阻浆塞或护壁套管。设阻浆塞时，可在堤顶挖槽，填充好土夯实。开路采用稀浆，堤身劈开后再换浓浆续灌。灌浆压力一般分为屈服应力、起裂压力和单孔最大压力，每孔压力因堤坝内部结构、深度而异，应根据实际情况来定。灌浆量每次每孔0.5m3/m左右，1序灌浆量应达到总灌浆量的60%以上。每次灌浆控制堤坝位移在1～2cm之间，裂缝先内劈后外裂。达到终灌标准，采用密度超过1.6g/cm3的稠浆封孔，1周后再用干土封口压实。
3 结语
河堤防渗加固关系到堤内人民的生命财产安全，是堤防管理工作中的头等大事。河堤防渗加固有多种方法，但从成本和效果上衡量，灌浆都不失为一种经济高效的方法，因此本文对灌浆施工应用做了重点介绍，希望这种技术在河堤防渗加固工程中获得更好的应用。
参考文献：
[1] 王复明，李嘉，石明生，等. 堤坝防渗加固新技术研究与应用[J]. 水力发电学报，2016，35（12）：1-11.
[2] 赵殿信. 堤防锥探灌浆设计施工参数的分析研究[J]. 治淮，2016（6）：47，48.
[3] 范方亮. 粘土固化剂浆液防渗灌浆技术施工工艺和质量控制[J]. 湖南水利水电，2016（2）：29-31.
论文作者:梁沛坤
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：防渗论文; 浆液论文; 堤坝论文; 河堤论文; 黏土论文; 水泥浆论文; 地层论文; 《防护工程》2019年第4期论文;