探讨劈裂灌浆的具体施工过程

探讨劈裂灌浆的具体施工过程
1.引言
在我国水利工程堤坝的施工过程中，灌浆技术是一种较为普遍使用的施工技术。

在堤坝工程中，灌浆技术主要有两种，分别为充填式和劈裂式灌浆。

充填式灌浆技术是一种传统的用于堤坝加固的方法，通常情况下是用于消除堤坝的局部隐患问题；劈裂式灌浆技术则是在传统的充填式灌浆技术的基础上发展而来的一种新的堤坝加固计算，它可以有效的消除堤坝中范围较大的隐患问题，包括坝体裂缝和渗漏问题，同时还能显著的提高坝体的稳定性和抗渗性。

总的来说，劈裂式灌浆技术具有施工速度快，操作方便、加固效果好等优点。

2.工程概况
本工程为某堤坝加固工程。

该堤坝的总长一共为18km，堤顶的高程约为5.34m，防浪墙的高程为6.32m，坝顶的宽度为5.8m。

在本堤坝的运营使用过程中，经过长年的潮汐和台风的侵袭，堤坝顶部出现了大面积不均匀沉陷问题，在堤坡脚处则出现了管涌、渗水、陷坑和白蚁鼠洞等问题，经过综合的分析和比较，最终决定擦用劈裂灌浆技术对堤坝的隐患问题进行处理，这种施工工艺造地低、施工操作簡单。

以下将结合该加固工程实例，简要探讨劈裂灌浆的应用，其中重点阐述劈裂灌浆的施工方案和施工过程。

3.劈裂灌浆的施工方案
3.1钻孔布置
钻孔沿着堤坝的轴线进行布置，同时与迎水面的间距控制在2m，钻孔间距控制在3m，如图1所示。

在钻孔施工中，钻孔应确保垂直，其偏差不得超过孔深的2%，同时钻孔的深度应比隐患问题所在处的深度大2～3m。

在本工程中，堤坝的平均高度为4.77，堤坝水平距离为10.23m，因此本工程的钻孔的深度确定为7m。

3.2灌浆压力和灌浆量
根据相关公式的计算，本工程的灌浆压力取为0.26MPa，每孔每次平均灌浆量则控制在0.5～1m3/m之间。

3.3浆料及浆液的要求
本工程所确定的土料场的土料数量应满足灌浆孔的吃浆量。

如表1所示为土料场两种不同土样的性能。

对表中数据进行对比分析可知1号土料更适合劈裂灌浆的要求。

如表2所示为两种不同浆液的物理性能，从表中可知2号浆液更适合劈裂灌浆的要求。

为了能够有效的加快浆液凝固的速度，同时提高浆液后期的强度，在浆液中掺入12%的水泥。

4.灌浆施工
4.1灌浆施工流程图
如图2所示为灌浆施工工艺流程图。

4.2灌浆施工技术要点
（1）钻孔施工。

钻孔：根据设计图纸的要求进行孔位的测量放样，孔位偏差应控制在50mm以内。

本工程采用回转钻机钻孔的施工方式，一次成孔。

在钻孔施工过程中应确保钻孔的垂直，孔底的偏差斜率应控制在2%以内。

本工程钻孔的深度取为7m。

埋设护壁管：为了避免在钻孔施工中出现钻孔塌落和堤顶表面劈裂的问题，在钻孔的同时进行壁管的埋设，这样可以提高堤坝所能承受的注浆压力。

在本工程施工中，考虑到坝体为粘性土，同时注浆压力较小，因此壁管的埋设深度为3m。

当护壁管完全放入孔内前，将上管口用布包扎再放入。

对于壁管与孔壁之间的空隙应采用填土进行封填，这样可以避免在灌浆施工中出现孔口冒浆的问题。

（2）灌浆施工。

在灌浆施工过程中，应遵循“先稀后浓、分序灌浆、少灌多复、控制浆量“的施工原则。

浆液制作所采用的机械为搅拌机，在进行制浆时应严格进行各种材料的称量，误差应控制在5%以内，浆液的比重应控制在1.1～
1.3之间。

在前两次灌浆中，浆液的比重应取为1.1，灌浆时间控制在5min，从第三次起，将浆液的比重适当提高到1.4～1.6之间，灌浆时间则控制在30min 以内。

每个灌浆孔均应进行5次以上的复灌施工。

在前两次灌浆施工中，应严格避免堤顶出现裂缝的问题，一旦在灌浆中发现坝顶出现裂缝，应立即停止灌浆进行裂缝的处理，之后才可继续进行灌浆。

在第三次以后的灌浆施工，坝顶的宽度应控制在2cm以内，并在灌浆之后能够基本闭合。

每次复灌施工之间的间隔时间应控制在5d以上。

灌浆中应严格控制好灌浆量，确保孔口压力在设计最大允许灌浆压力之内。

每个钻孔达到终孔标准之后方可起管，继续灌浆直至浆面不再下降位置，最后进行回填夯实。

本工程的灌浆施工分成Ⅰ和Ⅱ序孔，先进行Ⅰ序孔的施工，完成之后再进行Ⅱ序孔的施工。

每个序孔灌浆施工应少灌多复，这样可以使先灌入到坝体内的泥浆在较少的时间内完成析水固结以起到起到坝体强度的目的，而如果不分序灌浆和大量灌浆可能会在坝体内引起较大的水压力而造成裂缝的出现，因此采用分序和少灌多复的措施可以有效的确保坝体的稳定和安全。

本工程采用的全孔灌注的施工方式，灌浆管应下放到距离孔底20cm的深度处。

浆液从灌浆孔底部将坝体由下部逐级向上劈裂，同时向着四周逐级扩散开来，起到填充的作用。

在每次灌浆施工之前，应将灌浆管适当提高1～2m，这样可以防止孔底出现堵塞的问题。

（3）压力控制。

在灌浆施工过程中，压力控制是一个重点工序。

如果压力过高，则可能导致坝体较早出现裂缝，这会对灌浆的施工质量和坝体的安全造成不利影响，因此应重点控制好灌浆的压力。

灌浆压力的控制应以“内劈、外不劈”为标准。

在灌浆施工过程中应经常对施工数据进行观测和记录，其中主要包括堤坝冒浆、裂缝等变化数据。

在施工中，如果突然出现灌浆量责打或者压力表降低的问题时，这表明坝体内部出现了劈裂的问题，以此时的灌浆压力为依据即可有效的确定容许灌浆压力。

在本工程中，初灌孔口的压力应控制在0～0.05MPa之间，而复灌时孔口的压力应控制在0.05～0.20MPa之间。

4.3终孔要求
本工程终止灌浆的标准为：浆液面达到孔口处，再进行连续3次的复灌不再吃浆为止，同时外观上应满足饱满、密实的要求。

当灌浆完成之后，即可将灌浆管拔出，同时在孔内灌入稠浆，其比重应控制在1.5以上，当浆面升至孔口不再出现下降时即可终止灌浆施工。

当灌浆压力达到设计压力时，孔内不再进行吸浆，或者每分钟内的吸浆量少于0.2L，并且持续30min之后即可终止灌浆施工。

4.4封孔要求
在终灌完成之后，将灌浆管放入到孔底，并在其中灌入浓浆，这样可以起到置换钻孔内稀浆和清水的目的。

浓浆的浓度应控制在0.5：1以上。

当浓浆填满孔口，同时浆液析水沉淀完成之后，再进行第二次的封填处理，确保钻孔封满为止。

5.结语
综上所述，劈裂式灌浆技术则是在传统的充填式灌浆技术的基础上发展而来的一种新的堤坝加固计算，它可以有效的消除堤坝中范围较大的隐患问题。

从工程实施效果表明，劈裂灌浆的能显著的提高坝体的稳定性和抗渗性，同时具有施工速度快，操作方便、加固效果好等优点。

参考文献：
1、武科；马明月；孙岳.堤坝劈裂灌浆造孔间距改变的灌浆效果评价[J].土木建筑与环境工程，2012，（12）28-34.。