跨河管道工程防渗处理效果检测技术浅析

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ZHIHUAI 2019.6
建设与施工
表 1 室内渗透试验成（m）
ZK1 18.60 5.00~5.20
ZK2 18.54 7.00~7.20
ZK3 20.67 4.10~4.30
ZK4 22.36 4.00~4.20
ZK5 21.13 3.80~4.00
三、质量检测技术方法 管道采用防渗处理的目的是截断 因管道施工引起的管道与土体之间可 能产生的渗漏通道，避免地下水、河 水等沿管道壁渗漏到堤身以外，确保 堤防防洪安全。根据上述分析，应参 考防渗处理工程的检测技术来评价工 程质量。为此可选取不同时期、不同 区域的土体渗透性以及浆液与土体胶 结情况等方面进行效果评价。涉及的 检测方法主要有 ：（1）钻孔勘查，根 据取得的芯样查看管道四周注浆范围 内浆液与土体胶结情况 ；（2）土体防 渗能力检验，通过室内与现场渗透性 试验测试处理区、非处理区土体的渗 透系数，以此对比评价处理前后的土 体防渗效果。
建设与施工
跨河管道工程防渗处理效果检测技术浅析
徐海波 吴 琼
一、引言 管道工程跨河段建设是全线的重 要节点，不仅涉及到管道的安全，还 涉及到堤防的安全。近年来随着施工 技术以及施工设备的进步，管道跨河 往往采用下穿形式。定向钻技术是近 年来一种新型的下穿建筑物施工方 法，主要利用在钻头上安装定位装置 从地下深部穿过目标建筑物。由于钻 头的来回反复作用，钻孔侧壁的土体 原有密实度被破坏，孔壁易形成渗流 通道，威胁工程安全。为消除因渗流 产生的影响，工程中往往在管道侧壁 进行灌浆防渗处理。本文以某管道工 程下穿淮河为例，详细介绍了定向钻 施工技术的基本原理及施工工艺，分 析了管道压密灌浆防渗处理工程的质 量检测技术和效果评价方法。 二、工程概况及施工工艺 1. 工程概况 某管道工程需下穿淮河布置 2 条 管 线， 管 道 采 用 定 向 钻 拉 管 法 铺 设。 为消除管道四周存在的渗漏隐患，沿 管道线对管道四周进行压密灌浆防渗 处理，确保淮河堤防安全。灌浆材料 为 P.O42.5 普通硅酸盐水泥、水玻璃 及土料等 ；灌浆压力 0.1~0.3 MPa ；灌 浆孔布置范围为入土点至滩地侧堤脚 线外 30m，管道线共布置 4 排灌浆孔， 管道两侧各 2 排，灌浆深度至管道底 高程下方 2m，深度约 6~37m，灌浆孔 排间距约 1.5m，孔间距 1.5m，梅花形 布置。 2. 施工工艺 定向钻是一种非破坏性或破 坏 性 较 小 的 地 下 管 道、 电 缆 铺 设 的 施 工 技 术， 被 广 泛 应 用 于 建 筑、 市 政、 能 源 管 道 等 工 程 中， 管 道 直 径 位 于 300~1200mm， 工 作 环 境 温 度 为 -15℃ ~+45℃。定向钻技术是将石
1. 布置方案 根据设计、施工资料，该工程检 测布置方案如下 ：布置 2 个检测断面， 临、 背 水 侧 各 1 个 ；钻 孔 共 计 6 个， 其中 5 个钻孔位于管道灌浆区域，1 个钻孔位于非工程区域 ；钻孔深度为 设计灌浆深度，钻探深度范围内每 2m 取 1 个土样，检查压密灌浆浆液与土 体胶结情况 ；采用变水头室内渗透试 验测试所取土样的渗透系数 ；采用钻 孔变水头试验现场测试灌浆层以及非 灌浆层的渗透系数。 2. 质量检测技术与效果评价 （1）钻孔勘查 根据钻孔勘查结果，堤身和堤基 土层自上而下分述如下 ：①填土 ：黄 褐色，以粘性土为主，该层主要为堤 身填土。②堤基轻粉质壤土 ：灰黄、 褐黄色，稍湿，软塑到可塑状。③堤 基重粉质壤土 ：青灰、黄褐色，稍湿， 可塑。④堤基砂土 ：青灰色，湿，密 实，本层未揭穿。通过对钻孔芯样检 查，发现压密灌浆浆液与土体胶结情 况较好，未见疏松和孔洞等现象。 （2）室内渗透试验 管道压密灌浆区域位于轻粉质壤 土层，属于细粒土，根据《土工试验 规程》（SL237）渗透试验要求，该土 体室内渗透系数测试应采用变水头法。 变水头试验法是试验过程中水头 差一直随时间而变化，通过观察一定 时 间 内 的 水 头 变 化 高 度 和 渗 出 流 量， 计算土体的渗透系数。计算公式见式 1： k=2.（3 aL/At）lo（g △ h1/ △ h2）（1） 式中 ：a—变水头管截面积，cm2 ； L—渗径，cm ； △ h1—开始时水头，cm ； △ h2—终了时水头，cm ； A—试样的断面面积，cm2 ； t—时间，s。
油工业的定向钻进技术和传统的管线 施工方法结合在一起的一项施工新技 术， 具 有 施 工 速 度 快、 施 工 精 度 高、 成本低等优点。
采用定向钻铺设管道一般为 7 个 流程，即钻孔勘察、钻孔线路规划设 计、制备浆液、导向孔施工、钻头扩孔、 回拉铺管。钻孔勘察主要掌握工程区 域的地层分布、土体特性、地下水以 及不良地质等情况 ；钻孔线路规划设 计为施工提供详细的技术参数、钻孔 路径规划等 ；配置钻液为钻头、管道 与土层提供润滑作用，减小钻进、铺 管过程中的阻力，同时冷却钻头和携 带钻屑 ；导向孔是下穿管道工程的核 心，施工过程应加强全过程监控，及 时调整施工方案、更换钻具等 ；钻头 扩孔是利用扩孔钻头沿着导向孔来回 反复钻进，扩大导向孔的孔径直至满 足铺设管道直径铺设要求为止。管道 铺设完毕后，为消除管道附近渗漏隐 患，多采用灌浆、截渗墙等技术进行 防渗处理。
ZK6 21.93 2.00~2.20
9.20~9.40 10.10~10.30 9.10~9.30 9.00~9.20 6.00~6.20 6.00~6.20
11.10~11.30 14.40~14.60 11.20~11.40 11.30~11.50 11.00~11.20 9.00~9.20 取样 深度 18.20~18.40 19.70~19.90 16.00~16.20 14.00~14.20 14.80~15.00 12.00~12.20 （m） 25.30~25.50 24.00~24.20 20.90~21.10 19.20~19.40 15.60~15.80 15.00~15.20