浅谈坝体的劈裂灌浆施工

摘要：堤体劈裂灌浆的理论基础是水力劈裂原理，即向土体内的孔内压水或灌浆时，作用在孔壁上的径向压力引起孔的扩张，使孔壁土体受劈裂挤应力，而当这些应力超过土体的抗拉强度时，就会在土体内产生一些裂缝，这种裂缝的产生过程称之为水力劈裂。通过灌浆将坝体内的裂缝、空洞、空隙等用泥浆充填密实，最终在堤防轴线方向形成一道或数道粘土帷幕来减小渗透，从而达到防渗加固的目的，这种施工过程称之为劈裂灌浆。

关键词：堤防；布孔；造孔；堤体劈裂灌浆

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）03-0118-02

劈裂灌浆在堤防加固和水库坝体加固中应用比较广泛，笔者从事水利工程施工20多年，经历过连云港市东海县水库除险加固工程多个标段的灌浆施工，在此浅谈一下劈裂灌浆的施工工艺及注意事项，与同行共勉。

一、劈裂灌浆施工工艺

灌浆的主要工序有施工准备、放线布孔、造孔、制浆、灌浆和封孔等。

灌浆施工前先做灌浆试验，观测灌浆压力、吃浆量及泥浆容重、坝移和裂缝等。试验结束后分析资料，总结经验，修改参数，完善和熟练灌浆

工艺。

（一）布孔

灌浆孔的布置根据设计要求和施工要求进行，孔道可采用单排也可多排，视堤防的顶宽决定，放样同时测量孔口高程。灌浆孔可分2序、3序，如果在施工中灌完第三序孔以后，裂缝仍未连起来，还可布置第四序，孔距仍为上序孔之半；孔深一般控制在堤基下2m左右。较松散的堤体一般第二序孔即可连通，不需再布置第三序孔。

（二）造孔

采用造孔机按设计深度和实测坝顶高程造孔，造孔前调整机架底盘水平，以保证所造孔的垂直度，垂直度误差要求≤2%，注浆孔直径为50mm，孔口阻浆盖深度不小于50cm。现场操作工根据布孔标志，组织人员实施，并认真做好记录。

（三）制浆、注浆

1．土料、水的选择。施工前备用的灌浆土料取样送至具有相应资质的实验室，进行相关指标检验。选择符合技术要求的取土区的土质。制浆水取自无污染的不含过量杂质的淡水。

2．制浆、灌浆同步进行。同时进行搅浆、筛浆、拌浆，确保浆液无沉淀、无杂物、不堵塞。供水、供料及操作工与孔口记录人员随时保持联络，并服从孔口记录人员的指挥，保证所制浆液优质、连续供应，灌浆各项指标按设计要求控制。

3．灌浆时先灌第一序孔，再灌第二序孔第三孔序，孔序的间距视具体情况决定。灌浆开始先用稀浆（比重1.2g/cm3左右），待堤身劈开后用浓浆（比重1.5～1.6g/cm3）进行灌注，并认真记录灌注不同比重浆液的时间。

（四）灌浆压力控制

灌浆压力不仅与堤身质量有关，而且还与堤身的断面尺寸、灌浆部位、泥浆浓度及浆量有关，灌浆过程中压力不是恒定不变的，初始阶段表现压力上升，形成劈缝以后，泥浆迅速进入缝隙中，孔口压力迅速下降，当缝内泥浆充满时，孔口压力又开始回升。所以，灌浆压力要通过灌浆试验来确定。

（五）灌浆历时、复灌次数、复灌时间间隔

劈裂灌浆时，在一定时间内劈缝宽度由小到大逐步劈开。实践证明，若时间太短，一是不能充分发挥堤体的压缩回弹作用，造成浆体析水固结慢、强度低；二是由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现一个凹穴，容易造成加固地基与建筑物基础结合不紧密或脱空现象。一般每序孔的灌注相隔时间不小于三天，复灌次数不少于5次，每次相隔时间不小于1d。在灌浆方法上要“少灌多复”。灌浆压力应逐步增大，当接近允许最大值时，应立即停灌，更换灌浆孔。

（六）灌浆观测

灌浆观测项目包括常规项目和特殊项目。常规项目有表面变形、内部应力及渗流观测等，特殊项目有土坝坝移、灌浆压力、裂缝、冒浆及泥浆固结观测等。

（七）终灌标准及封孔

1．最后一次复灌时，当浆液升至孔口附近，在一定的压力下，经连续复灌3次不再吃浆时，即可终止灌浆。

2．每孔灌完后进行封孔，拔出注浆管，抽出清水，注满比重大于1.7g/cm3的稠浆，直到浆面升至堤顶不再下降为止。最后表层用粘土夯实。

二、灌浆中易出现的问题和措施

根据施工经验可知，注浆期间经常出现裂缝、冒浆、串浆情况，对此将及时加以处理，以确保注浆

质量。

（一）裂缝处理

纵裂缝：如果是湿裂缝（特征为一般不太宽，产生裂缝后发展很慢）可继续灌浆。如果是劈裂缝，应加强观测，当裂缝发展到控制宽度应立即停止灌入，待裂缝基本闭和后再灌。

横向裂缝：当坝面出现横向裂缝时，应立即停灌检查。如果裂缝深度较浅，可以在裂缝上方开挖后用粘土回填夯实后形成封闭浆盖，再继续灌浆。如果裂缝较深，可用稠浆灌入裂缝，先灌上游，再罐下游。

（二）冒浆处理

坝身注浆时冒浆原因不同处理方法也不同，孔口附近和坝坡冒浆可能有洞穴、块石缝，这时将视冒浆量的大小而采取不同方法，冒浆量小可开挖冒浆口用粘土回填夯实，同时加大浆液的稠度和容重，冒浆量大就立即停灌。孔口冒浆是孔口阻浆盖未做好，必须重新做好阻浆盖。当出现白蚁洞冒浆，将先在冒浆口压砂堵塞洞口，用粘性土料回填夯实。

（三）串浆处理

当第一序孔灌浆时，发现相邻孔串浆，必须加强观测、分析，如确认对坝体安全无影响，灌浆孔和串浆孔同时灌注，如不宜同时注浆，可用木塞堵住串浆孔然后继续灌浆。当灌浆后期，相邻孔串浆，说明已形成连续的泥墙，可减少1次灌浆量。

三、试验坑的开挖

灌浆结束后，以灌浆布孔方向为中心开挖探坑，检查帷幕形成情况，每400米开挖一个探坑，探坑尺寸为L*b*h=3*2*2m。开挖时筑坡踏步以利于人员进出，垂直布孔方向的探坑面削平，便于清晰观测灌浆效果。

以上只是笔者对劈裂灌浆施工的一些个人认识，不足之处请同行指正。