关于河道堤防加固中锥探灌浆技术的应用分析

摘要：本文阐述了锥探灌浆技术的作用，并就其在河道堤防加固工程设计、灌浆过程中经常出现的问题，提出一些处理方法，仅供参考。

关键词：锥探灌浆；河道堤防；加固

中图分类号：TV85 文献标识码：A 文章编号：

0前言

锥探灌浆技术具有机械轻巧、灵活，宜于长距离作业，只要按照工序施工，质量较易控制，因此锥探灌浆方法常用于河道堤防加固。

1 堤防锥探灌浆的作用

笔者根据锥探灌浆加固技术相关特性，将其作用归纳为以下几点。

1.1 充填作用

堤身内的各种缝隙、孔洞，只要与注浆孔相通，均可被泥浆充填。灌浆后，堤身的完整性可得到改善。

1.2 挤压作用

在注浆压力达到一定程度后，浆体便对周围的堤体产生一定的挤压作用。但由于受堤体一般含水量较小等因素的影响，这种压力对于提高堤体密实度影响范围较小，一般只在浆体周围 5～50cm 范围内。

1.3 湿陷作用

堤土松软、密实度差或堤体内存在洞穴，灌浆后会出现明显的湿陷现象，堤顶发生不同程度的下沉。伴随着湿陷而产生的裂缝，应采取复灌方法进行处理。

1.4 劈裂作用

当注浆压力加大到一定值后，经过一段时间，就会在堤顶出现裂缝，同时有泥浆溢出。这是劈裂作用外部表现。其机理主要是在灌浆压力作用下，堤身沿薄弱面产生拉应力所致。实验表明：如果孔距加密，可形成纵向连续的帷幕。在充填灌浆过程中，正是由于劈裂作用，才得以在布孔有限的情况下，使堤身各部分隐患都得到充填，起到“浆到缝开，引浆人患”的作用。

由于以上四种作用，保证了可以最小的土方量处理堤身内部的隐患。不需破堤重筑，设备技术简单、施工灵活、造价低廉，效果明显。

2 堤防锥探灌浆设计

2.1 灌浆设备

锥探灌浆使用的设备，主要包括锥孔机、拌浆机、泥浆泵、水泵、柴油机、输浆管路、注浆没备和灌浆压力控制设备等八部分。

2.2 灌浆施工工序

（1）孔口布置。根据灌浆范围，一般采用密集布孔，呈梅花形。孔距、行距可取 1～2m、重点堤段适当加密，布行数可视堤顶宽度而定。孔深应超过堤基 0.5m。

（2）锥孔。在堤顶上锥孔，先于或与拌浆、输浆同时进行，在输浆之前完成此工序。

（3）拌浆。将土料过筛后送人拌浆池，再加水搅拌。

（4）输浆。搅拌好泥浆，过滤后流人贮浆池，经泥浆泵加压，通过输浆管输送到注浆管。

拌浆与输浆工序既可分开进行，也可通机械改装整合到同一个工序进行。

（5）注浆。检查注浆管无堵塞后，插入锥孔内，开始注浆，到不吃浆为止(以孔口冒浆为标准)。

（6）封口。注浆管拔下后，将孔口封堵，完成此孔灌浆工作。

2.3 土料与浆液选配

在堤防灌浆中对泥浆的选择是很重要的一个环节。泥浆性能的优劣对灌浆效果有直接影响。对泥浆的要求是泥浆浓度大、流动性好、稳定性高、失水性好等。这就要求合理地选择土料。

2.3.1土料的选择

土料选择的总原则是因地制宜、就地取材。但是由于灌浆的日的是?肖除堤防隐患，提高堤防抗渗能力，所以对土料的成分应有具体要求。

①粘粒成分不宜太少。粘粒少的土料成浆率低，并且稳定性差，易发生沉淀而堵塞细小的裂缝和孔洞，影响灌浆效果；粘粒成分太多，则不易粉碎和分散，制成的泥浆粘度大，流动性差,排水固结慢，固结后收缩率大，灌实性差。

②含砂量不宜过多，粒径不宜过大。砂粒过多，泥浆不稳定，在缝中易发生沉淀，形成砂层，易于透水，同时砂粒过大、过多对泥浆泵、搅拌机磨损较厉害，影响机械寿命。对于充填灌浆，一般选用粉质粘土或重粉质壤土为灌浆土料，其土料物理性能指标要求：粘粒含量 20%～45%；粉粒含量 30%～70%；砂粒含量小于 10%～15%；塑性指数 10%～25%；有机质含量小于 2%；可溶盐含量小于 8%。

2.3.2浆液选配

充填灌浆中对浆液的要求是具有一定的流动性、悬浮性，既保证泥浆在输浆管中不发生沉淀，又要求泥浆注入后，水土离析快，沉淀凝固性、干缩率小，充填率高等。为满足以上要求，在土料选取之后，就要选择适宜的水土配比。水土比是衡量泥浆稠度的一个重要的指标，一般用“1：λ”作为水土比。

水土比的不同直接影响泥浆的容重。灌浆中一般以灌人容重大的泥浆为好，因为容重大固体颗粒多，固结后收缩率小，可以得到比较理想的密度；但是容重大，意味着稠度高，则不能很好地充填细小的裂缝、孔洞。因此，原则是“先稀、后浓”。泥浆的容重一般控制在 1.3～1.5g/m3之间．水土比一般控制在 1：0.5～1：1.4 之间。

2.4 灌浆压力控制

影响灌浆压力的因素很多，不仅涉及泥浆泵型号、输浆距离、注浆管数，而且与堤体结构、灌浆孔周边条件、堤体应力分布、泥浆容重、隐患情况、孔的深度等有关。压力过大，虽可增加吃浆量，但堤顶易出现串孔、隆起、冒浆、管路暴裂等；压力过小，则往往达不到充填的目的。因此，选择合适的压力也是灌浆的一个关键环节。控制灌浆压力的一般原则如下：（1）在不破坏堤身的情况下，压力尽可能大一些。（2）注浆孔距小，压力可小一些，孔距大，压力应加大。（3）长注浆管压力可大一些，短注浆管压力应减小。（4）输浆管为钢管和新胶管，压力可大一些；旧胶管，压力应减小。

由于影响灌浆压力的因素较多，需要通过现场实验来确定合适的取值。笔者通过独流减河及漳卫新河的多次灌浆实践，通过调节泥浆泵出口压力，掌握到灌浆孔口压力 0.05～0.1MPa，孔口终灌压力不小于 0.1MPa，灌浆效果较好。

3 灌浆中易出现的问题和处理方法

3.1 串孔。一孔灌浆，邻近孔冒浆，谓之串孔。处理方法是用木塞堵住冒浆孔。如果串孔较多，且次数频繁，可以放大孔距，降低 压力，继续施灌。

3.2 喷浆。注浆管拨出后，泥浆喷出，犹如喷泉，称之喷浆。喷浆产：生的原因是孔内空气未排净。如在插管时先排气则可避免这种现象。倘若发生喷浆，可将管子再重新插入，灌一段时间，将管子拨出放空气待停喷后再灌。

3.3 冒浆。灌浆时从堤顶、堤坡、堤脚或地面冒出泥浆的现象，称之为冒浆。洞穴等隐患与灌孔目通，且暴露在外所致。处理的方法是改用稠浆，或降低压力，或停灌几天，待冒浆通道被泥浆堵塞后，再打孔施灌，问题严重的应剖开冒浆处，重新回填夯实后再打孔施灌。

3.4 堤顶沉陷。灌浆一段时间后，堤顶下沉的现象，称之为堤顶沉陷。发生这种情况的原因是堤身质量低劣，密实度差，灌浆后，大量水分进入堤身，引起局部堤土软化，在重力作用下发生湿陷变形。遇到这种情况，可继续施灌。灌后回填夯实，恢复堤防高度。

3.5 揭皮或新生裂缝。揭皮又叫隆起，是堤顶部分地面鼓起的现象。原因是压力过大，插管又短，浆液未灌人深处就把顶上部分挤压而起；二是堤防多次培筑，两次复堤分层处未处理好，发生串浆而把堤顶鼓起。处理方法是当发生揭皮时，先将其开控回填夯实，使阻浆盖坚实，过几天再灌；或是加长注浆管继续施灌，过后堤回弹，使裂缝消失，如果裂缝较大，应停灌，开挖回填夯实后，继续施灌。

4 灌浆效果检查

灌浆效果是对堤防灌浆工作评价的重要方面。灌浆效果检查是灌浆工作的重要环节之一。检查灌浆效果的方法有开挖、钻探取样检查，压水试验，通过复灌吃浆量的多少检查，洪水考验检查，最近又引入电法探测检查等。

（1）开挖、钻探取样检查是一种最常用的方法。选择有代表性的一段堤防开挖探坑，一方面可以直观地了解灌浆情况，另一方面可通过取土样测定其干容重检查灌浆效果。

（2）压水试验是利用机械抬高水头，将水压人钻孔内，在孔内承受一定的压力下，具有不同密度的土体就会表现出不同的透水性，从而判断灌浆效果。

（3）通过复灌吃浆量多少检查。复灌吃浆多少检查。复灌吃浆量减少，说明堤防空隙已被充填，灌浆达到了一定效果，这是灌浆工作中普遍采用的灌浆效果检查方法。