鄧又春,王仕林,周 芬,林 浩
(1.浠水縣水電工程處,湖北黃岡438002;2.黃岡市水電設計院,湖北黃岡438000)
黃岡長江干堤位于長江中下游左岸湖北省黃岡市境內,屬三級堤防。武穴至浠水堤段由不連續(xù)的北永、茅山、赤東等三大堤組成。在1998年長江全流域性大洪水中,發(fā)生管涌、散浸、漏洞、裂縫等各類險情221處,干堤是經歷年加高培厚而成,堤身土質雜質量差,含有較多強、弱風化碎石、角礫,還存在一些不易發(fā)現(xiàn)的鼠洞及蟻穴。堤身錐探灌漿是武穴至浠水堤段防滲險險工程有效措施之一,因為在灌漿過程中,漿液通過滲透、壓密與堤身土體相互作用而改善堤身土體的性能,使堤防的自身穩(wěn)定能力有較大程度的提高。
工程施工范圍的樁號98+814-175+900,施工堤長20.617m。在堤頂進行錐探灌漿,排距100cm,孔距80cm或90cm,成梅花型布置;孔深深入外平臺下 1.5m,最大孔深 6.5m,總進尺1194914m,總造價1977118.33元,開工日期2002年9月10日,完工日期2003年元月18日。
通過對黃岡長江干堤粘土錐探灌漿施工技術的總結和分析,經研究發(fā)現(xiàn)灌漿施工中首先要控制好泥漿濃度,使其具有良好的流動性、均勻性和穩(wěn)定性[1]。其次要控制好灌漿壓力,防止因壓力過小影響防滲效果,因壓力過大而破壞堤身結構[2]。因此,錐探灌漿中各環(huán)節(jié)質量控制的好壞,直接影響堤防防滲工程的效果。根據(jù)工程的實際情況,發(fā)現(xiàn)工程施工質量控制對工程非常重要,堤壩錐探灌漿施工質量控制包括以下幾方面:
(1)鉆孔定位:人工定位,首先確定堤軸線的方向,用兩根鋼尺根據(jù)設計圖紙確定鉆孔位置,人工用鐵鏟在每孔位打凼,排距100cm,孔距80cm或90cm,成梅花狀布置;(2)灌漿孔布置:在堤頂進行錐探灌漿,排距100cm,孔距80cm或90cm,成梅花形排列,即第二排的孔位在第一排兩孔中間的對應位置上,99+600~100+100、165+800~165+900、167+196~167+250堤面含水量有泥結碎石層,采用鋼釬人工打入泥結碎石層引先導孔,再用錐機錐孔。對隱患嚴重,吃漿量大的105+600~105+564、163+800~163+950堤段加密布孔;(3)造孔方法:將錐孔機定位后,錐桿由擠壓輪夾緊,轉動擠壓輪打滑時,可通過調整彈簧組增加擠壓力,改為慢速進錐。如錐頭遇到石塊等硬物時,安全離合器便發(fā)生"咔咔"響聲,操作人員便停止進錐。錐桿進深由指針顯示,達計劃深度后,便改換擠壓輪轉動方向,將錐桿提起,移至下一孔位;(4)所有鉆孔的開孔布置與孔位誤差控制在10cm范圍內,其偏斜不得大于孔深1.8%。
(1)泥漿土料:選用成漿較高、體縮率較小、穩(wěn)定性較好的粉質壤土,其容重粘粒含量、粉粒、沙??刂圃跐{液物理力學性能范圍之內;(2)拌制機械:采用臥式拌制機;(3)漿液由臥式拌漿機拌制,攪拌均勻,測定泥漿的濃度及粘度(用比重計和粘度計測定),泥漿比重配制為1.3~1.6T/cm3,泥漿粘度用秒表示,控制在30~100秒,每天上、下午各做一次試驗。(4)機械拌漿的方法是:邊加水,邊加土,邊攪拌,攪拌后的泥漿放入儲蓄池內存放。(5)漿液各項指標按設計要求進行。灌漿過程中漿液容重和輸漿量每小時測定1次并記錄。
(1)使用BW250/50型泥漿泵壓漿,輸漿管選用長500m,直徑3寸的高壓皮管,前端接出4根直徑為1寸的小管,小管末端接配有閥門及壓力表裝置注漿管嘴;(2)先將插管插入灌漿孔0.4~0.8m,用手錘把插管周圍砸實封嚴,開始向孔內灌漿,待孔內空氣排出后再行封嚴。這時,壓力灌漿才算正式開始,記下灌漿時間。在灌漿過程中不斷檢查各管進漿情況,檢查的方法是看、摸、聽。即先看膠管是否有蠕動現(xiàn)象,有蠕動現(xiàn)象表示進漿迅速。如看不出有蠕動現(xiàn)象,再用手拿起摸一摸,如膠管有振動感,表明進漿仍很順利。如果膠管沒有振動感,且較輕軟,這時可把膠管放到耳朵附近聽一聽,是否有嗤嗤聲,如聽不清還應將膠管折死,放到耳旁,一面緩慢放松,一面仔細聽取,重復折放兩次,如有嗤嗤聲表示仍在進漿,如果沒有這種聲音,即表示在常壓下不進漿,這時需將其他一根或兩根灌漿管折死,以便增壓,使其繼續(xù)進漿。當增壓10分鐘后仍不進漿時,表示錐孔已灌滿,停止增壓拔管換孔,同時記下時間。如進漿時間超過30分鐘,計算進漿量。
計算進漿量的方法是用單位時間的進漿量乘以進漿時間,單位時間進漿量是用灌漿機每分鐘出漿量除以出漿管的根數(shù)求得。一般泥漿泵每分鐘出漿量為0.03m3。
(3)在灌漿中采用“少灌多復”的方法。
(4)每孔灌漿時,一次連續(xù)灌滿。如遇休假或將有降雨發(fā)生,所有當天錐孔全部完成注漿,不遺漏。
(5)終孔標準:當漿液升至孔口,經連續(xù)復灌3次不再吃漿時,即可終止灌漿。
(6)沖洗管道:下班前用清水沖洗輸漿管道,以免管道因泥漿顆粒沉淀堵塞。
(7)質量檢查:對泥漿的容重、水土比、粘度、灌漿壓力進行測試并做好記載。對已灌堤段使用長7m,直徑為12mm的鋼條插入灌漿孔檢查,防止漏灌;對隱患嚴重堤段的圍錐、密錐和復灌情況作好記載及核定工作。
當每孔灌完后,等孔周圍泥漿不再流動時,用濃泥漿封孔。封孔后縮漿空孔復封。
(1)裂縫處理。在泥漿壓力的作用下,可能使裂縫擴張延伸,加大漿液的濃度,可采用慢灌、停停灌灌的辦法,如遇裂縫中積水不可排出時,要設法挖溝引水,灌漿結束后,裂縫表面要加土回填夯實[3]。
(2)冒漿處理。堤頂和堤坡冒漿,應立即停灌,挖開冒漿出口,用粘性土料回填夯實。白蟻洞冒漿,可先在冒漿口壓砂堵塞洞口,再繼續(xù)進行灌漿。
(3)串漿處理灌漿時,發(fā)現(xiàn)相鄰孔串漿,應加強觀測、分析,確認對土堤安全無影響后,灌漿孔串漿可同時灌注,如不宜同時灌注,可用木塞堵住串漿孔,然后繼續(xù)灌漿。對吸漿量大的孔眼處理:經檢查無漏漿地點后,可用濃度較大的漿液灌注。如果漿液串入測壓管或浸潤線管,在灌漿結束后,補設測壓管或浸潤線管。
以單排20個連續(xù)孔為一單元工程,以一連續(xù)施工段為一分部工程。評定方法如下:
(1)單元工程。檢查項目主要有:①孔數(shù)②孔深③孔徑④孔位偏差⑤孔斜⑥灌漿壓力⑦漿液性能⑧灌漿次數(shù)⑨終孔標準⑩封孔⑾施工記錄、圖表。其中孔數(shù)、孔深、漿液性能、終孔標準、封孔、施工記錄、圖表為主要檢測項目[4]。
檢測項目質量標準:①孔位誤差≤10cm;②孔垂直度≤2%;③灌漿壓力0.05MPa;④終孔標準連續(xù)復灌3次不再進漿;⑤孔口壓力0.05~0.2MPa。其中孔深是主要檢測項目。
(2)分部工程。在單元工程質量評定的基礎上,應對堤身內部的質量,堤面裂縫,浸潤線出逸點等進行檢驗。質量檢查主要以分析資料,觀測并配合鉆孔,探井取樣測定,方可進行分部工程質量評定。
(1)錐探灌漿是處理堤壩防滲問題的一種行之有效的方法,施工設備、工藝簡單,投資少,見效快等優(yōu)點。
(2)粘土灌漿工程隱蔽性強,施工過程中應實施旁站式監(jiān)理,方能使工程質量得到有效控制;要求施工人員具有一定的施工經驗,把握好施工中各個環(huán)節(jié)的質量,才能使灌漿工程達到預期效果。
(3)錐探灌漿對堤防堤體抵抗?jié)B透破壞、管涌的能力大幅度提高,灌漿后大堤的滲透系數(shù)降幅較大,這就降低江堤浸潤線,減小滲透的水力坡降。黃岡長江干堤武穴、蘄春、浠水三堤段采用錐探灌漿施工工藝,工程施工質量達到了設計要求,質量控制取得了良好的效果。
[1]高加成,劉曉紅,甘新民.堤壩蟻穴系統(tǒng)的水力 -巖土模型及穩(wěn)定性[J].自然災害學報,2004,(5).
[2]劉雪利,暢軍,郭全中.土體堤防錐探灌漿施工及質量控制[J].土工礎,2004,(2).
[3]趙清理.錐探灌漿在澧河臺頭堤防隱患處理中的應用[J].施工技術,2010,(9).
[4]土壩壩體灌漿技術規(guī)范,SD266-88[Z].