２０１０年第７期 （总第１３１期） 大众科技 ＤＡＺＨｏＮＧ ＫＥ Ｊ Ｎｏ．７，２０１０ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１ ３１） 堤防应用锥探灌浆技术加固防洪堤 朱毅辉 （广西海河水利建设有限责任公司一分公司，广西宾阳５３０４０９） 【摘要】锥探灌浆技术能够有效减少堤防发生管涌、漏洞等险情， 在堤防治理工程中能起到很好的加固作用。文章分析 了堤防锥探灌浆机理，介绍了堤防锥探灌浆设计、灌浆中易出现的问题、 处理方法和灌浆效果检查等。 【关键词】锥探灌浆；灌浆设计；防汛抢险；堤防加固 【中图分类号】ＴＶ５４３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５１（２０１０）０７—００８９—０２ 河道堤防在行洪或引水当中容易发生管涌、漏洞等险睛， 此类险情一旦发生，通常会采用临河封堵、截渗，背河做反 滤的抢险方法，会耗费大量的人力物力，如果抢救不及时会 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。 造成更大的损失。采用锥探灌浆技术对堤防进行加固，可防 止此类险情的发生。 （一）堤防锥探灌浆的作用 锥探灌浆分自流灌浆和机械压力灌浆两种。自流灌浆是 利用一定高度差产生的压力进行的，具有一定的压力，因而 与机械压力灌浆统称为锥探压力灌浆。锥探压力灌浆根据灌 浆的口的与方法的不同，又分为充填式压力灌浆与劈裂灌浆。 由于目前的灌浆绝大多数是充填式灌浆，因而主要就充填式 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。 （二）堤防锥探灌浆设计 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．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 可视堤项宽度而定。孔深应超过堤基０．５ｍ。 锥探压力灌浆的机理进行分析。 充填式锥探压力灌浆是在一定压力作用下，泥浆在锥孔 内产生张：７了，当张力达到一定值后土体开裂，泥浆随行之充 填。泥浆张力首先克服堤体内的最小主应力，沿着堤体最小 主应力面即顺堤轴走向或簿弱带开成裂缝。如有孑Ｌ穴等即被 泥浆充填。当遇较密实的土体时灌浆受阻，孔口压力升高， 即停止吃浆。泥浆灌入堤体内，并非均匀地分散渗入孑Ｌ眼周 围，而是沿簿弱应力面形成浆脉，以浆脉形式分布于堤体中。 灌浆结束后，泥浆压力消除，堤体的回弹反力使泥浆排水周 结，直达到新的应力平衡。泥浆固结后与周围土体结合密实。 其作用机理可概括为以下几点。 １．充填作用 堤身内的各种缝隙、孑Ｌ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。 （２）锥孔。在堤项上锥孔，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）。 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（６）封口。注浆管拔下后，将孑Ｌ口封堵，完成此孔灌浆 工作。 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 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，堤项发生不同程度的下沉。伴随着湿陷而 浆体周围５￣５０ｃｍ范围内。 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。 （１）土料的选择 产生的裂缝，应采取复灌方法进行处理。 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 【收稿日期】２０１０—０３—２３ 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。 【作者简介】朱毅辉（１９７７一），男，广西博白人，广西海河水利建设有限责任公司一分公司工程师，从事水利水电工程施 工管理。 ．８９． 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２Ｏ％～４５％；粉粒 含量３ｏ９６～７０９６；砂粒含量小于ｌｏ％～１５％；塑性指数ｌＯ％～２５％； 有机质含量小于２％：可溶盐含量小于８％。 （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 （三）灌浆中易出现的问题和处理方法 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。 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。如在插管时先捧 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．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。 ４．堤顶沉陷。灌浆一段时间后，堤顶下沉的现象，称之 土离析快，沉淀凝固性、干缩率小，充填率高等。为满足以 为堤顶沉陷。发生这种情况的原因是堤身质量低劣，密实度 上要求，在土料选取之后，就要选择适宜的水土配比。水土 差，灌浆后，大量水分进入堤身，引起局部堤土软化，在重 比是衡量泥浆稠度的一个重要的指标，一般用“ｌ：＾”作为 力作用下发生湿陷变形。遇到这种情况，可继续施灌。灌后 水土比。 回填夯实，恢复堤防高度。 水土比的不同直接影响泥浆的容重。灌浆中一般以灌人 ５．揭皮或新生裂缝。揭皮又叫隆起，是堤项部分地面鼓 容重大的泥浆为好，因为容重大固体颗粒多，固结后收缩率 起的现象。原因是压力过大，插管又短，浆液未灌人深处就 小，可以得到比较理想的密度；但是容重大，意昧着稠度高， 把项上部分挤压而起；二是堤防多次培筑，两次复堤分层处 则不能很好地充填细小的裂缝、孔洞。因此，原则是“先稀、 未处理好，发生串浆而把堤项鼓起。处理方法是当发生揭皮 后浓”。泥浆的容重一般控制在１．３～１．５ｇ／ｍ。之问．水土比一 时，先将其开控回填夯实，使阻浆盖坚实，过几天再灌；或 般控制在１：０．５～１：１．４之间。 是加长注浆管继续施灌，过后堤回弹，使裂缝消失，如果裂 ４．灌浆压力控制 缝较大，应停灌，开挖回填夯实后，继续施灌。 影响灌浆压力的因素很多，不仅涉及泥浆泵型号、输浆 （四）灌浆效果检查 距离、注浆管数，而且与堤体结构、灌浆孔周边条件、堤体 灌浆效果是对堤防灌浆工作评价的重要方面。灌浆效果 应力分布、泥浆容重、隐患情况、孔的深度等有关。压力过 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 大，虽可增加吃浆量。但堤项易出现串孔、隆起、冒浆、管 挖、钻探取样检查，压水试验，通过复灌吃浆量的多少检查， 路暴裂等；压力过小，则往往达不到充填的目的。因此，选 洪水考验检查，最近又引入电法探测检查等。 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 １．开挖、钻探取样检查是一种最常用的方法。选择有代 般原则如下：（１）在不破坏堤身的情况下，压力尽可能大一 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， 些。（２）注浆孔距小，压力可小一些，孔距大，压力应加大。 另一方面可通过取土样测定其干容重检查灌浆效果。 （３）长注浆管压力可大一些，短注浆管压力应减小。（４）输 ２．压水试验是利用机械抬高水头，将水压人钻孔内，在 浆管为钢管和新胶管，压力可大一些；旧胶管，压力应减小。 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 由于影响灌浆压力的因素较多，需要通过现场实验来确 同的透水性，从而判断灌浆效果。 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 ３．通过复灌吃浆量多少检查。复灌吃浆多少检查。复灌 践，通过调节泥浆泵出口压力，掌握到灌浆孔口压力０．Ｏ５～ 吃浆量减少，说明堤防空隙已被充填，灌浆达到了一定效果， ０．１ＭＰａ，孔口终灌压力不小于０．１ＭＰａ，灌浆效果较好。 这是灌浆工作中普遍采用的灌浆效果检查方法。 ｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙ），ｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙｙ （上接第１５２页）调试过程中，元器件的参数可以根据需要 思维方式。在实验操作过程中，要重视学生的主体地位，实 随时更改，极大地提高了学生的工作效率。学生在动手做实 现教师与学生良性互动的过程 当实验不能出现预期结果的 验前，先用电脑仿真，以验证设计正确与否，避免了实验的 时候，有的学生往往简单地得出设备故障，实验不能进行下 盲目性，同时通过软件可以认识很多实验室不能提供的新器 去的结论，或等待老师来包办处理。这时，指导教师需要有 件。比如基本放大器的有关实验，由于涉及到的分立元件较 针对性地启发、引导学生，调动学生的主动性和积极性，使 多，各因素之间关系较复杂，许多问题不易发现，经电脑软 学生将理论知识和实际技能结合起来，深入地查找问题的症 件仿真后，观察输入输出之间的关系，如有问题，可利用虚 结，想方设法解决问题。 拟的测试仪器监测各点参数，可以较快地找到问题所在，有 电子技术实验是巩固理论教学、强化动手能力、培养创 针对地改进自己的设计。 新意识和创新能力的重要环节。当今科学技术发展日新月异， （四）转变实验教学观念，开展探索式教学模式， 新的实验内容、方法和手段不断涌现，应该在争取更多投入， 培养创新人才 改善硬件条件的同时，积极研究和探索科学的实验教学方式， 转变实验教学观念，发挥教师的引导作用，采用启发式 优化实验内容，改善实验教学方法。充分利用现有教学资源， 实验教学方法，把学生作为教学的主体，让学生有足够的时 提高实验教学水平，培养学生的实践和创新能力，以适应新 间思考，引导学生肯思考、会思考，并注意学生收敛性 时期对高素质技能人才的要求。 和发散性思维同步发展，逐步养成严谨的科学态度和科学的 ．９Ｏ．
