【摘要】通过对汲东干渠填方土坝的劈裂灌浆施工，总结了劈裂灌浆技术在土坝防渗中施工工艺，施工方法及防渗效果。 【关键词】粘土土坝劈裂灌浆施工工艺方法
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
一．工程概况
六安市裕安区地处江淮丘陵地区，是淠史杭工程的主要灌区之一。经过我区的渠道有总干渠、干渠、分干渠各一条，万亩以上支渠12条。岗冲相间的地形导致了渠道高填方较多，填高10米以上的填方有十多处，其中汲东干渠吴家岸填方填高达17.2米，是淠史杭灌区最大的填方。我区另有水库218座，其中小一型12座，小二型206座，这些水库的坝高多在10-30米之间，全是均质土坝。由于这些工程多建于上世纪六、七十年代，在资金、技术不足的情况下多采取人工会战施工，填筑堤坝时有的碾压不实，有的倒土成堤，有的清基不彻底，致使坝体渗漏严重，管涌、流土现象时有发生，直接危及堤坝安全。为了解决此类问题，多年来采用堤身贴土，防渗护坡等传统方法，虽然卓有成效，但存在着或占地较多、或价格较高等不利因素。粘土防渗灌浆的应用，给土坝防渗带来了新的方法，并已成功运用于堤坝防渗中。
二．粘土灌浆的防渗原理
根据安徽省水科所的防渗试验成果，粘土浆的防透系数为3.89×10-8cm/s,几乎是不透水，而坝身土的平均渗透系数为2.39×10-4cm/s,二者相差近16000倍，因而可用于土坝防渗。
劈裂灌浆适用于处理范围较大，问题性质和部位又都不能完全确定的隐患。它是运用坝体应力分布规律，用一定的灌浆压力，将坝体沿轴线方向劈裂，同时灌注合适的泥浆，泥浆渗入裂缝与缝壁土壤紧紧结合在一起，形成垂直连续的防渗泥墙，并可堵塞漏洞、裂隙或切断软弱层，以提高坝体防渗能力；同时通过泥浆、坝体互压和湿陷，使坝体内力重分布，增加坝体土的密实性，提高坝体变形稳定性，具有防渗固堤的综合效果。
三．灌浆工艺
1. 布孔
可根据坝体密实度情况、隐患的部位和范围大小、问题严重程度，选择单排或双排布孔，单排布孔可沿坝轴线方向偏上游0.5-1.0m布置；双排布孔也沿坝轴线方向布置，两排孔间要相互错位，呈梅花型排列，布孔稍偏上游，两排孔离左右堤顶坝肩一般分别为1.0m和1.5m。终孔距为5.0m，对弯曲坝段可根据实际情况适当加密孔距。
2.造孔
造孔一律用“干法”造孔，不得用清水循环钻进。造孔必须按序进行，先造一序孔，后造二序孔，造孔深度应大于隐患深度2-3m或低于坝基面1m。造孔应铅直向下，偏斜大得大于孔深2%。原先造孔基本上是采用麻花钻头造孔，套管采用108mm套管护壁，套管比钻头大很难夯至设计深度，施工中最多打下6m左右，一般套管下深3-4m，在管内钻孔取土，工效很低，每天只造孔两个，现在造孔应选择带活动伸缩钻头的摩擦钻，使用这种钻机一个半小时即可造一孔，一个台班可造6-8个孔，降低了劳动强度，大大提高了工效。钻孔时将钻杆击至设计深度后，用千斤顶将钻杆拔起30-40cm，钻头与钻杆之间形成间隙作为浆液通道即可灌浆。
3． 土料
土料的选择必须满足防渗要求，又要制浆容易，泥浆粘度过大会给施工造成困难，同时泥浆析水性也差。泥浆中的粉粒和砂粒在稀浆中易沉淀，如果泥浆中含有大量的粉砂，不仅能满足防渗要求，还可改变泥浆的流动性，提高析水率。根据《土坝坝体灌浆技术规范》SD266-88规范要求，我区灌浆土料应选用重粉质粘土或粉质粘土，塑性指数8-15，粘粒含量20-30%，粉粒含量30-50%，砂粒含量10-30%，有机质含量小于20%，可溶盐含量小于8.0%。
4． 制浆
制浆应采用专用机械制浆，按配料比例先将水放进搅拌筒，然后加土搅拌。为提高泥浆的流动性，可掺入占干土重0.5%-1.0%的水玻璃，改变泥浆的流动性，提高浆液的稠度，加快固结速度。灌浆前泥浆应通过35孔/cm2筛网过滤，浆液容重控制在1.3-1.6t/m3之间。灌浆过程中对浆液容重和输浆量每小时测定1次，浆液稳定性和自由析水率每10天测定1次。为了加速浆液凝固和提高后期强度，可掺入占干土重15%左右的水泥；对有白蚁危害的堤段，可结合灌浆消灭白蚁，在浆液中掺入少量五氯酚钠灭蚁药物，掺入量为0.2kg/m3。该药为剧毒药物，使用时应加强安全保护，防止污染水源。
5．灌浆与控制
劈裂式灌浆采用孔底注浆全孔灌注的方法，灌浆应先灌一序孔，后灌二、三序孔。灌浆开始先用稀浆疏通管道打开浆路，经过3-5分钟后再加大泥浆稠度。灌浆中采用“少灌多复”的方法，每孔灌浆次数应在5次以上，两次灌浆间隔时间不少于5天，目的在于加速浆液在坝体中的析水固结，提高泥墙的质量，控制孔隙水压力在允许范围内，保证坝体安全。灌浆孔口压力应控制在最大允许灌浆压力以内，最大灌浆压力灌浆之前可通过实验确定，正常施灌压力为0.5kgf/cm2左右瞬时劈裂压力可达2.5kgf/cm2。灌浆时应推迟和限制坝顶出现裂缝，坝顶开裂过大易引起坝体滑坡。因而坝顶裂缝宽度应控制在3cm以内为宜，停灌后裂缝可基本闭合。
为了能充分反应灌浆过程堤坝的变化情况，灌浆施工中，应及时将坝面裂缝走向和堤坡冒浆点作详细记录，并描绘在堤坝平面图上。
6． 灌浆观测
灌浆时如堤面出现横向裂缝，应立即停灌检查，如果裂缝较浅，开挖后用粘土回填夯实后继续灌浆；如果深度较深，可用稠浆灌注裂缝。对发现的塌坑，应挖出塌坑部分泥浆，回填分层夯实。对发现堤坡隆起，立即停止灌浆，如确认不与滑坡有关的隆起，停灌几天后可再灌。
7.停灌和封孔
当浆液升至孔口，连续复灌3次不再吃浆认为已灌好，可终孔停灌。封孔可用容重大于1.5t/m3的稠浆注满孔,如果浆面下降,应继续灌注,直至浆面不再下降为止。
四．灌浆效果
汲东干渠大观桥右岸填方长1350m，严重渗漏段250m，坝脚有一条机耕路，灌浆前干渠有水时无论天晴多长时间，该路一片烂泥，人车不能行；灌浆后堤脚干涸。
汲东干渠刘大堰填方严重渗漏，其中一段有数个漏洞，其中最大的一处漏洞直径达10cm，堤下农田常年以此灌溉。本次灌浆时一灌就冒，施工人员用几根比洞口稍粗的木桩打入漏洞口内，再用粘土夯堵，并在泥浆中掺入15%（占干土重）的水泥，采用灌灌停停，延长间隔期的方法，终于将此处灌住，现已不漏。
汲东干渠吴家岸上游的平塘填方，在河堤背水坡脚处有漏洞，直径达5cm，该漏洞直通河底中央，昼夜流清水。项目实施前管理单位为保证大堤的安全，曾在迎水坡坡脚处挖一个长15m、宽1m、深2m的大坑，并在其中浇一段长15m、厚0.3m、深2m的砼截水墙，然后用粘土分层回填夯实，想以此堵住漏洞，不料放水时，漏洞仍如往常。本次灌浆时，先将洞口用粘土夯堵，并在泥浆中掺入干土重10%的水泥，一次将此漏洞灌住，现在堤脚基本干涸。
五．体会和建议
1．钻孔时当钻杆达到设计深度后，可立即将钻杆拔出，随即插入等径的镀锌管作为注浆管灌浆。这样比利用钻杆灌浆节省大量钻杆和人工，可提高工程进度。
2．灌浆过程中输送泥浆的胶管会经常爆裂而影响施工，当输送距离较长时，可大部分采用钢管，并可每隔50m加一个三通接头，这样即方便施工又可节约投资。在冬季施工时每晚收工前应用清水将钢管内泥浆冲洗干净，并将管内存水排尽，防止上冻影响第二天施工。
3．泥浆过滤网孔不宜过大，如大粒径硬土或砂石混在泥浆中，容易下沉堵塞壁缝，网孔最好在3mm以下。
4． 粘土防渗灌浆技术，因可就地取材，造价低，操作简单，效果显著等优点，可在堤坝防渗工程中普遍采用