摘要:用压密注浆防渗加固技术来改进坝体的稳定性,是堤坝加固领域的一种非常有效的加固方法,多年来该技术在中小型水库,河堤土坝防渗加固中等到广泛运用,本文对注浆加固进行分析研究,以及施工中常见的问题处理。
关键词:压密注浆;堤坝;应用
一、注浆原理
利用液压、气压将泥浆注入土层内发生径向劈裂,浆液沿裂隙流入土体,并将土体切割成不规则的块体,在块体之间形成相互穿插的胶状“结石体” 在堤坝治理中压密注浆使所有与浆脉连通的裂缝、洞穴,水平疏松层等隐患得到充填,挤压密实,增加不透水性,提高土体的密实度。
二、马鞍山市采石至外桥堤坝注浆实例
马鞍山市沿江堤岸采石至外桥段全长5.79公里,坝身填土主要为重粉质壤土局部含砂量较高,结构松散,压密条件差,厚度3.80~6.90m之间,其下部为粉质粘土,汛期高水位时有多处渗漏现象,为了保证汛期高水位堤坝的安全,决定对堤坝进行加固处理,经研究采用压密注浆充填。本次注浆主要针对坝身填土,压密注浆浆液采用粘土。
1、施工方法:
采用杭州钻探机械厂产SGZ-IA150型工程钻机钻成孔,泰安水利机械厂产WJG80型搅拌机(搅拌系统:双筒卧式,制浆量1001/min,浆筛4孔/cm2。灌浆系统:输浆量801/min,动力295G型24匹马力柴油机),采用4孔公浆器,可4孔同时注浆方式施工。
2、施工顺序:
采用梅花形布孔,分序分段施工。
2.1分段施工:
拟按100.0m左右沿堤防线划分成若干注浆单元,按单元组织施工:
2.2分序施工:
在每一施工单元中,按先施工靠江侧临水一排孔,再施工最外侧背水排孔,最后施工中间一排孔的顺序施工:
2.3三序施灌:
把同一排孔按先蔬后密的原则分成三序逐序加密,第一序孔间距8.0m,第二序间距4.0m,第三序达到设计终孔距离2.0m。
3、注浆材料及压力的选择:
采用纯粘土料。其土料选择及浆液性能见下表。灌浆孔口的压力大小,以产生沿堤线方向脉状扩散形成一连续的防渗体,但又不得产生有害的水平脉状扩散和变形准,需由现场注浆试验或施工前期确定。本次注浆孔口压力要求最大为0.50Mpa。
4、粘土压密注浆工艺
压密注浆施工过程主要包括造孔、制浆、注浆和封孔等工序。
4.1、造孔
首先测定控制点,原则上按100m间距设置桩点,再放出钻孔位,并用标牌做好标记;平整机座场地后,钻机就位,调平机架(确保钻孔垂直)后开始钻进。原则上要求干钻,当确需采用清水等冲洗液时,应谨慎施工,确保堤防安全。
4.2、制浆
利用WJG80型搅拌机将干料(含水量大小均匀)和一定比例的水按一定速度连续加入料斗中,随时检测筒水的浆液质量和数量,随机抽检泥浆的密度,控制达到设计要求。
4.3、注浆
注浆施工中应严守“稀浆开始,浓浆灌注,分序施灌,先疏后密,少灌多复,控制浆量”的原则施工,将注浆管下到离孔底1.0m左右位置,启动为宜,应确保堤面不出现劈裂缝。每次最大灌浆量按设计要求控制,每孔复灌次数应在5次以上,两次灌浆时间间隔不应少于5天。在灌浆的过程中,先对第一序孔进行轮灌,待第一序孔复浆达到设计要求终灌封孔后,方能灌第二序孔,最后灌第三序孔 ,同排三序结束后按施工顺序进入下一排孔施灌。
4.4封孔终灌标准:
4.4.1连续复灌三次不再吃浆;
4.4.2坝面连续三次冒浆,或者连续三次超过控制压力,坝面裂缝宽度超过控制值3cm;
4.4.3每孔灌浆次数和灌浆量达到或超过设计要求。
钻孔封孔先用勺子将钻孔中泥浆清除干净,再采用含水量适中的粘土搓成泥球分层回填并捣实,最后表面用土圶实。
5、特殊情况处理
5.1冒浆处理
5.1.1堤顶和堤坡冒浆时,应停止灌浆,挖开冒浆出口分析原因;
①如果是纵向湿陷缝,用粘土回填夯实后可继续灌浆;
②如果是纵向劈裂缝,应控制其宽度达3cm时,应待裂缝基本闭合后方可再注浆;
③如果是