摘要：本文論述了劈裂灌漿的原理、布置和主要施工工藝及控制，并結(jié)合工程實例提出了一些經(jīng)驗和體會。
　　關(guān)鍵詞：劈裂灌漿；灌漿孔；土堤防滲
　　
　　1劈裂灌漿的基本要點
　　 土壩劈裂灌漿的基本要點是：沿土壩軸線或在軸線附近布置一二排或多排灌漿孔，穿過土壩滲漏區(qū)；按逐步加密的原則，在每個孔中逐段并進(jìn)行重復(fù)多次灌漿；灌漿壓力要保證能在土體中劈開一道裂縫，使灌注漿液能夠進(jìn)人；這道裂縫通常順壩線方向延伸，結(jié)果使各孔造成劈裂時產(chǎn)生的裂縫能彼此銜接起來，形成一道由漿液填充后而凝結(jié)成的“薄墻”，在漿液被灌入的過程中，將有一部分漿液進(jìn)人土體孔隙中，同時，漿液會給兩側(cè)土體以壓縮應(yīng)力，將其擠密、壓實；在灌漿停止以后，灌人的漿液在壩的回彈應(yīng)力和自重應(yīng)力作用下析水、固結(jié)。最后能形成一道以縫中“漿石”為主體、以滲入體和擠密帶為輔助的阻水帷幕，從而達(dá)到防滲止水目的。
　　2灌漿孔的布置
　　 為了核對或補(bǔ)充灌漿地區(qū)地質(zhì)資料，盡可能準(zhǔn)確地掌握地質(zhì)情況，以便于有針對性地選擇灌漿施工參數(shù)，應(yīng)當(dāng)在最深的一排孔中布置先導(dǎo)孔。先導(dǎo)孔應(yīng)最先施工，采取巖芯、分段進(jìn)行壓水試驗及分段灌漿。
　　 在眾多的均質(zhì)土壩或心墻中發(fā)生漏水，通常由兩種原因造成：一是壩體在進(jìn)行土料填筑時碾壓質(zhì)量差，沒有達(dá)到要求的密度標(biāo)準(zhǔn)；二是壩體的沉陷量過大（亦與碾壓質(zhì)量差有關(guān)），導(dǎo)致在壩高突變處（如兩壩肩處）出現(xiàn)貫穿性橫向裂縫（順河流方向）。
　　 對只存在沿橫向（順河流方向）裂縫漏水的情況，只需針對裂縫作局部布孔、進(jìn)行灌漿處理。若橫向裂縫和壩體內(nèi)部裂縫都存在，先行針對裂縫的局部灌漿，然后進(jìn)行壩體全線的劈裂灌漿。
　　 針對裂縫的局部灌漿，在可能有裂縫的范圍內(nèi)，均勻布置類似固結(jié)灌漿那樣的灌漿孔群，采用面狀布孔、灌漿，充填裂隙，并減少土體的不均勻沉陷。
　　 全線的劈裂縫灌漿，一般只用l排孔，在壩軸線卜游1~2m處平行壩軸線布置。以往多采用孔距5~10m，最密為3~4m。也有布置2排孔的，如在增城某水庫采用的劈裂灌漿方案為：在壩頂設(shè)計2排孔鉆孔，上、下游排沿軸線布孔，上、下游孔排距為2.0m，最大孔深22.5m，灌漿分三序次施灌，I序次孔距20m,Ⅱ序次孔距10m，最終序次孔距5m，每序次灌漿次數(shù)不少于5次，灌漿壓力0.05～0.25MPa，劈裂壩頂縱縫寬度控制在30mm。根據(jù)各地的實際施工經(jīng)驗表明，單孔的劈裂長度少則十?dāng)?shù)米，多則數(shù)十米。為實現(xiàn)“泥墻”厚度均一、搭接良好，孔距不宜太大，但也不宜太小。
　　 孔深要穿過整個滲漏層，與不漏水層相銜接，孔向要盡量垂直，以便于各孔造成的劈縫能彼此貫通起來。
　　3灌漿孔的施工
　　 土壩中由于大多填筑土料，因此造孔比較容易，用一般的輕型鉆機(jī)或其它代用設(shè)備都可。如有的地方常用“錐探”或沖擊鉆、螺旋鉆造孔方法，用來在土壩中干法造孔十分輕便、快捷，錐探大多是采用帶活錐頭的Φ42mm或Φ50mm鉆桿或再大一些的無縫鋼管，直接垂擊到孔底，然后逐步上拔灌漿，將錐頭留在孔底；采用螺旋鉆或沖擊鉆時，造孔完畢后在孔口段下設(shè)1.5~2m的套管，套管周圍開挖直徑0.5m，深度0.5~1.0m，然后用粘土回填夯實作為阻漿塞；采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（如XU一100型鉆機(jī)）用濕法鉆進(jìn)造孔的，鉆至預(yù)定深度后再下入套管，在套管底部作好止?jié){（用纏麻、橡皮或回填粘土夯實作為阻漿塞），然后逐段上拔灌漿。采用濕法造孔時，要盡量少用清水，以防造成“濕陷”、“縮孔”和使固結(jié)時間延長等。
　　 灌漿孔施工孔位與設(shè)計孔位的偏差值不得＞10cm，孔深應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，實際孔位、孔深應(yīng)有記錄。在發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜值超過設(shè)計規(guī)定時，應(yīng)及時糾正或采取補(bǔ)救措施；深孔鉆進(jìn)時，應(yīng)嚴(yán)格控制孔深20m以內(nèi)的偏差；鉆進(jìn)過程中，如發(fā)生有掉鉆、坍孔、鉆速變化、涌水等異常情況時，應(yīng)詳細(xì)記錄、分析原因，經(jīng)查明處理后再行鉆進(jìn)；在鉆進(jìn)結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行鉆孔沖洗，孔底沉積厚度不得超過20cm;在施工作業(yè)暫時中止時，孔口應(yīng)妥加保護(hù)，防止流進(jìn)污水和落入異物。
　　4灌漿用土料和漿液稠度
　　 土壩劈裂灌漿用的土料，大多用能在當(dāng)?shù)卣业降木哂幸欢ㄕ承缘妮p粘土或壤土，或直接采用經(jīng)粉碎、硯磨加工后的袋裝粘土粉。灌漿初期很少摻用水泥，在反復(fù)灌漿后面的施工次序時，可適量摻加少量水泥，水泥采用425#以上的普通硅酸鹽水泥，來加速漿液凝固和提高后期強(qiáng)度：但摻水泥過多，雖易在漿體中形成骨架，但不利于壩體回彈壓實，且形成的漿脈密度小、質(zhì)脆，不能適應(yīng)壩體變形，一般以摻量15％左右適宜。如果土的粘粒含量過高不僅造漿困難，而且析水時間長，“結(jié)石”密度低，防滲性能反而不好。據(jù)以往的經(jīng)驗，粘粒（粒經(jīng)＜0.005mm的微粒）含量占25％～35％為宜，中、細(xì)砂含量可為10％～20%，其余為粉土。土的液限（We）為30％左右，塑限（Wp）為20％左右。
　　 采用上述土料一般不需耍特別處理，投人漿液攪拌機(jī)內(nèi)與水經(jīng)充分?jǐn)嚢枰欢〞r間后即可制成能用的灌注泥漿，泥漿穩(wěn)定性高，質(zhì)量好，巨不易析水。為了降低漿液的稠度，方便制作及輸送漿液，可摻加適量的分散劑，使得漿液的流動性得到改善。
　　 灌注的泥漿，要先稀后稠。以稀漿進(jìn)行劈裂，打開通道；以稠漿正式灌注，形成“泥墻”。漿液稠度用比重控制，稀漿多為1.2t/m3或1.3t/m3，然后經(jīng)過1.35t/m3、1.40t/m3、1.45t/m3到1.50t/m3結(jié)束。上述泥漿的馬什漏斗粘度大約為30～60s。經(jīng)析水固結(jié)后“泥墻”體的滲透系數(shù)K值約為10-7~10-8cm/s。
　　5灌注方法
　　 土壩劈裂灌漿也要按逐步加密原則劃分次序進(jìn)行，不宜在小范圍內(nèi)集中力量搞快速施工。
　　 每個灌漿深孔都應(yīng)自下而上分段灌漿。先將置入的孔管提離孔底2～3m作第一段灌漿，等經(jīng)過多次復(fù)灌完畢后再上提2～4m作第二段灌漿，如此進(jìn)行直到全孔灌完。
　　 漿液自管底壓出，促使劈裂從最低處開始，而后向高處延伸，爭取做到“內(nèi)劈外不劈”，提高灌漿效果，并力求避免將劈縫延伸到壩頂，產(chǎn)生冒漿。為此目的，限制注漿率不能太快，每次的注漿量不能太多，從而限制住每次的劈縫不能延伸得太遠(yuǎn)，開裂得太寬。所需要的“泥墻”厚度要在多次重復(fù)灌漿中逐步達(dá)到，而不能一氣呵成。在一個孔段中灌夠限定的漿量時，本次灌入即可停止，必要時再等下次重復(fù)灌漿。施工時注意如下幾點：
　　 l）孔深＞10m的壩段，劈裂灌漿不能采用簡單的孔底注漿全孔封閉灌漿的辦法。使用較小的灌漿壓力可以使壩頂產(chǎn)生劈裂，容易形成上裂而下不裂的情況，達(dá)不到劈裂的目的。
　　 2）施工中嚴(yán)格按照次序進(jìn)行，待第I序孔灌漿結(jié)束后，再進(jìn)行第Ⅱ序孔的劈裂灌漿施工，這樣不易產(chǎn)生串漿冒漿。
　　 3）劈裂灌漿先稀后濃，劈裂過程中從壓力表上讀數(shù)，壓力出現(xiàn)突降時，表明已經(jīng)實現(xiàn)劈裂，產(chǎn)生劈裂后按級改灌濃漿。
　　 規(guī)定每次限定的灌入漿量，可根據(jù)該孔的施工次序及已達(dá)到的孔距、孔深和期望得到的劈縫寬度進(jìn)行計算，即Q=αβLhδ。
　　 式中：Q為每次限定的灌人漿量/m3；α為孔距系數(shù)，可取0.5～0.6；β為孔序系數(shù)，分三序施工時I序孔取0.5,Ⅱ序孔取0.3,Ⅲ序取0.2；分二序施工時I序取0.65,Ⅱ序取0.5；L為與相鄰孔的孔距/m;h為灌段中點的埋藏深度/m；δ為本次期望得到的平均劈縫寬度/m，不宜大于0.05m。
　　 下次復(fù)灌要在5d后進(jìn)行，使上次灌漿引入的多余水分和劈拉應(yīng)力得以消失。復(fù)灌的次數(shù)依據(jù)需要的“泥墻”厚度確定。
　　 根據(jù)以往的經(jīng)驗，使用相當(dāng)于灌段以上土柱的重量甚至更小的壓力即可造成劈裂。高30m以下的壩大都采用0.05～0.5MPa。如果已達(dá)此壓力尚不見有劈裂跡象（即有壓力突降或注漿率猛增等現(xiàn)象）,證明該處屬密實，無需進(jìn)行劈裂灌漿，不可施加太大壓力。
　　 當(dāng)由于控制不妥，壩頂出現(xiàn)裂縫并從裂縫冒漿時，立即停止本次灌漿，等壓力和水分消散后再恢復(fù)灌漿。在正確控制下，如再次出現(xiàn)壩頂裂縫和冒漿，該孔的灌漿即可結(jié)束。
　　為獲得更好的灌漿效果，引起壩體一定程度的變形是不可避免的，為防止發(fā)生破壞性的位移，在灌漿過程中要作好監(jiān)測工作，可在壩體或壩端部、基準(zhǔn)點上設(shè)立位移觀測點，定期用儀器進(jìn)行位移的計量和觀測等。
　　6灌漿效果及質(zhì)量檢測
　　 灌漿結(jié)束后，應(yīng)及時進(jìn)行效果檢查和質(zhì)量檢測。但由于灌漿屬于隱蔽工程，工程質(zhì)量難于控制，因此宜綜合采用不同角度、多種方法的灌漿效果檢測手段。
　　6.1現(xiàn)場施工監(jiān)測
　　 在整個灌漿現(xiàn)場進(jìn)行全面察看，尤其對照灌漿前的隱患部位仔細(xì)察看。檢查對比各處巖土水體在灌漿前后的變化情況，從而判斷灌漿的效果。
　　6.2水文試驗參數(shù)
　　 灌漿施工結(jié)束后，重點在地質(zhì)條件不好的地段以及灌漿質(zhì)量較差或有疑問的部位布置檢查孔，數(shù)目約為總灌漿孔數(shù)的5％～10%，通過用壓水、注水或抽水等方法測定出流量及滲透系數(shù)，比較灌漿前后的數(shù)據(jù)，可檢測出灌漿效果。
　　6.3鉆孔巖芯檢測
　　 通過鉆孔，從灌漿體內(nèi)取出原狀樣品，比較觀察巖芯的變化及進(jìn)行室內(nèi)試驗研究，據(jù)物理力學(xué)指標(biāo)對灌漿效果作出評價。
　　7結(jié)論
　　 l）土壩劈裂灌漿作為一項制止沿土體滲漏的經(jīng)濟(jì)、簡便、快速而又有效的處理措施，值得在漏水壩體止漏方面進(jìn)行推廣使用，其施工關(guān)鍵是確保布孔時能有效地穿過滲漏區(qū)，并且控制好灌漿時的壓力，限制注漿率不能太快，每次的注漿量不能太多，限制住每次的劈縫不能延伸得太遠(yuǎn)、開裂得太寬，從而達(dá)到劈裂灌漿的目的。
　　 2）劈裂灌漿由于在堤壩止漏防滲方面良好的灌漿效果和經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣使用。
　　 3）隨著劈裂灌漿技術(shù)的發(fā)展，除了適合應(yīng)用于堤壩的防滲加固外，在處理軟弱地基時，劈裂灌漿也被越來越多地用作提高地基承載力和消除建筑物沉降的手段。
　　 
　　

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