分析静压套管控制灌浆在渗漏围堰处理中的应用

第第页分析静压套管控制灌浆在渗漏围堰处理中的应用【摘要】静压套管控制灌浆方法以钻孔工艺为出发点，并结合图示围堰相关结构的主要特征，采取跟管钻进方式，能够有效解决岩层、地基等钻孔施工过程中的护壁问题，进而提高施工安全性。结合工程实例，分析静压套管控制灌浆方法在渗漏围堰施工中的应用。

【关键词】静压套管控制灌浆；渗漏围堰施工处理；灌浆

静压套管控制灌浆方法不仅能够提高施工效率，还能在灌浆过程中不断增加浆液与孔壁的接触面积，这是由于静压套管控制灌浆方法钻孔的孔径比较大。通过这个方式灌浆，有助于浆液扩散，进而提升灌浆质量。基于灌浆控制理论，结合静压套管定位方法对浆液进行合理配比，并调整灌浆压力，能够使灌浆位置得到有效控制。本文以某水电站围堰防渗漏施工为例，探讨静压套管控制灌浆技术在渗漏处理中的应用。

一、工程简介

以新疆某工程为列，本工程以发电为主，库容1.76×108m3，装机135MW，属于大（Ⅱ）型二等工程，主要建筑物为一级。该工程采用土石围堰，设计枯水期十年一遇拦洪标准，围堰长度165m，围堰最大高度36m。堰体采用粘土心墙防渗，粘土心墙与截流戗堤相结合。围堰基础为5～20m厚的第四系砂卵砾石地层，围堰基岩主要特征为岩体渗透性随着深度增加而增大，但自身透水性则逐渐减小，相对于相应隔水层来说，岩体埋藏较浅，并具有一定连续性。表1为围堰地质结构层各层情况。

通过钻孔取心发现，泥夹石、砂砾岩出现岩层破碎，裂缝间隙发育较大，且未出现胶结。另外，表层灰岩破碎程度较重，岩性较差。

二、静压套管控制灌浆在渗漏围堰处理中的应用

（一）围堰渗水情况分析

受到多次下游河床水位涨落情况影响，下游围堰部分桩号存在渗水现象。当水位较大时，可见基坑中清澈渗水。而当水位涨至一定程度后，龙口位置开始涌水，且随着水位的上升，渗水点和渗水量不断增多，渗水也变得浑浊，并与河床中水颜色相符。围堰渗水后，给厂房施工带来严重影响。

（二）确定施工方案

为保证基坑钻孔在短时间内恢复正常施工，需采取措施对下游围堰渗水情况进行相应处理，经过多种设计方案比较，最终确定采用灌浆法解决。目前，砂砾岩层钻孔灌浆方法主要包括循环钻灌、套管灌浆、打管灌浆等[1]。结合本工程现场实际施工情况，围堰灌浆应将以下主要影响因素考虑进去：①围堰主要由粘土心墙构成，钻孔时容易导致塌孔现象，进而影响施工进度；②充分考虑都浆液控制、成孔钻进效率问题，结合其他灌浆方式特点。根据实际情况，决定采取“偏心震动、静压套管跟进”方法，并由下至上在孔内进行分段循环施工，即静压套管控制灌浆技术。

（三）施工程序

1.钻头：本工程施工时均采用金刚石钻头，其中直柄硬质合金钻头孔径为146mm，比较适宜用在大块孤石、基岩位置钻孔。而偏心硬质合金钻头的孔径能够达到150mm，比较适宜用在粘土层、砂砾岩层及破碎灰岩层钻孔中。同时，将偏心硬质合金钻头尾端管靴与套管相关位置有效连接，充分避免钻进过程中套管脱落下来。

2.其他部件：①套管内径138mm，壁厚为8mm，单根长度为1.50m，在应用偏心硬质合金钻头时，套管可以直接跟进；②为了实现快速、高质量施工，应将灌浆孔布置为单排形状。根据实际灌浆控制效率，要使每个孔之间不存在渗水通道，并逐渐形成连续性的帷幕墙，各孔之间的间距为75.0～80.0cm；③孔深为进入到基岩层0.50～1.0m。

3.钻孔施工根据围堰实际渗水位置确定轴线，应用测量仪器找出相应控制点的对应桩号[2]。同时，布置单排孔，孔距为75.0～80.0cm。钻孔机械就位后，应用罗盘对孔位进行校正。钻机开孔孔径为150mm，钻进过程中要保持钻孔垂直，并与水皮尺进行检验，偏差不能≥10cm。为避免出现塌孔现象，应该及时用套管进行跟进，进而提高成孔质量。当返水呈现灰白色（以基岩颜色为准）时，改用直柄钻头。根据孔内返水颜色、岩石碎片性质确定钻进程度。

（四）压水试验

钻孔结束后，要进行相关压水试验，主要目的是为了有效检查围堰内每个地层综合渗水现状，为开展灌浆施工创造良好条件。经过分段压水试验，结果显示，粘土层透水率达到8.0～12.5Lu。在其他各层进行压水试验时，并未出现回水现象，说明渗水情况比较严重，且有可能已经形成一定通道。

（五）灌浆

桩孔验收完毕后，将射浆管放置到孔底，根据灌浆的分段长度，应用拔管机将套管拔出，采用由下至上的方式进行分段灌注。根据实际情况选择水泥砂浆或水泥浓砂浆，采用低压灌浆方法，并结合施工方案向内注入指定浆液量，完成土石挤压、回填和密实工作。本工程采用孔口封闭――孔底循环――由下往上的顺序进行，将整个孔分为三段，并进行一次性灌注。

（1）灌浆原材料选择灌浆所用到的水泥采用P.O32.5普通袋装硅酸盐，水泥细度满足相关要求（通过80μm方孔筛余量≤5%）。灌浆所选用的砂可以是人工砂，也可以是天然砂石，但应保证其具有坚硬性和清洁性，且不能混有泥沙和有机物。另外，各种掺合材料的质量须满足DL/T5148中的相关规定，水玻璃的波美浓度应控制在30―45波美度之间。

（2）灌浆压力设计灌浆压力的大小与岩层性质、灌浆段自身压力机孔深等因素密切相关。根据现场实际情况，确定孔深后可将灌浆分为三段，每段长度大概为5m左右。灌浆前先应用拔管机将套管向上拔出5m，后将灌浆管放置在距离孔底50cm的位置进行灌装，注意灌浆水灰比为0.5：1。当浆液灌注量达到1500L时，观察吸浆量变化情况，若未出现显著变化，则可适当增加锯木屑或水玻璃，进而增加灌浆液体的浓度。当第一段灌浆达到相关规范后，要将套管拔出5m实施第二段长度的灌浆，第三段仍以此方法进行，直至完成所有灌浆。

（六）灌浆效果评价

围堰工程属于临时性施工，但却能发挥防汛、度汛的效果，因此对围堰渗透处理技术要求比较高，且最终施工效果需要采用多种手段进行核对，以保证施工质量[3]。根据本工程总结如下：（1）直观检查法：对基坑开展强行排水，等到水位下降到下游水位以下后，检查现场，发现围堰局部仍存在一定渗水，但返水现象不明显，且返水颜色比较清澈；（2）钻孔取心检查方法：通过钻孔取心检查方法检查灌浆质量和效果，显示本次施工渗漏段灌浆处理比较密实，能够满足相关施工规范；（3）压水试验检查法：对桩孔进行分段压水试验检查，结果表明施工能够满足设计要求。

结束语

围堰渗透处理属于复杂性的隐蔽工程，对施工质量要求比较高，实际施工时应结合现场施工，并与多种灌浆方式相结合。静压套管控制灌浆技术应用在