防洪堤堤线布置和堤基高压摆喷灌浆防渗

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【摘 要】防洪堤中堤线布置和堤基防渗问题，关系到防洪工程的安全和是否经济，同时对河道的行洪和周围的环境都有很大的影响，因此合理的选择防洪堤堤线和堤基防渗措施十分重要，并且详细介绍了高压摆喷灌浆对堤基进行处理的方法。

【关键词】堤线布置；高压摆喷灌浆；堤基防渗

1.前言

随着工农业生产的快速发展，防洪问题对国民经济的影响及可持续发展的制约越来越突出，特别是淮河、长江两大流域相继发生特大洪水后，更是引起国家和各级政府部门的高度重视，引发了新一轮的水利建设热潮，尤为各级防洪工程的投建。对于每个工程技术人员来说，如何采取合理、有效的措施，确保各项防洪工程的安全、经济，都是需要深思熟虑的问题。

2.防洪堤堤线布置和选择

防洪堤堤线布置和选择的优劣，直接关系到整个工程的合理性和建成后所发挥的功用，尤其对工程投资大小影响重大。堤线布置和选择时，应根据防洪规划，地形、地势、地貌和地质条件，结合现有及拟建筑物的位置、型式、施工条件和河流历史演变，充分估计下伏层地质状况，经过技术和经济比评后综合分析确定。

2.1在地形地势上，应避开淤滩泛滩、崩岸、沉积等原因形成的地带，这些地带从实地看一般略高，原为河道过水的一部分，其下伏地层一般由淤泥、砂、卵砾层组成，透水性强，层土较为松散，稳定性低；开挖、压填或防渗处理工程量大，从投资上和处理难度上均不可取。而处于河岸边的阶地，从实地看一般较高，一般粘性土覆盖层较厚，地势较高，土层密实，可考虑作为新筑堤的基础。

2.2在地貌上，由于河堤一般紧排居民集居地，改变堤线比较困难，因此在堤线选择上，既要注意结合堤型的选择，尽量做到少占耕地少拆迁，又要结合防洪留有适当余地，根据河流制导线要求，布置留有适当宽的滩地。由于占地拆迁费用很大，牵扯多，处理复杂，往往会导致工程开工困难和工期拖延，故堤型的选择极为重要。按照因地制宜、就地取村原则，结合地形、地势和地质状况，选择合适的堤型，如斜坡式堤、直挡墙式堤或直斜复合式堤等，同时考虑采用加筋土、挡墙式、沉箱式等工程技术措施使得堤型和堤线布置均可行。

2.3堤线布置时，应进行实地踏勘，翻阅历史记载，深入实地集居地调查收集洪灾资料，对河道的历史演变、改道、泛滥情况进行充分的调查，尽量能避免穿越故河道和历史泛滥区，从而减少堤基处理措施，节省投资。

3.防洪堤基础防渗处理

堤线布置选择主要是根据防洪规划和保护对象的要求，或历史形成的，对堤防基础条件好坏考虑较少，加上堤防工程面广线长，什么基础都能碰到，故堤防基础处理困难是比较大的。

根据不同的堤基情况，可以采用水平防渗铺盖、粘性土截水槽、建造地下截水墙和堤后压载设排水减压沟或减压井等方法进行堤基处理。下面介绍工程中常用的高压摆喷灌浆建防渗墙对堤基进行防渗处理的方法。

3.1高压摆喷灌浆要点

3.1.1原理。高压摆喷灌浆是采用三管法，喷射介质为水、水泥基质浆液和压缩空气，使喷射管做必定角度的摆动和提升运动，利用高压水形成高速喷射流束，冲击、切割、破碎地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，形成扇形断面板墙状的凝聚体，以提高坝体防渗能力。

3.1.2施工工序和设备。高压摆喷灌浆施工工序为摘要：布孔、钻孔、制浆、高压灌浆、静压回灌。重要施工设备有摘要：钻机、高喷台车、制浆机、高压水泵、空压机、灌浆泵。

3.1.3布孔和钻孔。布孔分三个阶段。第一阶段布先导孔，沿坝体灌浆轴线方向每30米左右安排一个先导孔，利用先导孔采用芯样，可摸清各坝段坝体土质类别、地层变更、漏浆程度、基岩深度等情况。第二阶段布实验孔，根据工程地质报告和先导孔钻孔情况在大坝一端按设计孔距安排实验孔，进行现场实验断定合适的孔距和灌浆参数。第三阶段布灌浆孔，按现场实验断定的孔距沿防渗墙轴线布灌浆孔，先导孔可作为灌浆孔之一。钻孔可采用任意一种钻进方法。

3.1.4制浆。高压摆喷灌浆浆液为水泥浆。应用水泥为32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1.2：1～0.8：1，浆液密度为1.55g/cm3～1.7g/cm3。水泥浆采用二级搅拌，二级过滤。一级搅拌时间不少于90s，经过滤落后入二级搅拌机，边搅拌边过滤边应用，过滤筛网眼尺寸为2mm。

3.1.5高压灌浆。高压摆喷灌浆在钻孔施工完成并检验合格后进行，采用二序施工，先喷Ⅰ序孔，后喷Ⅱ序孔。注浆前先进行地面试喷，检查机械及管路情况，如水、气、浆是否畅通，各种参数是否满足设计请求，并调准喷射方向和摆动角度。一切正常后，垂直下入喷管至设计深度，按规定参数进行原位喷射，待孔口返出浆液密度达到1.2 g/cm3后再按设计的提升速度由下至上进行持续摆喷作业，假如中途因故中断后恢复施工时，应对中断孔段进行复喷，复喷搭接长度不小于0.5 m。

3.1.6静压回灌。当喷杆提升至距地面40cm高度时，先结束水和睦，再停水泥浆，由于孔内浆液会产生析水、沉淀和凝固压缩，高喷墙体的顶部会产生凹穴，需用水泥浆及时进行静压回灌弥补。静压回灌要间断进行，直至填筑到孔口，浆液不再下沉时为止。每孔完成高喷灌浆后，要对水泥浆管道系统进行冲洗，防止管道堵塞。

3.2 施工中非凡情况的处理

高喷灌浆施工中，在钻孔和灌浆过程会涌现塌孔、漏浆、冒浆、串孔等新问题引起压力突降或骤增、孔口回浆密度或回浆量异常等情况，此时，必须查明原因，及时进行处理。

3.2.1塌孔。塌孔是在成孔后，由于在钻孔部位的地层中含砂或砾石较多时，会涌现坍塌、脱落，导至灌浆时喷射管无法下到设计深度。 解决方法：可采用加大泥浆浓度或在泥浆中参加火碱、膨润土护壁，必要时可采用套管护壁法钻进。

3.2.2漏浆。漏浆是由于地层中存在砂、砂砾石或通道，重要表现在钻孔或灌浆时孔口不返浆或返浆量降低。 解决方法：钻孔时可采用加大泥浆浓度、泥浆中掺加细砂或向孔内填充水玻璃等堵漏材料。灌浆时产生漏浆可采用结束喷杆提升或降低提升速度、降低喷射压力和流量、在浆液中掺入速凝剂、加大浆液密度、灌注水泥砂浆或水泥黏土浆等措施。不论是在钻孔还是灌浆过程中，必须待孔口返浆正常后才干正常提升钻杆或喷杆。

3.2.3冒浆。冒浆是指在灌浆过程中浆液在坝坡、地面或库区底部流出或喷出。 解决方法：可采用在冒浆点加笼罩、降低灌浆压力、间断灌浆等措施。

3.2.4串孔。串孔是指在某一孔口正常灌浆时，浆液从相临孔口返出，阐明钻孔在地下有通道相通。 解决方法：可将串孔孔口开挖清算后封闭并压重、降低灌浆压力等措施。灌浆孔结束后，应尽快对串浆孔进行复钻至设计高程。

3.3 高压摆喷墙质量检查

在高压摆喷灌浆施工过程中，应对水泥、浆液和各道工序的质量严格进行把持和检查，灌浆结束后，可采用大开挖检查法、钻孔取芯检查法、围井实验检查法等方法对防渗墙体进行质量检查和综合质量评定。

3.3.1大开挖检查法。沿摆喷墙体两侧或一侧进行开挖，挖深一般2～2.5m。用肉眼直观检查Ⅰ序、Ⅱ序孔喷射距离、连接情况，在不同部位横向打孔取芯检查墙体厚度、强度等项指标。

3.3.2钻孔取芯检查法。高压摆喷墙完成14天后，可在墙体上安排钻孔取芯。检查孔孔位安排在墙体中心线上的相邻两孔高压摆喷墙体的搭接处，自上而下分段钻孔、取芯和进行静水头压水实验。每个单元工程可安排1个检查孔。

3.3.3围井实验检查法。围井检查需在高压摆喷墙完成7天落后行，围井宜安排在地层复杂、漏浆严重或可能存在质量缺点等部位，以高压摆喷墙为一侧井壁，进行布孔和灌浆形成井型封闭式墙体，并对井底进行封闭，在围井内钻孔进行注水或抽水实验。围井各面墙体轴线围成的平面面积，砂土、粉土层中不小于3m2，砾石、卵石层中不小于4.5m2。

在本人设计的堤防工程中多处采用高压摆喷灌浆技术进行堤基防渗，均取得良好的效果。它具有工程造价适中、防渗效果良好、施工条件要求低等优点，随着这项技术的逐步成熟，必将在更多的防渗工程中推广和应用。

4.结束语

4.1本人认为，防洪堤是保护国家和人民生命财产的生命线工程，堤线长，保护范围广，工程和资金投入巨大。因此，堤线的布置和选择应经过充分论证，经过各方面的综合比较，才能达到最经济、安全和合理。

4.2其次，防洪堤堤基防渗是堤防建设的一个关键问题，要根据堤身堤基的历史现状，通过勘探全面了解堤基组成和各土层情况，通过经济技术比较，采取合理、有效和经济和处理措施。

总之，堤防工程建设关系重大，不仅在堤线布置和堤基防渗问题处理上，其他各方面我们也得从为国家和人民利益出发，认真、细致做好每一项工作。

参考文献：

[1]黄琼珠著《浅析堤防工程的堤线布置及堤型选择》，水利技术监督，2008年03期.

[2]《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》，DL/T 5200-2004.

[3]《广东省海堤工程设计导则（试行）》，DB 44/T182-2004.

[4]杜丽珍、马育红著《高压摆喷和劈裂技术在土坝加固中的实践》，水利技术监督，2004年06期.