压力灌浆技术在海塘加固工程中的应用
摘 要 运用压力灌浆技术理论，于1990年至1998年在海塘加固中进行应用实践，在钱管局专家指导帮助下，探索出一套适合于土堤海塘加固的方法，具有投资省、效果好、工艺简单的特点，应用前景广阔。
关键词 压力灌浆技术；空隙加固；效果投资；应用
一、海塘加固工程概况
我市围堤海塘西起黄姑镇的水口，东至全塘镇的白沙湾，分别与主塘150+049和157+450相接，全长7801米，为直接临水的一线海塘，保护面积7000余亩。围垦区内现有养鳗苗场，对虾场面积近1400亩，渔场面积1500亩，粮棉面积4000亩，有化工企业乡镇企业多家，具有较好的经济效益，且这些海塘保护着全市人民生命财产安全，社会效益显著，所以围堤海塘安全渡汛具有十分重要的意义。
围堤海塘大部分建于七十年代，限于当时资金、经验，施工时工班较多，临潮施工，抢潮突击，故围堤迎水坡质量存在一定问题。经过二十年台风越浪、暴雨渗水作用，浆砌块石内侧粉砂土流失形成大量空洞，严重威胁着海塘的安全。9711号强台风的袭击，海塘受到了不同程度的损坏，虽然及时进行了修复，并于98年上半年对黄姑水口以东3.6公里海塘进行了塘面改造，但塘身护坡内部空隙依然存在。为了增加塘身密实度，提高海塘抵御风潮能力，必须采取措施对海塘护坡的空隙进行加固。根据“土坝坝体灌浆技术规范”介绍，结合我市海塘实际，可以用压力灌浆来填补空隙。市府极为重视，在第44次常务会议上决定将塘身灌浆作为加固措施之一。
早在91年，钱塘江管理局对我市围堤存在空隙大、空洞贯穿距离长的问题相当重视，拨给专款，为浆砌块石内侧灌浆进行试验。
二、压力灌浆技术概述
灌浆技术是利用压力将能固结的浆液通过钻孔注入岩石孔隙或建筑物的裂隙中，使其物理力学性能获得改善的一种有效的防渗方法。我市围堤海塘基础防渗灌浆帷幕采用水泥粘土浆灌注（打花管灌浆法、套管护壁法、循环钻灌法、袖阀管法）、空洞采用渗入式粘土泥浆灌浆处理。
压力灌浆应首先做好灌浆设计。造孔后，采用失水性快、体积收缩小的中等粘性土料（或加入一定比例的水泥）配制浆液，浆液必须满足地层的可灌性条件；灌浆过程中应维持压力稳定。在设计压力下，灌浆孔段经连续3次复灌，不再吸浆时，灌浆即可结束；并在浆液初凝后（一般为12h）进行封孔。灌浆程序应自下而上分序进行。在雨季及潮位较高时，不宜进行灌浆。
灌浆施工技术要点：
1、采用“围、挤、压”的原则，先将堤防灌浆区圈围住，再在中间插孔灌浆挤密，最后逐序压实，这样易于保证灌浆质量。最好采用分序灌浆的办法。
2、在可能的情况下，以采用较大的灌浆压力为好。
3、灌浆开始时，应先以稀浆入注，然后逐步将浆加稠。
三、压力灌浆技术的应用实践
压力灌浆就是将泥土稀释后（泥浆加一定比例的水泥），通过压力机械将水泥泥浆灌入塘身内部。压力灌浆工程主要有以下几个重点：
1、机械设备选择：用什么样的机械设备进行灌浆是一个关键，我们使用征天水利机械厂生产的小型灌浆设备。起先他们生产的打洞机在我们围堤不能使用，后来采用风镐、风镐打洞洞大不定型，临潮作业不安全，最后改用风钻钻洞，风钻钻洞洞小定型，潮来可用木塞塞住。目前我们使用机械见表：
灌 浆 机 械 表
机械名称 造孔设备 灌浆设备
空气压缩机 风钻 制浆机 水泵 灌浆机
型 号 3u 0.9/0.7 直径4.2CM 1.5 BA/6 双缸
配套动力 电7.5KW 柴12马力 电1.5KW 电5.5KW
2、灌浆使用材料及泥浆配比：根据“土坝坝体灌浆技术规范”要求，要采用粉质壤土为宜，在我们地区海塘位置粉质壤土取土困难成本高，粉砂土可以利用就地资源，对这两种土经过土颗粒分析，经分析结果采用塘内高地粉质壤土，符合规范要求。在3.0米高程处，造孔深2米灌水泥泥浆成帷幕，既加固了下平台，又把底高降低延长渗经，防止泥浆漏出。掺入一定量水泥，能加强胶结能力，提高强度，加速固结。根据灌浆的实际情况，掺20%水泥平均抗压强度值为1.34N/MM2符合要求，故选用此配比进行3.0米高程处孔灌浆。另外孔采用纯泥浆。
3、灌浆孔的布置：我市围堤高差6米，斜坡长度16米左右。灌浆孔过密，造成费工，过稀不易使浆液充分渗透。经多次实验证明在塘坡上打三排孔，其高程在3.0米、4.5米、6.5米，塘顶上打一排孔距外口1米，横距都是2米。用钢尺和水准仪量好后空压机钻孔。这样的布局，既可以减短渗径，又可以透水透气，使浆液能迅速有效的渗透充实。
4、泥浆的浓度：我们吸取83年充填式自流灌浆失败的教训和外地经验，根据灌浆机械能力、泥浆流动性，选用泥浆比重在1.3-1.4之间。
5、灌浆压力的控制及施工观察：正确使用灌浆压力，对保证和提高灌浆质量具有重要意义，压力大要裂缝，压力小难灌实。我们一般每孔灌浆掌握在孔四周灌浆块石间勾缝有冒浆为止，并在灌浆孔往上0.5米处石缝冒浆时，立即结束此灌浆孔。灌浆程序必须自下而上进行。在中排灌浆时必须落潮后进行，便于观察冒浆情况。在施工中做到勤观察，看到周围石缝冒清水的地方，要密切注意，等到冒泥浆时要用麻丝塞住，只允许冒清水。在灌浆施工中，必须采用灌灌停停，停停灌灌轮流的办法，让泥浆充分沉淀，填实空洞。
6、灌浆工艺：海塘压力灌浆工艺简单，大体分（放样）备料、造孔、制浆、灌浆、修复5道工序。用空压机钻孔，孔径42mm，孔深55cm左右;按浆液要求将制好的熟浆放入储存桶暂存，经泥浆泵、输浆灌路、加压灌注。在施工中做到勤观察，采用灌灌停停，停停灌灌的办法，让泥浆充分沉淀，填实空洞。
7、灌浆质量的检查：灌浆工程属隐蔽工程，百年大计，质量第一，在施工过程中，建立质量监督机制，指派专人控制质量。灌浆是一项隐蔽工程，虽然我们在灌浆施工中严格控制施工质量，但内部灌浆质量和效果如何还是不够踏实。为了进一步掌握灌浆质量，在91年12月16日、19日两次进行开挖检查，在4.5米高程以上已灌和未灌部位对比，参加检查人员一致认为：有压灌浆浆砌块石内侧空洞有明显效果，空洞完全可以灌实。为了了解下平台处灌20%水泥泥浆的情况，在92年1月14日进行开挖检查，空洞都能灌实。
质量检查采用每孔灌浆结束后，在封孔前进行灌水试验（抽查），观察渗透情况决定灌浆质量，做到不渗水及渗水缓慢为质量合格孔，经检查均为合格孔。在完成一单元工程后按需进行开挖检查，经检查，灌过的范围，内侧无空洞、密实，有明显效果，大大提高了海塘的抗台能力。
四、灌浆效果投资分析
至97年底海塘已完成灌浆6122米，经过9711号台风，对灌浆过和未灌浆的地段对比如下：已灌浆总面积97600米2，损坏面积813.3米2，损坏率0.83%。未灌浆总面积15443米2，损坏面积583.75米2，损坏率3.78%。98年又对黄姑水口以东992米塘身进行灌浆，并如期完成了任务，达到了加固海塘的目的。这次灌浆的992米海塘。工程决算金额为14.0248万元，平均每米141.38元。比采用开挖堵洞再浆砌，工程费用要省2倍以上，且采用开挖堵洞再浆砌不仅造价高，且受潮汐、天气等因素制约，其效果也不甚理想。
五、总结与建议
通过1990年至1998年海塘全线初步灌浆一次的工程实践证明，压力灌浆技术适用我市海塘加固的应用，具有投资省，效果好的优点，施工工艺简单，土质要求不高，就地取材，可常年施工。该项技术在海盐海塘及平湖市政工程东湖广场上也应用过，也可应用于我省其他市县海塘加固和其他工程加固应用，应用前景广阔。
我市围堤海塘经1998年——2000年三年建设，已经全线封闭，完成五十年一遇标准海塘建设目标。计划于2002年对海塘外坡上部园弧内存在的局部空隙采用1：4（重量比）水泥砂浆复灌，建议也可采用水泥粘土砂浆复灌。如要进一步提高灌浆效果，建议采用复合灌浆的方法，可先用水泥（砂浆）浆液灌浆，使水泥浆液先行填空围堤主体中那些大小不一的孔洞和裂隙，经48小时的沉淀和固化后，然后对同一孔进行清孔，并再灌注水玻璃浆液（如酸性水玻璃浆液）。这样做，既可以充分发挥水泥浆液强度高的特点，又可以充分利用水玻璃浆液可灌性好的优点，提高灌浆的效果。
参考文献
1、《土坝坝体灌浆技术规范》
2、《土石坝养护修理规程》SL210—98 中华人民共和国水利部
3、《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》 SL62—94 中华人民共和国水利部
4、 董哲仁《堤防除险加固实用技术》中国水利水电出版社 1998.11
