灌注高水速凝固化材料根治管涌及用旋喷加固堤防的方法.pdf

灌注高水速凝固化材料根治管涌及用旋喷加固堤防的方法
    本发明涉及治理堤坝管涌及加固堤防的施工方法。

    众所周知，“管涌(泡泉)”是防洪堤坝溃决的直接原因，也是今年长江全流域洪水中遇到最多的险情。现有技术中，对已发生管涌的险情处理措施有：(1)管涌发生在离堤脚50米以内的，填压砂卵石的厚度应大于1.5米；50米以外者填压砂卵石厚度大于1米(筑压砂坪台)；(2)对管涌出水流量较大者，相应增加填压砂卵石的宽度和厚度；(3)对所有处理后的管涌险情都要派专人守护，防止扩散。对已发生的大堤裂缝、滑坡险情采取三条措施是：(1)开好导浸沟，间距不超过5米，要挖到出水点，深0.8米，直到见水为止，沟内放砂卵石作滤水材料；(2)做好压脚平台或打好土撑，高达堤身的三分之一以上；(3)对已滑坡达堤面者及时补打外帮，或抢做抱围堰。

    管涌的形成，一般是因堤坝修筑在透水性好的砂卵石基础之上，常年河水与堤内低凹地或水塘有水力联系，当洪水暴涨之后，高水位水压作用之下会在低地或水塘内产生管涌，水小者涌出浅流，大者涌出水柱(直径20至30厘米)，并有浑水带出粉砂，越冲越大。如不及时处理，将导致堤坝溃决。管涌的另一成因是蚁穴蛇洞，由于所述蚁穴蛇洞、管涌渗漏，使堤身下部掏空，其上部引起滑坡、开裂，也是必然的。而在防洪抢险时期对所述险情的处理，如前述，都是临时性措施，只能防止渗漏进一步扩大，无法根治，下次洪水又会复发管涌。

    本发明的目的是，提出一种灌注高水速凝固化材料根治管涌以及用旋喷加固堤防的方法，以及时根治管涌，加固堤坝，且该方法成本低，施式方便，所用高水速凝固化材料形成的填充物稳定性好、固化快。

    本发明的技术方案包括灌注高水速凝固化材料根治管涌的施工方法和用旋喷加固堤防的施工方法。

    所述灌注高水速凝固化材料根治管涌的施工方法是，在堤顶或行洪侧堤肩按一定网度打钻孔，所述钻孔穿透薄的堤基透水层或按一定计算地深度打入厚的透水层，且钻孔先以稀网勘察取钻芯测试透水层位的空间位置而取得其孔隙率和压浆参数，然后逐步加密钻孔网，通过钻孔对透水层施行压力灌注高水速凝固化材料浆作业，通过压力控制在堤基透水层内形成一定范围的防渗帷幕，并用漫灌堵死钻孔遇到的裂隙和空洞。所述在一定范围内形成防渗帷幕是指在该范围内用高水速凝固化材料吸收大量水后凝固而成的固体堵塞通水通道和空隙所形成不透水的幕墙，由此，达到根治管涌的目的(参见附图1)。

    所述用旋喷加固堤防的施工方法是，对诸如砂土、淤泥段的堤身泡软薄弱部位，采用旋喷手段并按设计要求确定旋喷孔网度，用所述高水速凝固化材料作胶凝剂，形成桩柱加固堤身。

    本发明采用的高水速凝固化材料是指中国专利ZL90103141.0所记载的高水固化材料，它是一种体积比含水率高达90％的新型无机材料，具有吸水量大、速凝、早强、浆液可泵性好等特点。它的高水性能是，能“点水成石”，将九倍于自身体积的水固结为固体，形成高结晶水的人工石(钙钒石)，其与水形成的固化体中体积比含水率达85-90％，重量水固比为(2.2-3)：1；它的速凝早强性能是，甲、乙两种浆液均匀混合后5-30分钟凝固，凝固体强度为：1小时强度0.5-1MPa，2小时强度1.5MPa以上，一天强度3.5MPa，三天强度4-5MPa(堤身夯土强度一般为0.2MPa；它的可泵性是，甲、乙两种材料与水搅拌制成的甲、乙两种浆液、输送或单独放置可达24小时以上不凝结、不结底，具有良好的悬浮性、流动性，故可泵性好；其流动变形特性属宾汉姆流，浆体中分散体系的内聚力大，稳定性好，不易离析，因此，注浆性能好.所述材料呈弱碱性，无毒、无害、无腐蚀性。其固化体压裂后，在不失水情况下，一段时间后能恢复强度，在围压作用下固化体更加密实，强度增大。

    本发明的优点是：

    (1)在堤顶或堤肩打孔灌注所述材料的施工方法，是在防洪抢险期间堵死蚁穴、蛇或鼠洞，制止堤基渗漏、根治管涌唯一有效的办法。因为如果灌注传统的水泥浆，存在凝结慢、遇水强度低的缺点，且在流水中不凝结，灌注本发明所述材料，在5-30分钟内凝固，一、二天就可达夯土十倍的强度。故用所述高水材料还可以完成快速浇筑子堤，填补裂缝等抢险工作。

    (2)本发明施工方法，具有低成本的特点。每立方米孔隙，充填本发明所述的高水材料只要0.3吨，而充填水泥浆则要2吨水泥，主材费比为1∶3.3，单位施工成本比为1∶2.5。

    (3)本发明之施工方法所用高水材料吸水量大、遇水能凝固，安全可靠，作堤基防渗材料有10倍于夯土的强度，有良好的稳定性，是根治管涌工作量最小的，一劳永逸的方法。

    附图说明：图1是对蚁穴、漏水堤基灌注高水速凝固化材料浆的示意图(一种实施例的具体作法)。在图中：

    1-堤坝                2-堤顶              3-地表粘土层

    4-堤基透水层          5-常年水位          6-堤内水塘

    7-高洪水位            8-蚁穴蛇洞灌浆      9-灌浆钻孔

    10-注浆范围(防渗帷幕)11-注浆前管涌线路   12-管涌(泡泉)