南水北調穿漳工程圍堰深厚砂卵石層防滲施工分析

袁勇

摘要：在我國經濟建設的推動下，南水北調工程作為促進我國經濟建設的重大工程，其穿漳圍堰作為一個臨時性的工程，砂卵石層的厚度與其所處的位置之間，具有著極大的關聯與影響。因此對于其相關的防滲等施工，如何才能保證施工質量、施工進度和節點工期，成為其施工中的一項重要研究課題。

關鍵詞：南水北調；穿漳圍堰；砂卵石；防滲施工

中圖分類號：TV543 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）10-0127-02

隨著我國社會主義市場經濟的不斷發展，南水北調的工程也逐步的取得了更大的成果。南水北調穿漳工程的圍堰是一項臨時的工程，對于南水北調的穿漳工程圍堰的防滲施工，在其中綜合的電力、環境的影響、防滲的效果以及工期與投資等方面的因素，我們最主要的還是選擇以防滲為主與防排水相結合的帷幕灌漿的施工

方案。

1 南水北調

1.1 南水北調工程的工程簡介

南水北調的中線穿漳工程在河南省安陽市的施家村的東北，在河北省邯鄲市的講武城南面，其工程的主要建筑物有南北兩岸的渠道連接段與過河的建筑物，總長度約達到了一千零八十二米，從南向北由南岸的連接渠道、進口處的檢修閘段、進口處的漸變段、倒虹處的吸管身段、出口處的漸變段、出口處的節制閘段、以及北岸的連接渠道七段構成，并且在南岸的連接渠道的郵編還設有退水的排冰閘。

倒虹處的吸管其身段約長達六百二十米，主要是鋼筋混凝土的箱形結構，三孔一聯。進口處的斜管段的長度約六十七米，出口處的斜管段的長度約六十九米。

穿漳工程主要采取的是分期導流的方案，一期負責圍右岸，二期負責圍左岸，都是明渠過流，等到一期圍堰中的建筑物完成施工后再實行二期的圍堰防滲的施工工作。

1.2 南水北調工程的地質水文

南水北調穿漳工程區中主要是第三系和第四系的地層構成，第三系的上部是礫巖，多處沒有膠結，局部有鈣質膠結，其厚度在四米到二十米之間。第三系的下部是粘土巖，一般的厚度都在三米以上。第四系的下部是卵石，其厚度在十八米到四十米之間，頂部的局部有很多灰黃色的粘土與砂壤土、粉細砂與中砂、礫砂薄層與透鏡體。其中部的上卵石層的厚度一般在一米到十五米之間，局部夾雜著礫砂透鏡體以及薄層的粉細砂與中砂。上部主要是粉質的壤土與砂壤土、粉細砂與中砂，其共同的厚度在三米到十二米之間，并且主要分布在漫灘與河床。

地下水的類型是潛水，礫巖與砂層以及卵石層是透水層，共計厚度約為七十米，當中砂層有中等的透水性能，礫巖與砂卵石以及卵石有著很強的透水性能。地下水埋的深與淺，其水位大約處于七十六米左右，同時還會依照著季節的不同而發生不同的變化，其變化的幅度一般在一到兩米之間，并且受到大氣降水與洪水期的河水補給，向著下游的排泄與補給的下部含水層。

南水北調的穿漳工程的圍堰是一項臨時性的工程，其所處于的位置含有豐富且深厚的砂卵石層，因此對于其所采取的方案主要以抽排為首的群井強降水、強封堵的地下水的連續墻的方法、以防護為首的防排結合的帷幕灌漿的方法等。

2 南水北調工程施工工藝的帷幕灌漿工藝

帷幕灌漿施工的施工工藝主要包括施工次序、鉆孔深度、灌漿順序、灌漿材料、漿液配比、灌漿壓力以及灌漿結束標志燈方面。其施工次序通常采用分排分序的原則進行逐漸加密，而鉆孔的深度基本在四十五米到七十二米之間，保證將礫石鉆穿，并深入至粘土巖層半米至一米。

灌漿的方式則通常采用管口封閉及孔內循環等方法，分段的從上至下進行有序灌漿。而其材料則通常選用強度等級達到32.5兆帕的硅酸鹽水泥，其配比比例約為四種，即：“0.6：1”、“1：1”、“2：1”以及“3：1”。

由于孔深的不同，其一序與二序的分段灌漿壓力也有所不同，其在三十米段的灌漿壓力約為0.8兆帕，而二序孔的灌漿壓力則為1.0兆帕。最后在其灌漿結束后，必須保證二十分鐘內的標準注入率小于等于每分鐘五升。通常灌漿結束標準在不同的情況下，還會因地制宜的臨時性對其進行相應調整。

3 南水北調的技術要求及其相關的施工方法

南水北調工程施工中常用的一種灌漿方法是巖芯鉆與潛孔錘的聯合鉆孔灌漿方法，其主要是利用潛孔錘鉆至礫巖層，然后再將灌漿工作管埋入，而后將跟進套管立即拔出并針對空隙進行回填。

粘土巖使用潛孔錘鉆入的灌漿方法也是南水北調工程中常用的一種灌漿方法，其通常是邊鉆邊灌的采用分序方法進行施工。其主要的施工流程是鉆孔、套管跟進、灌漿工作管、拔出套管、封閉、入射漿管、將灌漿工作管拔出、安裝孔口裝置，至此開始第一段的灌漿。第一段灌漿結束后，再將灌漿工作管拔出，安裝孔口裝置，依次進行第二段的灌漿，一直到整體灌漿完成

為止。

與分序方法不同的方法還有先鉆后灌法，這種方法同樣需要先進行鉆孔，然后將套管一直跟進至終孔為止，再利用地質管或鉆桿作為灌漿的工作管埋入，而后將跟盡套管立即拔出，利用細砂或者粘土漿將整體進行有效封閉，并針對其安裝相應的孔口裝置，最終完成第一段灌漿的工作。而后再度依照拔起工作管的順序，安裝相應的孔口裝置，并完成第二段的灌漿工作，依次直到整體灌漿工作完成為止。

4 南水北調工程中特殊情況的一些處理方法

在南水北調工程中，由于自然及相關環境等因素的影響，還會臨時發生很多意外的狀況，針對這些特殊狀況，我們應該采取相應的有效措施。例如在進行鉆孔時發現塌孔，這時便不能盲目的對其進行直接鉆進，而是應該首先進行土漿固壁，對其進行正確的灌漿處理后，才能對其進行進一步的鉆進施工。

還有潛孔鉆作為南水北調工程中常用的工具之一，其對灌漿本身就具有著一定意義的影響。首先其高風壓在某種程度上對地層存在著極大的破壞。特別是灌漿剛剛結束不久，其強度等指標還未達到標準，這時使用潛孔鉆就會對其造成不可避免的不良影響，所以針對這類問題必須對其風壓做出相應調整，并更換為不分序的方法來從一端開始，向另外一端來進行有效的推進和鉆孔灌漿，從而在保證相對安全的距離條件下，保證施工的順利進行，

在灌漿施工的過程中，還會經常出現灌漿壓力不足或漿液大量流失等現象。針對這些意外的特色情況，我們可以酌情對灌漿段長進行相應縮短，或者對其再度進行水泥砂漿的灌注，除此之外我們還可以利用速凝劑等方法，來解決這一現象。

在灌漿施工的過程中，除了漿液流失等現象外，還會在灌漿管的最頂段出現冒漿的現象。針對這一現象，我們主要的預防和處理手段有五種：第一種是盡量將孔壁與工作管之間充填密實，對此我們可以采用邊填邊用水沖的方法；第二種就是重復夯實，即每次在拔管工作后都對其進行重新夯實，以保證其密實程度；第三種則是針對其滲漏的部位進行臨時補救，采用人工的方式對其進行一定的回填夯實；第四種則是利用低壓循環、濃漿等方法對其灌漿時間進行有效延長；第五種則是采用復灌處理的方式來進行解決。

5 結語

綜上所述，南水北調工程作為我國經濟發展的一個重要工程，其施工的順利完成對于我國經濟發展具有著重要的意義。然而在這項工程的施工過程中，針對防滲施工還存在著很多問題有待于我們繼續深入的研究和

分析。

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