南水北调穿漳工程围堰深厚砂卵石层防渗施工分析

袁勇

摘要：在我国经济建设的推动下，南水北调工程作为促进我国经济建设的重大工程，其穿漳围堰作为一个临时性的工程，砂卵石层的厚度与其所处的位置之间，具有着极大的关联与影响。因此对于其相关的防渗等施工，如何才能保证施工质量、施工进度和节点工期，成为其施工中的一项重要研究课题。

关键词：南水北调；穿漳围堰；砂卵石；防渗施工

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）10-0127-02

随着我国社会主义市场经济的不断发展，南水北调的工程也逐步的取得了更大的成果。南水北调穿漳工程的围堰是一项临时的工程，对于南水北调的穿漳工程围堰的防渗施工，在其中综合的电力、环境的影响、防渗的效果以及工期与投资等方面的因素，我们最主要的还是选择以防渗为主与防排水相结合的帷幕灌浆的施工

方案。

1 南水北调

1.1 南水北调工程的工程简介

南水北调的中线穿漳工程在河南省安阳市的施家村的东北，在河北省邯郸市的讲武城南面，其工程的主要建筑物有南北两岸的渠道连接段与过河的建筑物，总长度约达到了一千零八十二米，从南向北由南岸的连接渠道、进口处的检修闸段、进口处的渐变段、倒虹处的吸管身段、出口处的渐变段、出口处的节制闸段、以及北岸的连接渠道七段构成，并且在南岸的连接渠道的邮编还设有退水的排冰闸。

倒虹处的吸管其身段约长达六百二十米，主要是钢筋混凝土的箱形结构，三孔一联。进口处的斜管段的长度约六十七米，出口处的斜管段的长度约六十九米。

穿漳工程主要采取的是分期导流的方案，一期负责围右岸，二期负责围左岸，都是明渠过流，等到一期围堰中的建筑物完成施工后再实行二期的围堰防渗的施工工作。

1.2 南水北调工程的地质水文

南水北调穿漳工程区中主要是第三系和第四系的地层构成，第三系的上部是砾岩，多处没有胶结，局部有钙质胶结，其厚度在四米到二十米之间。第三系的下部是粘土岩，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间，顶部的局部有很多灰黄色的粘土与砂壤土、粉细砂与中砂、砾砂薄层与透镜体。其中部的上卵石层的厚度一般在一米到十五米之间，局部夹杂着砾砂透镜体以及薄层的粉细砂与中砂。上部主要是粉质的壤土与砂壤土、粉细砂与中砂，其共同的厚度在三米到十二米之间，并且主要分布在漫滩与河床。

地下水的类型是潜水，砾岩与砂层以及卵石层是透水层，共计厚度约为七十米，当中砂层有中等的透水性能，砾岩与砂卵石以及卵石有着很强的透水性能。地下水埋的深与浅，其水位大约处于七十六米左右，同时还会依照着季节的不同而发生不同的变化，其变化的幅度一般在一到两米之间，并且受到大气降水与洪水期的河水补给，向着下游的排泄与补给的下部含水层。

南水北调的穿漳工程的围堰是一项临时性的工程，其所处于的位置含有丰富且深厚的砂卵石层，因此对于其所采取的方案主要以抽排为首的群井强降水、强封堵的地下水的连续墙的方法、以防护为首的防排结合的帷幕灌浆的方法等。

2 南水北调工程施工工艺的帷幕灌浆工艺

帷幕灌浆施工的施工工艺主要包括施工次序、钻孔深度、灌浆顺序、灌浆材料、浆液配比、灌浆压力以及灌浆结束标志灯方面。其施工次序通常采用分排分序的原则进行逐渐加密，而钻孔的深度基本在四十五米到七十二米之间，保证将砾石钻穿，并深入至粘土岩层半米至一米。

灌浆的方式则通常采用管口封闭及孔内循环等方法，分段的从上至下进行有序灌浆。而其材料则通常选用强度等级达到32.5兆帕的硅酸盐水泥，其配比比例约为四种，即：“0.6：1”、“1：1”、“2：1”以及“3：1”。

由于孔深的不同，其一序与二序的分段灌浆压力也有所不同，其在三十米段的灌浆压力约为0.8兆帕，而二序孔的灌浆压力则为1.0兆帕。最后在其灌浆结束后，必须保证二十分钟内的标准注入率小于等于每分钟五升。通常灌浆结束标准在不同的情况下，还会因地制宜的临时性对其进行相应调整。

3 南水北调的技术要求及其相关的施工方法

南水北调工程施工中常用的一种灌浆方法是岩芯钻与潜孔锤的联合钻孔灌浆方法，其主要是利用潜孔锤钻至砾岩层，然后再将灌浆工作管埋入，而后将跟进套管立即拔出并针对空隙进行回填。

粘土岩使用潜孔锤钻入的灌浆方法也是南水北调工程中常用的一种灌浆方法，其通常是边钻边灌的采用分序方法进行施工。其主要的施工流程是钻孔、套管跟进、灌浆工作管、拔出套管、封闭、入射浆管、将灌浆工作管拔出、安装孔口装置，至此开始第一段的灌浆。第一段灌浆结束后，再将灌浆工作管拔出，安装孔口装置，依次进行第二段的灌浆，一直到整体灌浆完成

为止。

与分序方法不同的方法还有先钻后灌法，这种方法同样需要先进行钻孔，然后将套管一直跟进至终孔为止，再利用地质管或钻杆作为灌浆的工作管埋入，而后将跟尽套管立即拔出，利用细砂或者粘土浆将整体进行有效封闭，并针对其安装相应的孔口装置，最终完成第一段灌浆的工作。而后再度依照拔起工作管的顺序，安装相应的孔口装置，并完成第二段的灌浆工作，依次直到整体灌浆工作完成为止。

4 南水北调工程中特殊情况的一些处理方法

在南水北调工程中，由于自然及相关环境等因素的影响，还会临时发生很多意外的状况，针对这些特殊状况，我们应该采取相应的有效措施。例如在进行钻孔时发现塌孔，这时便不能盲目的对其进行直接钻进，而是应该首先进行土浆固壁，对其进行正确的灌浆处理后，才能对其进行进一步的钻进施工。

还有潜孔钻作为南水北调工程中常用的工具之一，其对灌浆本身就具有着一定意义的影响。首先其高风压在某种程度上对地层存在着极大的破坏。特别是灌浆刚刚结束不久，其强度等指标还未达到标准，这时使用潜孔钻就会对其造成不可避免的不良影响，所以针对这类问题必须对其风压做出相应调整，并更换为不分序的方法来从一端开始，向另外一端来进行有效的推进和钻孔灌浆，从而在保证相对安全的距离条件下，保证施工的顺利进行，

在灌浆施工的过程中，还会经常出现灌浆压力不足或浆液大量流失等现象。针对这些意外的特色情况，我们可以酌情对灌浆段长进行相应缩短，或者对其再度进行水泥砂浆的灌注，除此之外我们还可以利用速凝剂等方法，来解决这一现象。

在灌浆施工的过程中，除了浆液流失等现象外，还会在灌浆管的最顶段出现冒浆的现象。针对这一现象，我们主要的预防和处理手段有五种：第一种是尽量将孔壁与工作管之间充填密实，对此我们可以采用边填边用水冲的方法；第二种就是重复夯实，即每次在拔管工作后都对其进行重新夯实，以保证其密实程度；第三种则是针对其渗漏的部位进行临时补救，采用人工的方式对其进行一定的回填夯实；第四种则是利用低压循环、浓浆等方法对其灌浆时间进行有效延长；第五种则是采用复灌处理的方式来进行解决。

5 结语

综上所述，南水北调工程作为我国经济发展的一个重要工程，其施工的顺利完成对于我国经济发展具有着重要的意义。然而在这项工程的施工过程中，针对防渗施工还存在着很多问题有待于我们继续深入的研究和

分析。

参考文献

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