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[摘 要]本文结合相关工程实例针对劈裂灌浆原理、安设、主要施工工艺及其控制展开了一系列地论述与探讨，并给出一些经验与感悟。
[关键词]灌浆孔 劈裂灌浆 土堤防渗
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01
1.劈裂灌浆的基本情况
土坝劈裂灌浆需依据如下顺序进行：在轴线旁亦或是顺着土坝轴线安设一两排甚至是更多排灌浆孔，穿进土坝渗漏区域；依据一步步加密的原则，逐孔实施重复多次灌浆；为了确保灌浆能进入且在土体内劈出裂缝一道，要严格控制灌浆压力；一般来说，此裂缝是顺着坝线方向伸展开来的，最后将各个孔引起劈裂形成的裂缝能相互衔接好，最终产生一道薄墙。在灌入浆液的过程中，有些浆液会渗入到土体孔隙内部，致其两旁土体受压缩应力的影响，有利于压实、挤密两旁土体；待灌浆完毕后，在坝的自重应力与回弹应力的作用之下，灌入的浆液会固结、析水，最终产生一道以挤密带、渗入体为辅助、缝中浆石为主体的阻水帷幕，以实现防渗止水的目标。
2.灌漿孔的布置
为了核对或补充灌浆地区地质资料，尽可能准确地掌握地质情况，以便于有针对性地选择灌浆施工参数，应当在最深的一排孔中布置先导孔。先导孔应最先施工，采取岩芯、分段进行压水试验及分段灌浆。
在众多的均质土坝或心墙中发生漏水，通常由两种原因造成：一是坝体在进行土料填筑时碾压质量差，没有达到要求的密度标准；二是坝体的沉陷量过大（亦与碾压质量差有关），导致在坝高突变处（如两坝肩处）出现贯穿性横向裂缝（顺河流方向）。
对只存在沿横向（顺河流方向）裂缝漏水的情况，只需针对裂缝作局部布孔、进行灌浆处理。若横向裂缝和坝体内部裂缝都存在，先行针对裂缝的局部灌浆，然后进行坝体全线的劈裂灌浆。
针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的范围内，均匀布置类似固结灌浆那样的灌浆孔群，采用面状布孔、灌浆，充填裂隙，并减少土体的不均匀沉陷。
全线的劈裂缝灌浆，一般只用l排孔，在坝轴线卜游1～2m处平行坝轴线布置。以往多采用孔距5～10m，最密为3～4m。也有布置2排孔的，如在增城某水库采用的劈裂灌浆方案为：在坝顶设计2排孔钻孔，上、下游排沿轴线布孔，上、下游孔排距为2.0m，最大孔深22.5m，灌浆分三序次施灌，I序次孔距20m，Ⅱ序次孔距10m，最终序次孔距5m，每序次灌浆次数不少于5次，灌浆压力0.05～0.25MPa，劈裂坝顶纵缝宽度控制在30mm。根据各地的实际施工经验表明，单孔的劈裂长度少则十数米，多则数十米。为实现“泥墙”厚度均一、搭接良好，孔距不宜太大，但也不宜太小。
孔深要穿过整个渗漏层，与不漏水层相衔接，孔向要尽量垂直，以便于各孔造成的劈缝能彼此贯通起来。
3.灌浆孔的施工
土坝中由于大多填筑土料，因此造孔比较容易，用一般的轻型钻机或其它代用设备都可。如有的地方常用“锥探”或冲击钻、螺旋钻造孔方法，用来在土坝中干法造孔十分轻便、快捷，锥探大多是采用带活锥头的Φ42mm或Φ50mm钻杆或再大一些的无缝钢管，直接垂击到孔底，然后逐步上拔灌浆，将锥头留在孔底；采用螺旋钻或冲击钻时，造孔完毕后在孔口段下设1.5～2m的套管，套管周围开挖直径0.5m，深度0.5～1.0m，然后用粘土回填夯实作为阻浆塞；采用回转钻机（如XU一100型钻机）用湿法钻进造孔的，钻至预定深度后再下入套管，在套管底部作好止浆（用缠麻、橡皮或回填粘土夯实作为阻浆塞），然后逐段上拔灌浆。采用湿法造孔时，要尽量少用清水，以防造成“湿陷”、“缩孔”和使固结时间延长等。
灌浆孔施工孔位与设计孔位的偏差值不得>10cm，孔深应符合设计规定，实际孔位、孔深应有记录。在发现钻孔偏斜值超过设计规定时，应及时纠正或采取补救措施；深孔钻进时，应严格控制孔深20m以内的偏差；钻进过程中，如发生有掉钻、坍孔、钻速变化、涌水等异常情况时，应详细记录、分析原因，经查明处理后再行钻进；在钻进结束后，应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm；在施工作业暂时中止时，孔口应妥加保护，防止流进污水和落入异物。
4.灌注方法
土坝劈裂灌浆也要按逐步加密原则划分次序进行，不宜在小范围内集中力量搞快速施工。
每个灌浆深孔都应自下而上分段灌浆。先将置入的孔管提离孔底2～3m作第一段灌浆，等经过多次复灌完毕后再上提2～4m作第二段灌浆，如此进行直到全孔灌完。
浆液自管底压出，促使劈裂从最低处开始，而后向高处延伸，争取做到“内劈外不劈”，提高灌浆效果，并力求避免将劈缝延伸到坝顶，产生冒浆。为此目的，限制注浆率不能太快，每次的注浆量不能太多，从而限制住每次的劈缝不能延伸得太远，开裂得太宽。所需要的“泥墙”厚度要在多次重复灌浆中逐步达到，而不能一气呵成。在一个孔段中灌够限定的浆量时，本次灌入即可停止，必要时再等下次重复灌浆。施工时注意如下几点：
l）孔深>10m的坝段，劈裂灌浆不能采用简单的孔底注浆全孔封闭灌浆的办法。使用较小的灌浆压力可以使坝顶产生劈裂，容易形成上裂而下不裂的情况，达不到劈裂的目的。
2）施工中严格按照次序进行，待第I序孔灌浆结束后，再进行第Ⅱ序孔的劈裂灌浆施工，这样不易产生串浆冒浆。
3）劈裂灌浆先稀后浓，劈裂过程中从压力表上读数，压力出现突降时，表明已经实现劈裂，产生劈裂后按级改灌浓浆。
下次复灌要在5d后进行，使上次灌浆引入的多余水分和劈拉应力得以消失。复灌的次数依据需要的“泥墙”厚度确定。
根据以往的经验，使用相当于灌段以上土柱的重量甚至更小的压力即可造成劈裂。高30m以下的坝大都采用0.05～0.5MPa。如果已达此压力尚不见有劈裂迹象（即有压力突降或注浆率猛增等现象），证明该处属密实，无需进行劈裂灌浆，不可施加太大压力。
当由于控制不妥，坝顶出现裂缝并从裂缝冒浆时，立即停止本次灌浆，等压力和水分消散后再恢复灌浆。在正确控制下，如再次出现坝顶裂缝和冒浆，该孔的灌浆即可结束。
为获得更好的灌浆效果，引起坝体一定程度的变形是不可避免的，为防止发生破坏性的位移，在灌浆过程中要作好监测工作，可在坝体或坝端部、基准点上设立位移观测点，定期用仪器进行位移的计量和观测等。
5.灌浆效果及质量检测
灌浆结束后，应及时进行效果检查和质量检测。但由于灌浆属于隐蔽工程，工程质量难于控制，因此宜综合采用不同角度、多种方法的灌浆效果检测手段。
5.1 现场施工监测
在整个灌浆现场进行全面察看，尤其对照灌浆前的隐患部位仔细察看。检查对比各处岩土水体在灌浆前后的变化情况，从而判断灌浆的效果。
5.2 水文试验参数
灌浆施工结束后，重点在地质条件不好的地段以及灌浆质量较差或有疑问的部位布置检查孔，数目约为总灌浆孔数的5%～10%，通过用压水、注水或抽水等方法测定出流量及渗透系数，比较灌浆前后的数据，可检测出灌浆效果。
5.3 钻孔岩芯检测
通过钻孔，从灌浆体内取出原状样品，比较观察岩芯的变化及进行室内试验研究，据物理力学指标对灌浆效果作出评价。
6.结论
1）因劈裂灌浆在堤坝防渗止漏方面有着较好的经济效益及灌浆效果，普及推广的意义深远。
2）身为一种避免顺着土体渗漏的处理方式，土坝劈裂灌浆法既简便、经济，又迅速有效，因此其在坝体止漏防渗方面有着极大的推广运用价值。众所周知，有效保证布孔过程中能把灌浆压力控制好并且其能有效穿越渗漏区域是劈裂灌浆施工的关键所在，但是值得注意的是，注浆率不宜过快，且每一次的注浆量也不宜过多，每一次裂缝也不宜开裂得过宽、伸展得太远以成功地实现劈裂灌浆的目标。
3）随着劈裂灌浆技术的不断发展，其不仅仅能够用在堤坝防渗加固上，还能在处理软弱地基的过程中用于去除建筑物沉降与提升地基承载力的有效措施。
[关键词]灌浆孔 劈裂灌浆 土堤防渗
中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0000-01
1.劈裂灌浆的基本情况
土坝劈裂灌浆需依据如下顺序进行：在轴线旁亦或是顺着土坝轴线安设一两排甚至是更多排灌浆孔，穿进土坝渗漏区域；依据一步步加密的原则，逐孔实施重复多次灌浆；为了确保灌浆能进入且在土体内劈出裂缝一道，要严格控制灌浆压力；一般来说，此裂缝是顺着坝线方向伸展开来的，最后将各个孔引起劈裂形成的裂缝能相互衔接好，最终产生一道薄墙。在灌入浆液的过程中，有些浆液会渗入到土体孔隙内部，致其两旁土体受压缩应力的影响，有利于压实、挤密两旁土体；待灌浆完毕后，在坝的自重应力与回弹应力的作用之下，灌入的浆液会固结、析水，最终产生一道以挤密带、渗入体为辅助、缝中浆石为主体的阻水帷幕，以实现防渗止水的目标。
2.灌漿孔的布置
为了核对或补充灌浆地区地质资料，尽可能准确地掌握地质情况，以便于有针对性地选择灌浆施工参数，应当在最深的一排孔中布置先导孔。先导孔应最先施工，采取岩芯、分段进行压水试验及分段灌浆。
在众多的均质土坝或心墙中发生漏水，通常由两种原因造成：一是坝体在进行土料填筑时碾压质量差，没有达到要求的密度标准；二是坝体的沉陷量过大（亦与碾压质量差有关），导致在坝高突变处（如两坝肩处）出现贯穿性横向裂缝（顺河流方向）。
对只存在沿横向（顺河流方向）裂缝漏水的情况，只需针对裂缝作局部布孔、进行灌浆处理。若横向裂缝和坝体内部裂缝都存在，先行针对裂缝的局部灌浆，然后进行坝体全线的劈裂灌浆。
针对裂缝的局部灌浆，在可能有裂缝的范围内，均匀布置类似固结灌浆那样的灌浆孔群，采用面状布孔、灌浆，充填裂隙，并减少土体的不均匀沉陷。
全线的劈裂缝灌浆，一般只用l排孔，在坝轴线卜游1～2m处平行坝轴线布置。以往多采用孔距5～10m，最密为3～4m。也有布置2排孔的，如在增城某水库采用的劈裂灌浆方案为：在坝顶设计2排孔钻孔，上、下游排沿轴线布孔，上、下游孔排距为2.0m，最大孔深22.5m，灌浆分三序次施灌，I序次孔距20m，Ⅱ序次孔距10m，最终序次孔距5m，每序次灌浆次数不少于5次，灌浆压力0.05～0.25MPa，劈裂坝顶纵缝宽度控制在30mm。根据各地的实际施工经验表明，单孔的劈裂长度少则十数米，多则数十米。为实现“泥墙”厚度均一、搭接良好，孔距不宜太大，但也不宜太小。
孔深要穿过整个渗漏层，与不漏水层相衔接，孔向要尽量垂直，以便于各孔造成的劈缝能彼此贯通起来。
3.灌浆孔的施工
土坝中由于大多填筑土料，因此造孔比较容易，用一般的轻型钻机或其它代用设备都可。如有的地方常用“锥探”或冲击钻、螺旋钻造孔方法，用来在土坝中干法造孔十分轻便、快捷，锥探大多是采用带活锥头的Φ42mm或Φ50mm钻杆或再大一些的无缝钢管，直接垂击到孔底，然后逐步上拔灌浆，将锥头留在孔底；采用螺旋钻或冲击钻时，造孔完毕后在孔口段下设1.5～2m的套管，套管周围开挖直径0.5m，深度0.5～1.0m，然后用粘土回填夯实作为阻浆塞；采用回转钻机（如XU一100型钻机）用湿法钻进造孔的，钻至预定深度后再下入套管，在套管底部作好止浆（用缠麻、橡皮或回填粘土夯实作为阻浆塞），然后逐段上拔灌浆。采用湿法造孔时，要尽量少用清水，以防造成“湿陷”、“缩孔”和使固结时间延长等。
灌浆孔施工孔位与设计孔位的偏差值不得>10cm，孔深应符合设计规定，实际孔位、孔深应有记录。在发现钻孔偏斜值超过设计规定时，应及时纠正或采取补救措施；深孔钻进时，应严格控制孔深20m以内的偏差；钻进过程中，如发生有掉钻、坍孔、钻速变化、涌水等异常情况时，应详细记录、分析原因，经查明处理后再行钻进；在钻进结束后，应进行钻孔冲洗，孔底沉积厚度不得超过20cm；在施工作业暂时中止时，孔口应妥加保护，防止流进污水和落入异物。
4.灌注方法
土坝劈裂灌浆也要按逐步加密原则划分次序进行，不宜在小范围内集中力量搞快速施工。
每个灌浆深孔都应自下而上分段灌浆。先将置入的孔管提离孔底2～3m作第一段灌浆，等经过多次复灌完毕后再上提2～4m作第二段灌浆，如此进行直到全孔灌完。
浆液自管底压出，促使劈裂从最低处开始，而后向高处延伸，争取做到“内劈外不劈”，提高灌浆效果，并力求避免将劈缝延伸到坝顶，产生冒浆。为此目的，限制注浆率不能太快，每次的注浆量不能太多，从而限制住每次的劈缝不能延伸得太远，开裂得太宽。所需要的“泥墙”厚度要在多次重复灌浆中逐步达到，而不能一气呵成。在一个孔段中灌够限定的浆量时，本次灌入即可停止，必要时再等下次重复灌浆。施工时注意如下几点：
l）孔深>10m的坝段，劈裂灌浆不能采用简单的孔底注浆全孔封闭灌浆的办法。使用较小的灌浆压力可以使坝顶产生劈裂，容易形成上裂而下不裂的情况，达不到劈裂的目的。
2）施工中严格按照次序进行，待第I序孔灌浆结束后，再进行第Ⅱ序孔的劈裂灌浆施工，这样不易产生串浆冒浆。
3）劈裂灌浆先稀后浓，劈裂过程中从压力表上读数，压力出现突降时，表明已经实现劈裂，产生劈裂后按级改灌浓浆。
下次复灌要在5d后进行，使上次灌浆引入的多余水分和劈拉应力得以消失。复灌的次数依据需要的“泥墙”厚度确定。
根据以往的经验，使用相当于灌段以上土柱的重量甚至更小的压力即可造成劈裂。高30m以下的坝大都采用0.05～0.5MPa。如果已达此压力尚不见有劈裂迹象（即有压力突降或注浆率猛增等现象），证明该处属密实，无需进行劈裂灌浆，不可施加太大压力。
当由于控制不妥，坝顶出现裂缝并从裂缝冒浆时，立即停止本次灌浆，等压力和水分消散后再恢复灌浆。在正确控制下，如再次出现坝顶裂缝和冒浆，该孔的灌浆即可结束。
为获得更好的灌浆效果，引起坝体一定程度的变形是不可避免的，为防止发生破坏性的位移，在灌浆过程中要作好监测工作，可在坝体或坝端部、基准点上设立位移观测点，定期用仪器进行位移的计量和观测等。
5.灌浆效果及质量检测
灌浆结束后，应及时进行效果检查和质量检测。但由于灌浆属于隐蔽工程，工程质量难于控制，因此宜综合采用不同角度、多种方法的灌浆效果检测手段。
5.1 现场施工监测
在整个灌浆现场进行全面察看，尤其对照灌浆前的隐患部位仔细察看。检查对比各处岩土水体在灌浆前后的变化情况，从而判断灌浆的效果。
5.2 水文试验参数
灌浆施工结束后，重点在地质条件不好的地段以及灌浆质量较差或有疑问的部位布置检查孔，数目约为总灌浆孔数的5%～10%，通过用压水、注水或抽水等方法测定出流量及渗透系数，比较灌浆前后的数据，可检测出灌浆效果。
5.3 钻孔岩芯检测
通过钻孔，从灌浆体内取出原状样品，比较观察岩芯的变化及进行室内试验研究，据物理力学指标对灌浆效果作出评价。
6.结论
1）因劈裂灌浆在堤坝防渗止漏方面有着较好的经济效益及灌浆效果，普及推广的意义深远。
2）身为一种避免顺着土体渗漏的处理方式，土坝劈裂灌浆法既简便、经济，又迅速有效，因此其在坝体止漏防渗方面有着极大的推广运用价值。众所周知，有效保证布孔过程中能把灌浆压力控制好并且其能有效穿越渗漏区域是劈裂灌浆施工的关键所在，但是值得注意的是，注浆率不宜过快，且每一次的注浆量也不宜过多，每一次裂缝也不宜开裂得过宽、伸展得太远以成功地实现劈裂灌浆的目标。
3）随着劈裂灌浆技术的不断发展，其不仅仅能够用在堤坝防渗加固上，还能在处理软弱地基的过程中用于去除建筑物沉降与提升地基承载力的有效措施。