淺談高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中應(yīng)用

河源市華建水利水電建筑工程有限公司 廣東河源 517000

摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)主要應(yīng)用于地下和基礎(chǔ)工程的防滲加固工程中。該技術(shù)具有較高的優(yōu)越性，成本低、固結(jié)體強(qiáng)度大并且可靠性好，因此防滲加固效果明顯，提高了安全性。本文主要介紹了高壓噴射灌漿技術(shù)的性能和特點(diǎn)以及在水利工程中的應(yīng)用，并對水利應(yīng)用中該技術(shù)的質(zhì)量控制提出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿技術(shù)；水利工程；應(yīng)用

我國在水利工程中高壓噴射灌漿技術(shù)是應(yīng)用開始于20世紀(jì)80年代，主要用于堤壩和涵閘的防滲工程中。如今，該技術(shù)已廣泛用于江、河、湖、堤、壩等水利工程建筑物的防滲加固，如加強(qiáng)地基強(qiáng)度、擋土圍堰、地下工程、壩體加固、邊坡加固和隧道頂加固等。

一、高壓噴射灌漿技術(shù)

（一）高壓噴射灌漿技術(shù)

高壓噴射灌漿技術(shù)是利用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束對地層土體進(jìn)行沖擊、切割、破碎，或是利用工程鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔后，并在其中填充、摻混水泥基質(zhì)漿液，進(jìn)行強(qiáng)制混合固化，從而形成具有一定性能和形狀的樁柱或板墻狀凝結(jié)體，實(shí)現(xiàn)地基的防滲加固。該技術(shù)使用范圍廣，施工簡便，成本較低，灌漿效果好，固結(jié)體具有較好的耐久性，對環(huán)境的負(fù)面影響小。

該技術(shù)一般有兩種施工方式，一是無損貼嘴灌漿法、二是打孔埋管灌漿法。無損貼嘴灌漿法操作流程依次為：注漿嘴加工、打磨、沖洗、裂縫描述、貼嘴、封縫、壓風(fēng)檢查、灌漿、灌漿嘴清除和質(zhì)懾檢查。打孔埋管灌漿法操作流程依次為：打孔、沖洗、埋管封縫、壓風(fēng)檢查、灌漿和質(zhì)量檢查。

（二）性能和特點(diǎn)

1、凝結(jié)體防滲加固性能

水利工程中采用高壓噴射灌漿技術(shù)形成的凝結(jié)體具有良好的防滲性和穩(wěn)定性。凝結(jié)體規(guī)則性不強(qiáng)，能與地層緊密結(jié)合，除了漿皮層外，還存在著滲透凝結(jié)層，因此能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合防滲，進(jìn)一步提高了防滲性能。

2、特點(diǎn)

第一，穿透性強(qiáng)。高壓噴射灌漿技術(shù)能夠穿透已施工完畢的路基、結(jié)構(gòu)物等。

第二，占地面積小，工藝性強(qiáng)。該技術(shù)的施工占用樹立工程地面施工面積小，不用進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的破開處理。高壓噴射灌漿過程中為了避免發(fā)生串孔，對鄰孔板墻體形成造成影響，因此，高壓噴射一般進(jìn)行隔孔噴射，即單號孔噴射灌漿初凝后，隔天進(jìn)行雙號孔灌漿。

第三，適應(yīng)性較強(qiáng)。該方法能夠適應(yīng)不同的地質(zhì)情況，對軟弱地基和砂礫處理效果比深層攪拌法效果好。

第四，對工程存在一定程度的擾動。需要設(shè)計(jì)妥善的施工方法和預(yù)防措施。

二、高壓噴射灌漿技術(shù)在水里工程中的作用

（一）強(qiáng)制混合固化作用

該技術(shù)是通過高壓射流對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)混合固化，具有強(qiáng)烈的沖擊作用和擾動。是一種強(qiáng)制性的混合固化手段，實(shí)現(xiàn)土層、砂石粒的混合，硬化，最終形成凝結(jié)體。

（二）升揚(yáng)及轉(zhuǎn)換作用

進(jìn)行高壓噴射灌漿時，空氣會被噴嘴中噴出的水、氣和漿壓縮，形成水或漿液的外包氣層，從而使水或漿液的射流到達(dá)較遠(yuǎn)的地層，在保持較大破碎力的同時，將孔壁與噴射桿環(huán)狀間隙間的土石碎屑和細(xì)粒升揚(yáng)起來，起到升揚(yáng)作用并帶出孔外，并實(shí)現(xiàn)漿液填充空余部位，實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。

（三）擠壓及滲透作用

高壓噴射流的強(qiáng)度會隨著距離的增大而降低，會對地面產(chǎn)生擠壓作用，而噴射之后的靜壓灌漿會滲透到周邊土體，一方面使凝結(jié)體和周圍土層更加緊密的結(jié)合，還能在凝結(jié)體外形成沉頭凝結(jié)層，起到防滲作用。

（四）位移握裹作用

已知升揚(yáng)和轉(zhuǎn)換作用，可以讓將夜填充土石碎屑的空隙并將其握裹。而當(dāng)遇到體積較大的石塊和塊石集中區(qū)，則通過降低提升速度增大比能，指石塊在在強(qiáng)大沖擊震動力下發(fā)生移和松動，進(jìn)而使?jié){液沿四周空隙或塊石間孔隙滲入，實(shí)現(xiàn)滲透和握裹凝結(jié)。

三、高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用

（一）應(yīng)用

高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的操作應(yīng)用主要為造孔，下入噴射桿和高壓噴射。

1、造孔

首先，要做好造孔時的充填堵漏，并在造孔進(jìn)程中跟入套管。鉆孔時鉆機(jī)必須垂直。然后，在鉆孔到達(dá)設(shè)計(jì)要求后，用水平尺進(jìn)行機(jī)體水平、立軸垂直度的測量，進(jìn)而控制孔斜率，防滲墻的有效連接，防止叉樁。選擇合適的孔距，保證凝結(jié)體的有效連接，保證工程的進(jìn)度并控制造價等。孔距的選擇依據(jù)地層的地質(zhì)條件，并綜合考慮防滲性能、高噴灌漿的施工工藝、結(jié)構(gòu)形式和孔深等其他因素，孔距一般定為2.0m。最后，鉆孔檢驗(yàn)合格后，要對縫面和孔內(nèi)部進(jìn)行水、風(fēng)輪的反復(fù)沖洗。

2、下入噴射桿

對泥漿固壁的鉆孔在孔內(nèi)直接下入噴射桿，通常有兩種情況：一是先澆筑后拔管。向套管內(nèi)進(jìn)泥漿澆筑注滿后再進(jìn)行拔管，并在拔管時連續(xù)地相管內(nèi)注入泥漿，從而維持漿面高度，拔出套管之后，將噴射桿下入管底。二是先下PVC管再拔管，最后下入噴射桿。

3、高壓噴射

根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況和參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行適合的高壓噴射，如確定提升速度，需要考慮土層因素和施工順序。因?yàn)椴煌峭翆有再|(zhì)不同，如在砂層中噴射桿可以適當(dāng)加快提升速度，而在砂卵（礫）石層中則應(yīng)適當(dāng)放慢速度。施工的順序中先序孔提升速度較慢，后序孔則相反。同時應(yīng)控制進(jìn)漿量、進(jìn)水量和水泥用量。

（二）質(zhì)量控制

為了保證水利工程中高壓噴射灌漿技術(shù)的施工質(zhì)量，需要對高壓噴射灌漿施工前、施工過程和施工完成后進(jìn)行控制。

施工前的控制主要是要確定施工隊(duì)伍和質(zhì)量控制隊(duì)伍具有較高的素質(zhì)和技術(shù)水平、編制科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案和控制細(xì)則、做好相關(guān)施工設(shè)備和質(zhì)量控制設(shè)備的審查，以便實(shí)現(xiàn)對施工地的地質(zhì)環(huán)境勘測，制定出合適的施工方案，完成質(zhì)量較高的工程，并促進(jìn)對工程質(zhì)量的控制。

施工中的控制主要是要實(shí)現(xiàn)對孔距的確定、測壓管的使用、材料的使用、孔的沖洗、壓水檢查、孔內(nèi)的干凈程度和灌漿過程的控制，

施工后的控制即是要對照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行反復(fù)核查，排除遺漏，及時掌握施工部分的變化，進(jìn)行沉降觀測等，并做出相應(yīng)的解決措施。

（三）常見問題

首先，要改進(jìn)鉆孔的技術(shù)和質(zhì)量。根據(jù)施工地的底層實(shí)際情況，改進(jìn)鉆孔技術(shù)排除大型塊石以及地表水、地下水的影響。如采用較為先進(jìn)的鉆機(jī)，避免卡鉆等現(xiàn)象；進(jìn)行潛孔鉆；及時抽除地表水；及時更換護(hù)壁管等措施。控制孔斜不能超標(biāo)，在漏漿時可參入適量的速凝劑以縮短凝結(jié)時間，在冒漿量過大事應(yīng)及時檢測是否為噴漿管接頭故障等。其次，注意自然環(huán)境條件的影響。避免高溫作業(yè)，增強(qiáng)陰雨天的排水措施等。

四、水利工程中高壓噴射灌漿施工實(shí)例

某大壩壩基的防滲加固采用高壓噴設(shè)灌漿進(jìn)行施工，主要采用三管法擺噴進(jìn)行成墻。該施工地的土壤地質(zhì)類型為粉質(zhì)型，因此，選擇柱擺式凝結(jié)體結(jié)構(gòu)，該墻長101米，厚度為15厘米，墻深3米，孔距為1米。噴嘴2.3毫米，高壓水28MPa，氣壓0.7MPa，漿壓0.2MPa，流量每分鐘70立方，提升速度1每分鐘15厘米。三重管每分鐘擺動10次。該設(shè)計(jì)達(dá)到了要求的固結(jié)體，起到加固或防滲的作用。

根據(jù)施工地點(diǎn)實(shí)際情況進(jìn)行高壓噴射灌漿的設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)有效的防滲加固作用，否則會起到相反的作用，無法達(dá)到預(yù)期的效果。

結(jié)束語

高壓噴射灌漿技術(shù)已普遍用于水利工程的防滲加固工程中，該方法材料來源廣闊，價格低廉，漿液集中，流失較少，設(shè)備簡單，管理較方便，并且對環(huán)境的負(fù)面影響小，無公害。該技術(shù)下，形成的凝結(jié)體防滲加固效果顯著，在水利工程中比常規(guī)的規(guī)砼防滲墻更加經(jīng)濟(jì)適用，開挖量少，占地少，施工方便，對周邊其他建筑或工程的影響小，促進(jìn)了工程的質(zhì)量，保障了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，有較高的社會經(jīng)濟(jì)效益，同時促進(jìn)了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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