水利施工高壓噴射灌漿技術問題探討

蔣立山

（杭州市余杭區(qū)苕溪堤防河道管理所，浙江 杭州 311100）

高壓噴射灌漿技術簡單來說就是利用高壓射流的沖擊力破壞被灌土體，使?jié){液與土粒摻和并凝結，從而形成防滲板墻的一種工程施工技術。在土木工程施工中，作為一種較為常見的重要建筑土體防滲固化方法，其技術大體上容易實施，但是在技術細節(jié)上較容易出現(xiàn)問題，這樣就容易影響工程的整體質(zhì)量水平和安全指數(shù)，就好像千里之堤毀于蟻穴一樣。

1 高壓噴射灌漿技術原理

1.1 工程振動棒原理

工程振動棒的工作是由在棒體殼內(nèi)的一個偏心轉(zhuǎn)子在電動機上高速旋轉(zhuǎn)從而帶動棒體外殼進行頻率震動。在施工中，工人會用工程用的隔板組成一個方形槽道，再向其中注入泥沙漿（由泥沙漿泵射車向施工處泵射運輸），由于泥沙漿中有石子和泥沙，所以在填充的地方就會有細小的空隙，這就需要工程振動棒插入其中對沒有填實的泥沙漿進行工作，在高頻振動下，細小空隙就會被填實，這樣就提升了工程的質(zhì)量，提高了工程的安全指數(shù)。

1.2 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術，你可以理解為傳統(tǒng)灌漿技術的升級與改進版，簡單來說就是由高壓水泵將通過水管大量的直徑約2～3 mm的水流從小孔泵出，此時形成的高壓水流具有極高的能量，就會使泥沙漿細化并且粘合，填補細小的空隙，將泥沙漿和土粒石子摻攪混合，形成凝結塊體，使工程質(zhì)量提高，達到加固防滲的目的。高壓噴射灌漿技術設施分為單管、二管和三管構件，其各有不同。單管法：單管法的高壓噴射灌漿技術優(yōu)點是單管法需要條件少，容易實施，在要求不高的工程中使用十分經(jīng)濟有效，雖然形成的凝結塊體相對于其他兩種方法來說較?。ㄐ纬赡Y塊體較小意味著整體性較差，對環(huán)境對其形成的損害抵抗能力較弱），但較易施行。二管法：二管法使用高壓氣泵泵出高壓空氣用來保護泥漿射液束，這樣一來由于有高壓氣幕保護，可形成較穩(wěn)定的泥漿射液束，所以排量較第一種方法高，形成凝結塊體約為單管法形成的凝結塊體的一倍，但技術難度和設備要求較單管法稍高。三管法：可以說是二管法的升級版，更加貼合泥漿射液束的高壓氣幕，使泥漿射液束的威力更強大，形成的凝結塊體更大，并且這樣還不容易磨損機器，但是技術難度比單管發(fā)和二管法更大些，一般中小型施工團隊無法實施。一般水電工程防滲固化灌漿中常使用三管法。

1.3 高壓噴射灌漿技術噴射分類

按照高壓泥漿射液束噴射的形式，高壓噴射灌漿技術可分為定噴式、擺噴式和旋噴式3種。（1）定噴式：定噴式即在單位位置內(nèi)固定位置角度的泥漿射液束的噴射方式，這種方式可形成薄板狀泥沙漿凝結塊體，一般適用于水位較低的防滲固化工程，適用地質(zhì)：砂土、粉土。（2）擺噴式：擺噴式即在單位位置內(nèi)一定角度內(nèi)搖擺噴射，可以形成較厚的泥沙漿凝結塊體，一般適用于水位中低的防滲固化工程，適用地質(zhì)：卵石層、碎石層和礫石層。（3）旋噴式：旋噴式可以形成螺旋柱狀的泥沙漿凝結塊體，一般用于高水位的防滲固化工程，同時可以用來對地基進行加固防滲，適用地質(zhì)：均適用，但造價高。

2 高壓噴射灌漿技術所需要的條件

2.1 應對不同種類配比的泥沙漿需不同考慮

（1）淤泥質(zhì)黏土：淤泥質(zhì)黏土本身黏性較高，但集合體缺乏強度和韌度，一旦自身凝結成塊體，那么雖然防滲目的能達到，但容易被沖刷和硬物損壞，所以對此類地質(zhì)情況應選用含有中等大小約3～8 mm的顆粒物泥沙漿進行強化加固作業(yè)。（2）碎石：碎石一般塊狀且個體較大，容易形成較大空隙，且黏結性不好，較松散，整體結構易破壞，那么應選用較細膩且黏性較大泥沙漿進行強化加固作業(yè)。（3）粉土：粉土質(zhì)地質(zhì)條件與淤泥質(zhì)泥土有相似之處，粉土質(zhì)材質(zhì)較細膩，但粘性和強度不夠，可在應對淤泥質(zhì)黏土基礎上，增大水配比，并選用合適的高壓泥漿射液束噴射方式，比如擺噴式，這樣就可達到加固防滲強化效果。（4）卵石：卵石較碎石個體稍小，其形成空隙也較小，且卵石一般表面圓滑，如果加入細小顆?？赡軙蛊渎咽g的結合變得不穩(wěn)定，所以應選用材質(zhì)細膩且自體凝結性較好的泥沙漿，使卵石在其中充當骨架，強化、加固建筑。（5）砂土：砂土相對于其他材質(zhì)的地質(zhì)情況還是較易的，一般的泥沙漿即可，砂土自身顆粒較小，并具有一定黏結性，所以，易形成固化物且致密性較好。（6）礫石：礫石一般具有較好的幾何外形，其加固方法與碎石類似，需要泥沙漿的類型也相似，礫石常用來強化夯實水渠的地基和大壩的護坡等。

2.2 合理的使用不同型號的鉆機

對于不同地形，鉆孔的深度不同，一般來說采用地質(zhì)鉆機，鉆孔深度不超過100 m，一般常用的鉆機有GQ——80型、XY——4型、GJ——150等。類似卵石較松散的地層一般用SH——30型鉆機，或者用和SH——30類似的具有沖擊功能的沖擊鉆機。如果在地質(zhì)堅硬的地層造孔，則使用GQ——80型或者SPJ——300型液壓鉆機進行沖擊造孔，這類鉆機沖擊力大，穩(wěn)定性好而且鉆頭硬度較高。

2.3 高壓噴射灌漿技術中的壓力機械

（1）高壓水泵：高壓水泵是高壓噴射灌漿技術中的主體，用強大的壓力將水泵上高空或者地下。一般用3D2——S高壓柱塞泵，其具有60 MPa左右的高壓力，電機功率為75 kW，流量可達50 L/min。（2）高壓泥漿泵：高壓泥漿泵泵出高壓泥漿，由于泥漿中顆粒物相對較多，大量顆粒物在高壓下容易損壞泵體。一般用SNC——H300水泥注漿車上的高壓泥漿泵或者PP——120高壓注漿泵。（3）空壓機：空壓機是用高壓壓進空氣的高壓泵，高壓空氣在高壓泥漿射液束和高壓水流周圍形成保護氣幕，用以保護水流和泥漿射液束的壓力穩(wěn)定，增加能量、減少損失。（4）攪漿機：攪漿機和攪拌機類似，分為立式、臥式和噴射式。立式有JJS——2B和JJS——10型攪漿機。臥式有JS300和WJ80型攪漿機。噴射式一般指ZJ——400噴射式攪漿機。（5）高噴臺車。

2.4 高噴灌漿主要工藝流程

定位放樣→試鉆孔→高噴機就位→高噴機試噴→噴管出口入井底→泵水、泥沙漿、高壓氣體→進行慢擺噴→穩(wěn)壓噴射灌漿→降壓灌漿回填→管路沖洗

3 漿液的種類

（1）普通型漿液：普通型漿液采用硅酸鹽水泥，水泥固態(tài)和水比為5：3，適用于一般工程。（2）素凝型漿液：素凝型漿液是在水泥漿的基礎上加入氯化鈣、三乙醇胺等素凝物質(zhì)，適用于需要快速成型的工程。（3）高強型漿液：高強型漿液是在水泥漿的基礎上加入高效能擴散劑和無機鹽組成的復合物質(zhì)，使其具有高能效高強度，適用于對強度有高要求的工程。（4）柔性漿液：柔性漿液一般在水泥漿中加入膨潤土或水玻璃使其具有柔性，應用于相應方面。

4 結語

高壓噴射灌漿技術是一個在工程建筑上應用廣泛的技術，為了保證施工質(zhì)量，特別是在水利方面，需要積極結合現(xiàn)實進行調(diào)查研究，除了注意高壓噴射灌漿技術上的細節(jié)和相應問題以外，還要認真勘探各個類型的地形，合理的選擇使用的器械等，并做好環(huán)保處理工作，使高壓噴射灌漿技術在水利工程上發(fā)揮最大作用。