水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術論述

嚴周為

摘要：在現(xiàn)代水利工程以及地下防滲作業(yè)中的使用已經(jīng)十分的成熟，并取得了良好的使用效果。除此之外，高壓噴射灌漿技術還被廣泛應用于建筑行業(yè)，對軟土地基進行改造，防止建筑物發(fā)生沉降問題，還被用于鐵路隧道頂部的加固以及其他的一些地下工程實施中。本文從事相關的行業(yè)多年，具有十分豐富的實踐經(jīng)驗，對水利工程施工中高壓噴射技術的應用展開探討。

關鍵詞：水利水電施工；高壓噴射灌漿；防滲

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的基礎設施建設如火如荼的開展，大量的水利水電工程開始興建，為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展打下堅實的基礎。水利工程施工過程中常見的高壓噴射灌漿技術在整個施工過程中占有十分重要的地位。高壓噴射灌漿技術的興起已經(jīng)有了比較長的一段時間，但是在我國開始采用的時間還不是很長，在上世紀八十年代，在一些水利工程的堤壩防滲施工中開始使用，并逐漸在其它領域逐漸的擴展使用[1]。

一、高壓噴射灌漿技術的特點和工作原理

1.高壓噴射注漿法是在注漿法的基礎上，應用高壓噴射技術而發(fā)展起來的一項新的地基加固方法。它與其它地基處理的方法相比，具有適用范圍廣，施工簡便，具有較好的耐久性等特點，不失為眾多地基處理方法中的一種好的地基處理方法。

2.高壓噴射注漿法機理：高壓噴射注漿法是利用高壓水或漿液射流切割攪拌地層，同時射入水泥漿或復合漿液，形成新的凝結(jié)體，改變了原地層的結(jié)構(gòu)或全置換成新復合材料結(jié)構(gòu)，提高承載力或原地基的防滲能力，達到加固地基和防滲的目的[2]。其工藝是利用鉆機或其他造孔設備造孔，然后把帶有噴頭的注漿管下至土層的預定深度，由高壓水泵或高壓泥漿泵把漿液以10～25Mpa的高壓射流在噴嘴中射出，以沖擊和破壞預定深度地層的土體。該射流能量大，速度快，當呈脈動狀態(tài)的射流動壓強度大于土體強度的時候，土粒便從原土體中剝落下來，一部分細小的土粒隨著漿液冒出地面，其余較粗的土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力作用下，與隨之射入的水泥漿等漿液滲攪混合后，按一定的漿土比例和質(zhì)量大小規(guī)律地重新排列，在土體中形成凝結(jié)體。噴射時，若一面提升一面旋轉(zhuǎn)，則形成柱狀體即旋噴樁，若一面提升一面按一定的方向角度擺動，則形成墻狀體。

二、水利水電施工中高壓噴射灌漿常見問題及解決方案

1.噴射壓力強度不夠。一旦出現(xiàn)問題，則無從體現(xiàn)施工中高壓噴灌技術的優(yōu)越性，造成噴灌力度小，范圍不均勻等問題。問題的成因一般是高壓泵出現(xiàn)故障，或防止距離超出其功能范圍，遇上此情況，要立馬檢查高壓泵放置的位置，并且找相關技術人員來及時修整，避免拖慢施工效率和進程。

2.冒漿狀況的發(fā)生也是常見故障之一。指的在高壓噴漿過程中，需要損毀的劣質(zhì)土層中的細小顆粒不能及時被篩濾，從而跟著高壓噴漿的管壁一同從地面噴涌而出，從而影響施工環(huán)境，嚴重的甚至會引起施工現(xiàn)場混亂。要解決這一問題，首先一定要提高噴射壓力的強度；第二要在一定程度上減小噴嘴直徑。施工中常見問題還體現(xiàn)在固體結(jié)構(gòu)上。首先是固體結(jié)構(gòu)不完整。就是在高壓噴射灌漿告一段落后，或在噴射過程中就因故中斷。從而導致所需要加固和改善的地基和建筑物的基礎貼合密度不夠，甚至造成脫落?；蛘吖腆w結(jié)構(gòu)相對完整，但垂直指數(shù)不夠，這會導致所需加固的建筑物地基抗壓能力被大幅度消減，造成滲漏或降低其抗?jié)B漏的能力[3]。行內(nèi)人都知道固體結(jié)構(gòu)不完整或不垂直主要是因為鉆孔傾斜歪倒所導致，所以在施工開始之際，就應該警醒詳細實地勘察和精準評估，列出數(shù)據(jù)，并計算此工程能接受的最大鉆孔偏差值，作為施工的基本參照。

三、水利水電施工中高壓噴射灌漿工藝和施工要點

1.鉆孔。為了能夠保證整個鉆孔過程中孔內(nèi)的泥漿保證循環(huán)的正常，在實際的鉆孔作業(yè)中應該做好堵漏工作。在鉆進的過程中要不斷的將套管跟進，一直到鉆工作業(yè)完畢。還要特別注意的是，在鉆進的過程中應該保證鉆機和鉆面呈直角，防止鉆孔傾斜。

2.下入噴射桿。泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內(nèi)，直至孔底。跟管鉆進的鉆孔，有兩種情況：第一，拔管前在套管內(nèi)注入密度大的塑性泥漿，注滿后起拔套管，邊起拔邊注入，使?jié){面長期保持與孔口齊平，直至套管全部拔出，而后再將噴射桿下入孔內(nèi)直至孔底。第二，也可先在套管內(nèi)下入管壁均勻的PVC 塑管，直到套管底部，起護壁作用，而后將套管全部拔出，再將噴射桿下入到管底部。

3.高噴施工。施工中所用技術參數(shù)因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同，提升速度也有差異。對各類地層而言，若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大，而提升速度變化，是影響高噴質(zhì)量的主要因素[4]。

4.墻體位置的確定。首先對施工現(xiàn)場的場地按照相應的施工標準進行平整，對地下的障礙物進行清理。為了防止施工過程中設備由于地基軟而發(fā)生傾倒，應該對這些軟土地基進行改造，對高低不平的施工現(xiàn)場進行平整，為施工的順利進行打下堅實的基礎。

5.噴墻管理。應控制好掘進速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小應使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和斷漿現(xiàn)象，保證墻體均勻，無夾心層。

四、工程實例

在某水電站樞紐基礎防滲施工中，所采用的噴灌方法為三管法定向噴射成墻施工。防沖隔墻長為 68 米，該工程地層為砂礫土，采用凝結(jié)體的結(jié)構(gòu)布置形式為柱擺式，成墻深度為30米，墻厚平均為0.8米?？拙?米，噴射中心有直徑20 厘米到 30 厘米的圓柱體。首先用水管、氣管、漿管同軸布設組成噴射桿，桿底部設置有噴嘴，氣、水噴嘴在上，漿液噴嘴在下，高噴時，隨著噴射桿的旋轉(zhuǎn)和提升，采用高壓水和氣的射流沖擊擾動地層土體，呈翻滾松散狀態(tài)，隨后以低壓注入濃漿摻混攪拌，硬化后形成凝結(jié)體。此方法高噴質(zhì)量可滿足設計要求，工效高、造價低，能充分利用原地土體，就地取材，機械化程度高。施工完成后采用挖深坑數(shù)米，用電子填土密實度檢測儀對周圍土體進行現(xiàn)場質(zhì)量測試。檢測結(jié)果為土體密實度和承載力均大于原土體，施工過程中有專人負責記錄，記錄詳實準確。

處理對策：（1）冒漿（內(nèi)有土粒、水及漿液）量小于注漿量20%者為正常現(xiàn)象，超過20%或完全不冒漿時，應查明原因并采取相應措施。減小冒漿的措施有：一是提高噴射壓力；二是適當減小噴嘴直徑；三是加快提升和旋轉(zhuǎn)速度等。（2）采用超高噴射（噴射處理地基的頂面超過建筑物基礎底面，其超高量大于收縮高度）、回灌冒漿或第二次注漿等措施。防止因噴射注漿中斷導致的斷樁，可在每次卸管及重新下注漿管時，保證停頓部位的搭接長度不小于100mm，以保證固結(jié)體的整體性。（3）固結(jié)體不垂直主要由鉆孔不垂直引起，實際施工時，鉆機就位應準確、穩(wěn)固、垂直，引孔前，采用水平尺校正鉆機垂直度，確保鉆機就位偏差不大于50mm，垂直度偏差不大于1/100。（4）立即更換高壓泵；高壓泵擺放距離過遠，增加了高壓膠管的長度，使高壓噴射流的沿程損失增大，導致實際噴射壓力降低，實際施工中，鉆機與高壓泵的距離不宜大于50m；流量較大而壓力偏低時，應檢查各部位的泄漏情況，必要時拔出注漿管，檢查密封性能。

結(jié)論

由此可以看出，高壓噴射灌漿施工技術的施工在水利水電工程中，由于施工技術很特殊，在施工時難免會有很多因素的干擾，導致很難控制質(zhì)量，因此，就要求施工技術人員在施工前要熟悉工藝流程，做好各項環(huán)節(jié)的控制，把好質(zhì)量關，只有這樣，才能建設出好的工程。

參考文獻：

[1] 王永輝. 淺析水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2013，09：136.

[2] 劉國慶. 水利工程中高壓噴射灌漿施工方案的分析[J]. 中國新技術新產(chǎn)品，2013，20：45.

[3] 劉俊. 堤防工程高壓噴射灌漿防滲墻設計與施工[J]. 城市建筑，2013，06：83-84.

[4] 趙娜，趙雯. 淺談高壓噴射灌漿試驗[J]. 河南科技，2013，19：45-46.