淺析水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術(shù)

陳德仁

（湖南省瑞大工程建設(shè)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

淺析水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術(shù)

陳德仁

（湖南省瑞大工程建設(shè)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

現(xiàn)階段，我國(guó)水利水電工程等基礎(chǔ)建設(shè)力度不斷提升，很多先進(jìn)的施工技術(shù)不斷涌現(xiàn)，高壓噴射灌漿給水就是其中一種。對(duì)此，本文首先介紹了高壓噴射灌漿的概念、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)以及在水利水電中的作用，然后根據(jù)實(shí)例詳細(xì)探究了其在水利水電施工中的應(yīng)用。以期結(jié)合水利水電工程施工特點(diǎn)，使用該項(xiàng)施工技術(shù)，提高施工質(zhì)量。

水利水電施工；高壓噴射灌漿技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

水利水電工程施工復(fù)雜、工期漫長(zhǎng)、質(zhì)量控制難度較大。在實(shí)際施工中使用高壓噴射灌漿技術(shù)有利于提高工程基礎(chǔ)的防滲漏能力以及水利水電工程整體效益，因此已經(jīng)在水利水電工程施工中得到了廣泛應(yīng)用，在提升人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著十分重要的作用。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)

2.1 概念分析

使用高壓噴射灌漿技術(shù)可以沿用傳統(tǒng)的灌漿方法，即在實(shí)際施工中依據(jù)灌漿原理，在地基加固施工中使用高壓噴射技術(shù)。具體的工作原理如下：將漿液或者高壓水射入攪拌地層中，與此同時(shí)灌入水泥漿，促使其更好的凝結(jié)，提高混合物體的強(qiáng)度，提高工程地基的穩(wěn)定性、承載能力以及防滲性能。高壓噴射灌漿技術(shù)的施工難度較小，而且需要使用的施工材料價(jià)格較低，耐久性能耗，因此，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

2.2 高壓噴射灌槳技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.2.1 適用范圍廣

高壓噴射灌漿技術(shù)可以在水利水電工程施工前進(jìn)行使用，在工程竣工后，即可顯示出明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不會(huì)對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)性能以及運(yùn)營(yíng)使用構(gòu)成不良影響。

2.2.2 施工簡(jiǎn)便

在具體的施工過(guò)程中，只需要在土層中進(jìn)行鉆孔，然后噴射材料，形成固結(jié)體，鉆孔孔徑一般在50～300mm之間，固結(jié)體的長(zhǎng)度一般為0.4～4.0m，與已經(jīng)建設(shè)完成的建筑物基礎(chǔ)的貼合性較好，可以在此基礎(chǔ)上新建其他建筑物。

2.2.3 可以控制固結(jié)體形狀

為了提高施工質(zhì)量，在材料的噴射過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整旋噴速度，盡量減少噴射壓力，確保固結(jié)體能夠形成設(shè)計(jì)要求的形狀。

2.2.4 材料易獲得、成本低

噴射的漿液的原材料主要是水泥材料，一般為價(jià)格低廉的425號(hào)普通硅酸鹽水泥，如果工程要求加快凝結(jié)速度，則可以適量添加化學(xué)材料。另外，為了實(shí)現(xiàn)廢物利用，減少注漿材料的成本，還可以在水泥材料中加入適量的粉煤灰。

2.2.5 設(shè)備管理方便

高壓噴射灌漿全套設(shè)備的體積較小、各項(xiàng)構(gòu)件能夠緊密結(jié)合、占地面積小，便于施工。另外，在單管、二重管、三重管?chē)娚溥^(guò)程中，通過(guò)及時(shí)測(cè)量噴射壓力、吸漿量以及冒漿情況，可以調(diào)整噴射參數(shù)，提高固結(jié)體質(zhì)量。

3 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電施工中的作用

3.1 攪拌以及沖切作用

高壓噴射泥漿流會(huì)對(duì)底層介質(zhì)造成切割作用以及攪動(dòng)作用，主要原因在于高壓灌漿設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征，在漿液填充和擴(kuò)散后，凝結(jié)硬化后，會(huì)改變?cè)械牡貙咏Y(jié)構(gòu)，以此達(dá)到很好的加固和防滲性能。

3.2 置換作用以及升揚(yáng)作用

通過(guò)高壓噴射技術(shù)，不僅能夠噴射泥漿，而且還可以噴射壓縮空氣，維持噴射流可以在孔內(nèi)形成良好的揚(yáng)水效果，通過(guò)這一作用，在鉆孔的過(guò)程中，切割下來(lái)的碎屑就可以自動(dòng)上升至孔洞口，而碎屑空出來(lái)的位置就可以被漿液替代，置換原有的土質(zhì)層。

3.3 滲透擠壓作用

高壓灌漿技術(shù)對(duì)于地層擠壓和滲透作用比較明顯，能夠提高抗?jié)B能力，在末端，隨著距離的不斷增加，高壓噴射流的強(qiáng)度會(huì)不斷減小，雖然沖切力有所減小，但是對(duì)于地層還是會(huì)起到一定的擠壓作用。與此同時(shí)，在噴射施工完成后，靜壓漿會(huì)滲透到地層中，有利于提高抗?jié)B性。

3.4 握裹作用

在噴射過(guò)程中，產(chǎn)生的能量會(huì)使地層中的小石塊升揚(yáng)或者發(fā)生置換，有利于漿液更好的填滿所有的空隙，并握裹；通過(guò)這一方式，會(huì)對(duì)原有的地層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，增加凝結(jié)體的密實(shí)度；有些施工區(qū)的塊石體積較大，數(shù)量比較集中，如果提高噴射能量或者降低噴射速度，則會(huì)導(dǎo)致石塊發(fā)生位移，促使?jié){液能夠更好的滲透到所有的縫隙中。

4 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用實(shí)例

4.1 工程概況

本文研究的水庫(kù)大壩防滲灌漿工程，總庫(kù)容為2574.4萬(wàn)m3，是中型水庫(kù)工程等別為Ⅱ等，對(duì)于本工程，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為100

年一遇洪水設(shè)計(jì)，2000年一遇洪水校核。該工程的施工工期比較緊張、施工任務(wù)繁重、對(duì)于施工技術(shù)的要求較高、施工工藝比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)防滲灌漿工程量63696m，其中壩體過(guò)渡料鉆孔灌漿工程量39127m，第四系覆蓋層鉆孔灌漿工程量3990m，全風(fēng)化巖層鉆孔灌漿14162m，強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化巖層鉆孔灌漿工程量6417m，最大灌漿深度約90m。

4.2 施工前的質(zhì)量控制

（1）在施工前組織專(zhuān)業(yè)知識(shí)扎實(shí)、職業(yè)素質(zhì)較高的質(zhì)量控制團(tuán)隊(duì)。在實(shí)際施工中，高壓噴射灌漿施工參數(shù)可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化，因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該安排具有一定的施工經(jīng)驗(yàn)的質(zhì)量控制工作人員，嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量監(jiān)督工作，根據(jù)不同的施工強(qiáng)度的不同配置相應(yīng)的質(zhì)量控制工作人員。

（2）對(duì)于施工中的各項(xiàng)控制細(xì)節(jié)，應(yīng)該進(jìn)行詳細(xì)編制。主要的控制細(xì)節(jié)包括以下幾點(diǎn)：質(zhì)量控制的組織結(jié)構(gòu)，施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員的工作職責(zé)劃分；施工程序、施工方法的控制；關(guān)鍵的施工工序的控制，對(duì)于各個(gè)施工工序的檢查以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)可能出現(xiàn)質(zhì)量的問(wèn)題的方面采取預(yù)防措施。

（3）對(duì)施工單位的資質(zhì)以及施工技術(shù)水平進(jìn)行嚴(yán)格審查，選擇符合實(shí)際要求的施工隊(duì)伍。

（4）在實(shí)際施工中，有些機(jī)械設(shè)備會(huì)對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，所以應(yīng)該對(duì)機(jī)械設(shè)備重點(diǎn)審查。主要包括輸漿管等的型號(hào)、鉆機(jī)、攪拌機(jī)等等，必須確保所有的機(jī)械設(shè)備能夠符合施工工藝要求，為了保證連續(xù)施工，縮短施工工期，還應(yīng)該配備足夠縮量的備配件。

4.3 施工中的質(zhì)量控制

（1）位置。根據(jù)水利水電工程的設(shè)計(jì)要求，合理布設(shè)防滲墻，對(duì)于墻體的高度和厚度設(shè)計(jì)，都應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。子距L一般為2.0m，有效半徑達(dá)1.8m，擺角一般為15°。提升速度通常為10cm/min，噴嘴型號(hào)為2mm，氣嘴7mm，水壓為29.4～34.3MPa，空氣壓735kPa。

（2）測(cè)壓管的具體要求：測(cè)壓管可以采用PVC管材，管口的尺寸為2英寸，在管底1.1m高是測(cè)壓管的透水部分，對(duì)于管材外部，可以使用400g/m2土工布包裹，測(cè)壓管的四周可以使用黃沙作為漏層。

（3）材料。對(duì)于施工過(guò)程中的施工材料，應(yīng)該嚴(yán)格控制施工材料的質(zhì)量，由于水利水電工程施工的主要原材料是水泥，因此必須重點(diǎn)控制水泥質(zhì)量。對(duì)于施工材料，在進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)該安排監(jiān)理人員進(jìn)行取樣送檢，檢查合格后才可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。如果根據(jù)工程實(shí)際需求，要在水泥材料中添加外加劑，則應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)確定外加劑的種類(lèi)和添加量。

（4）鉆孔沖洗。鉆孔施工完成后需要經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢測(cè)，檢驗(yàn)合格后需要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行沖洗。具體可以使用風(fēng)輪或者水輪進(jìn)行沖洗，注意將管口插入孔底反復(fù)沖洗，直至回清水。

（5）壓水（氣）檢查。當(dāng)裂縫縫口材料達(dá)到一定的強(qiáng)度后，還應(yīng)該進(jìn)行壓水檢查，并詳細(xì)記錄各種孔的外漏情況。

（6）吹于鉆孔、縫面。在灌漿施工前，使用壓縮空氣清除孔縫中的雜物。

（7）灌漿。在灌漿壓力的作用下，位于裂縫量變的混凝土可能會(huì)產(chǎn)生不良的應(yīng)力作用，因此，在具體的施工過(guò)程中，應(yīng)該使用設(shè)備以期對(duì)裂縫進(jìn)行觀測(cè)。灌漿過(guò)程必須依據(jù)由上至下以及由深至淺的原則進(jìn)行。當(dāng)單孔吸漿率趨于零時(shí)，可以繼續(xù)灌漿20～ 30mm，然后結(jié)束灌漿。

4.4 施工后的質(zhì)量控制

在水利水電工程施工完成后，應(yīng)該安排專(zhuān)業(yè)的質(zhì)量控制人員依據(jù)工程設(shè)計(jì)圖紙以及施工各個(gè)階段的記錄情況對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)檢查；對(duì)檢測(cè)單位的資質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)審查。另外，還應(yīng)該對(duì)每個(gè)施工部分，從開(kāi)始施工到施工完成的沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)于混凝土噴射以及噴射完成后的施工情況進(jìn)行觀測(cè)，及時(shí)掌握施工處理方案，并與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比對(duì)、分析和總結(jié)。

5 結(jié)語(yǔ)

在水利水電工程施工中，高壓噴射灌漿技術(shù)能夠發(fā)揮十分重要的作用，由于該技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)較高，而且操作比較復(fù)雜，因此在實(shí)際施工中必須綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況規(guī)范操作，提高工程基礎(chǔ)的防滲能力，保證施工質(zhì)量，為人們更好地提供用水用電服務(wù)。

[1]于福臣.高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程施工中的使用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（22）：123～125.

[2]張剛強(qiáng).水利工程高壓噴射灌漿施工管理的探討[J].華章，2015（14）：72～73.

[3]譚勁.高壓噴射灌漿技術(shù)在在水利水電施工中的應(yīng)用[J].科技傳播，2011（07）：36～37.

TV543

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1673-0038（2015）46-0207-02

2015-11-3

陳德仁（1979-），男，工程師，本科，主要從事水利水電工程、市政公用工程現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作。