高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固中的運用

渠紅光

(江西省水利水電建設有限公司， 江西 南昌 330000)

高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固中的運用

渠紅光

(江西省水利水電建設有限公司， 江西 南昌 330000)

隨著科技的發(fā)展和進步，水利工程建設對高壓噴射灌漿技術進行了廣泛應用。這一技術手段具有成本低、質量可控、施工簡便等優(yōu)勢，在病險壩防滲加固施工作業(yè)中發(fā)揮了重要作用。因此，在進行水利工程建設時，要注重結合高壓噴射灌漿技術，并對灌漿材料、施工特性、作用機理等方面進行把握，保證這一技術手段在實際應用當中，發(fā)揮更好的功能和作用。本文從高壓噴射灌漿加固土體性狀分析入手，闡述了高壓噴射灌漿技術的應用，旨在推進病險壩施工作業(yè)的進一步實施。

高壓噴射灌漿技術； 病險壩； 防滲； 加固

在水庫工程發(fā)展背景下，要求當代施工單位在防滲工作開展過程中注重合理化應用高壓噴射灌漿加固技術，即在防滲問題處理過程中，規(guī)劃高噴方案、工藝參數(shù)，并通過現(xiàn)場試驗形式，做好病險壩防滲工作，且結合病險壩特點，對灌漿施工工藝進行界定，就此打造高質量工程施工環(huán)境。以下就是對高壓噴射灌漿技術應用問題的詳細闡述，望其能為當前病險壩施工項目的有序開展提供有利參考。

1 高壓噴射灌漿加固土體性狀

就當前的現(xiàn)狀來看，高壓噴射灌漿加固土體性狀主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

a.從土層噴射灌漿角度來看，高壓噴射灌漿技術在應用過程中以“半置換”形式帶出細小土粒，剩余土粒在高壓射流重力、離心力、沖擊力等因素的作用下，重新排列，形成固結土。同時，在高壓噴射灌漿作業(yè)中，固結體形狀易受移動軌跡、持續(xù)噴射時間、射流作用方向等因素的影響。在這一過程中，需要加強相關對策，對這一問題予以解決。

b.從固結體情況來看，在高壓噴射灌漿技術作用下，單管直徑為0.6～1.2m，三重管旋噴作業(yè)時固結體直徑為1.2～2.2m，二重管為0.6～2.2m，多重管為2.0～4.0m，因而在土層噴射灌漿作業(yè)過程中應提高對設備選型問題的重視程度。同時，從固結體質量變換角度來看，在高壓噴射灌漿技術作用下，固結土與原狀土相比，質量約輕10%，而沙類固結土重10%；

c.從固結土強度角度來看，在高壓噴射灌漿技術作用下，固結土抗拉強度為5～10倍，但土粒強度不一，同時，外側強度高于中心強度。

2 高壓噴射灌漿技術應用要求

2.1 地質勘測

在高壓噴射灌漿技術應用過程中為了滿足防滲加固需求，應注重展開地質勘測工作，即在地質勘測作業(yè)環(huán)節(jié)開展過程中應注重探究基巖形態(tài)、土種類、化學成分、天然含水量等。在土層勘測過程中，鉆深控制在2～3m、而厚度大于3m密實土層，然后計算沉降，總結土層狀況。同時，在水文地質情況勘測過程中，應注重探測水位高程、滲透系數(shù)、水特性、水流量、水方向等，就此全面掌控到水文地質環(huán)境，滿足高壓噴射灌漿技術作業(yè)需求。此外，在地質勘測作業(yè)環(huán)節(jié)開展過程中，亦應從地下結構、空間大小、地下管線、地下障礙物等角度出發(fā)，探究周圍環(huán)境狀況，注重分析周邊環(huán)境中排污條件、污染物運輸?shù)缆非闆r等，就此在高壓噴射灌漿作業(yè)中，避免水體污染現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]。從以上的分析中可以看出，在高壓噴射灌漿技術應用過程中，完善地質勘測作業(yè)環(huán)節(jié)是非常必要的，為此，應提高對其的重視程度，達到最佳的技術應用效果。

2.2 高噴灌漿材料

在高壓噴射灌漿技術應用過程中，高噴灌漿材料的選擇關系著整體防滲加固的效果。為此，在高噴灌漿材料選用過程中應嚴格遵從以下幾點要求：

a. 由于高噴灌漿材料選用關系著凝結體質量、物理學指標、化學穩(wěn)定性等，因而在普通型漿液配方配置過程中，應注重采用普通型水泥漿，如425號普通硅酸鹽水泥漿等。同時，在水泥漿配置過程中，將水灰比控制在1∶(1～1.5)。在固結體處理過程中，確保固結體28d后抗壓強度提升至20MPa左右。除此之外，在速凝早強型漿液配方配置過程中，應注重選用水玻璃、三乙醇胺、氯化鈣等材料。

b. 在高噴灌漿材料配置過程中，為了提高固結體強度，應注重應用擴散劑、無機鹽復合配方，其中擴散劑為NR3、NNO、Na2SiO4等。同時，在水泥漿配置過程中，為了達到節(jié)能型作業(yè)目的，應將粉煤灰、礦渣等摻入到水泥漿中，提高固結體強度。此外，在水泥漿配置過程中摻入2%～4%水玻璃亦可達到防滲作業(yè)目的[2]。

2.3 孔距布置形式

在高壓噴射灌漿技術應用過程中，為了達到高噴防滲墻孔距設計目的，應注重嚴格遵從孔距布置要求，即在折線型孔距布置過程中，應注重將高壓噴射灌漿作業(yè)環(huán)境下砂土層孔距控制在1.6～2.5m，填土層孔距控制在1.5～2.0m，卵石層孔距控制在1.5～1.5m，墻厚控制在10～30cm，繼而滿足防滲作業(yè)需求。同時，在微擺型孔距布置過程中，應保持砂土層孔距為1.6～2.2m，填土層孔距為1.5～1.8m，卵石層孔距為1.0～1.5m，墻厚20～40cm，達到可靠性較高的防滲施工效果。除此之外，在交叉型孔距布置過程中，需將砂土層孔距控制在1.6～2.5m，而填土層孔距控制在1.5～2.0m，卵石層孔距控制在1.0～1.5m，墻體為蜂窩狀，就此達到最佳的防滲加固效果。在高壓噴射灌漿技術操控過程中，應注重依據高噴體，對孔距排數(shù)、排距、孔距等進行確定，且展開現(xiàn)場試驗和工程施工工藝，達到最佳的工程建設效果[3]。此外，在高壓噴射灌漿作業(yè)環(huán)境下，亦應注重控制單管、兩管等噴射裝置工作壓力，如在新三管作業(yè)環(huán)境下，需將高壓灌漿泵實用工作壓力控制在20～40MPa，而常用工作壓力為25～35MPa，滿足高壓噴射作業(yè)要求，達到最佳的防滲加固工程施工效果。

3 高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固中的應用

3.1 現(xiàn)場試驗

3.1.1 試驗孔布置

某病險壩工程具備養(yǎng)殖、旅游、防洪等功能，但在工程實際應用過程中逐漸凸顯出滲水問題，繼而在病險壩防滲加固施工中引入了高壓噴射灌漿技術。在高壓噴射灌漿技術應用過程中布置了試驗孔，試驗孔位于病險壩軸線上游20m處，共5個，而噴射試驗孔孔距分為1.3m和1.6m兩種類型，病險壩孔深為1500m[4]。在試驗孔位置確定的基礎上，相關工作人員在實際位置固定過程中，需將位置偏差控制在小于5cm的狀態(tài)下，然后用經緯儀固定鉆機位置，并保持鉆機孔直徑為130mm，繼而先后進入5個高壓噴射孔中。鉆機進入作業(yè)后對地層、巖性、孔深等信息進行記錄，最終在孔斜率為0.8%的基礎上，達到鉆孔作業(yè)目的。

3.1.2 噴射試驗

在高壓噴射試驗孔布置作業(yè)完善的基礎上，在高壓噴射灌漿技術應用過程中展開噴射試驗是非常必要的，為此，應注重從以下幾個層面入手：

a. 在噴射工藝施工環(huán)節(jié)開展過程中，為了保障整體噴射效果，應注重將P·0235R無結塊水泥作為施工材料，然后對鉆孔作業(yè)參數(shù)進行測量，保障孔位偏差小于5cm，利用三重管方式高壓噴射灌漿5個孔，待噴射灌漿完畢后，將1.2m長套管預埋至孔內，達到病險壩防滲加固目的[5]。

b. 在病險壩高壓噴射灌漿防滲加固作業(yè)實施過程中，為了達到高效施工效果，應注重在噴射工藝開展期間，將噴射灌漿中水壓力控制在30～32MPa，流量為80L/min，噴嘴數(shù)量為2個，直徑為1.7mm。在氣參數(shù)控制過程中，需保持氣壓力為0.4～0.6MPa，流量為2000L/min，噴嘴數(shù)量為2個，直徑為1mm。除此之外，在高壓噴射作業(yè)中漿參數(shù)控制作業(yè)中，需將漿壓力控制在0.3～0.4MPa，而流量為60L/min，噴嘴數(shù)量為2個，直徑為12mm。在高壓噴射灌漿期間，需保障提升速度為6cm/min，三重管高壓噴射灌漿裝置擺角為25°，就此達到最佳的防滲加固效果[6]。

3.1.3 效果檢查

在病險壩防滲加固工程施工過程中，為了達到最佳的高壓噴射灌漿技術應用狀態(tài)，應注重在開挖現(xiàn)場檢查過程中，于高壓灌漿作業(yè)5d后開展檢查工作。在檢查過程中應遵從從上至下原則，如若厚薄不均，即表示高壓灌漿差異性較大。在防滲加固作業(yè)中，需針對地層結構松軟等現(xiàn)象進行有效處理，滿足防滲作業(yè)需求。此外，在噴射開挖檢查過程中，應注重利用挖掘機在板墻下進行開挖處理，并將挖深控制在4.3m左右，就此針對板墻搭接、致密性等進行檢查。在檢查過程中若發(fā)現(xiàn)搭接效果較差問題，應針對電壓、孔距等參數(shù)進行核查，從根本上規(guī)避噴射水壓低、孔距偏大等問題，達到最佳的防滲加固作業(yè)效果[7]。注水實驗環(huán)節(jié)的展開亦可實現(xiàn)對病險壩防滲加固效果的檢查，為此，應提高對其的重視程度。

3.2 工程施工

在高壓噴射灌漿技術實踐應用過程中，為了提升防滲加固效果，嚴格把控工程施工要點是非常必要的，為此，應從以下幾點入手：

a. 在鉆孔期間，應對施工場地平整性進行檢查，然后精準定位鉆機位置，并在鉆進過程中針對孔斜率、孔位偏差、泥漿固壁效果等進行控制。待檢查作業(yè)完畢后，滿足病險壩加固需求。同時，在制漿工藝活動開展過程中，為了提升防滲加固水平，需將漿液制備期間攪拌時長控制在大于30s狀態(tài)下，然后稱取制漿材料，將稱取刻度誤差控制在5%以內，隨之針對漿液密度進行檢測，保障制漿效果[8]。

b. 在病險壩防滲加固施工過程中，灌漿環(huán)節(jié)的科學性亦是非常必要的。在灌漿操作過程中，需針對提升速度、進漿量、事故停噴、終孔回灌等參數(shù)進行控制。如在高壓噴射灌漿工藝連續(xù)作業(yè)中，若因事故需停噴1～2h，施工人員應針對灌漿環(huán)境進行特殊處理，然后在灌漿作業(yè)處在0.5m以下位置時開始提升噴射，達到最佳的噴灌效果，并從根本上規(guī)避滲漏現(xiàn)象的凸顯，提升防滲加固質量。

4 結 語

綜上可知，在病險壩防滲加固作業(yè)中，引入高壓噴射灌漿技術，并在技術應用過程中嚴格把控現(xiàn)場試驗、鉆孔、制漿、灌漿等作業(yè)環(huán)節(jié)，并合理調整水、氣、漿等工作壓力、流量等數(shù)值，可達到最佳的防滲加固作業(yè)效果。高壓噴射灌漿技術的應用可達到節(jié)約水資源的目的，滿足病險壩防滲需求。

[1] 馮云飛.高壓噴射灌漿技術及其在病險壩防滲加固中的應用[J].低碳世界，2016，20(12)：128-129.

[2] 張研.基于水庫工程防滲加固的高壓噴射灌漿防滲技術要點[J].黑龍江科技信息，2014，14(8)：224.

[3] 黃秋平.高壓旋噴灌漿技術在大壩防滲處理中的應用——以藤縣大任水庫大壩施工為例[J].中國高新技術企業(yè)，2014，30(23)：57-59.

[4] 陳正榮.高壓噴射灌漿技術在堤壩防滲加固中的應用[J].黑龍江水利科技，2014，14(8)：165-167.

[5] 韋蘭旭.高壓噴射灌漿技術在土石壩防滲加固中的應用[J].科學之友，2012，13(9)：101-102.

[6] 鄒開貴.高壓噴射灌漿技術在高堰溝水庫防滲加固中的應用[J].四川水利，2010，12(2)：8-9，18.

[7] 史振防，王存安，祝亞平.高壓噴射灌漿防滲墻技術在沙潁河大堤除險加固工程中的應用[J].河南水利與南水北調，2010，21(10)：67，69.

[8] 林樹文.高壓擺噴灌漿技術在病險水庫大壩防滲中的設計與施工[J].中國水運(下半月)，2015，12(1)：168-169.

Application of high-pressure jet grouting technology in seepage prevention and reinforcement of risky dam

QU Hongguang

(Jiangxi Water Conservancy and Hydropower Construction Co., Ltd., Nanchang 330000, China)

High-pressure jet grouting technology is widely used in water conservancy project construction with the development and progress of science and technology. The technology has the advantages of low cost, controllable quality, simple construction, etc. It plays an important role in risky dam seepage prevention reinforcement construction operation. Therefore, combination of high-pressure jet grouting technology should be focused during water conservancy project construction. Grouting material, construction features and action mechanism are controlled, thereby ensuring better function and role of the technology means in practical application. The paper is started with analysis on high pressure jet grouting reinforcement soil properties, then the application of high-pressure jet grouting technology is discussed, thereby further implementing risky dam construction operation.

high pressure jet grouting technology; risky dam; seepage prevention; reinforcement

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.017

TV52

A

2096- 0131(2016)06- 0055- 04