水利工程中高壓噴射灌槳技術(shù)的應(yīng)用分析

江志剛

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的飛速發(fā)展，水利工程建設(shè)得到了質(zhì)的飛躍。水利工程中經(jīng)常用到高壓噴射灌漿技術(shù)，它是具有固結(jié)體強(qiáng)度大、可靠性高、施工時(shí)成本低等優(yōu)點(diǎn)的一種施工技術(shù)，能夠在防滲加固工程之中起到很大作用。本文主要針對(duì)水利工程中的高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用和技術(shù)實(shí)踐進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，希望為我國(guó)水利工程的建設(shè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿技術(shù)；水利工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TV543文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）02-0048-02

引言

對(duì)于水利工程施工，通常會(huì)由于土壤防滲能力差、地基土質(zhì)條件差、土壤承載能力弱等地質(zhì)條件的因素導(dǎo)致水利工程施工工期長(zhǎng)和質(zhì)量差，在水利工程施工過程中應(yīng)用高壓噴射灌槳技術(shù)，能有效地解決這種問題，所產(chǎn)生的防滲能力效果十分明顯，以下就水利工程中高壓噴射灌槳技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1.概述高壓噴射灌槳技術(shù)

高壓噴射灌漿簡(jiǎn)稱為“高噴”或“高噴灌漿”，是利用高壓水或高壓漿液形成的高速噴射流束，對(duì)土地進(jìn)行沖擊、切割，然后填充、摻混水泥基質(zhì)漿液，形成樁柱、板墻狀凝結(jié)體，充分有效地提高地基防滲或承載能力的施工技術(shù)。高壓噴射法就是利用鉆機(jī)深鉆至設(shè)計(jì)處理的深度后，利用高壓泥漿泵，通過安裝特殊的噴嘴置于鉆桿的桿端，向周圍土體噴射固化漿液，同時(shí)以一定的速度使鉆桿提升，逐漸混合固化漿液并慢慢在土地中形成具有一定性能和形狀的固結(jié)體。高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，污染少，耐久性好，成本低等優(yōu)點(diǎn)。圖1-1為高壓噴射灌槳技術(shù)應(yīng)用的流程圖。

2.高壓噴射灌槳技術(shù)的應(yīng)用

2.1沖切和攪拌作用

高壓噴射灌漿技術(shù)，從高壓噴射流的原理得知，利用高壓泥漿泵與土石粒以及泥土進(jìn)行攪拌，在高壓噴射擠壓、滲透等綜合作用下，使得泥土與混凝土完全混合后便產(chǎn)生了良好的凝結(jié)體。極大提升了土地的荷載力和防滲能力。

2.2擠壓和滲透作用

一方面高噴射流的強(qiáng)度隨射流距離增加而不斷減小，雖不能再?zèng)_切地層，但對(duì)地面造成擠壓。同時(shí)績(jī)射之后靜壓灌漿仍然在進(jìn)行會(huì)滲透到周圍的土地，使凝結(jié)體和周圍的土層更加緊密地結(jié)合，還在凝結(jié)體的外圍形成滲透凝結(jié)層，具有較強(qiáng)的防滲性能。

2.3升揚(yáng)和轉(zhuǎn)換作用

高壓噴射灌漿施工的過程中，績(jī)嘴在進(jìn)行運(yùn)作的過程中能夠噴出氣、漿、水等物質(zhì)空氣，不但能夠幫助水以及漿液包構(gòu)成外包氣層，使得水流能夠被極大的壓力透入到地較遠(yuǎn)距離，同時(shí)，還能夠起到相應(yīng)的升揚(yáng)作用，使得地層中所存在的土石碎屑以及地層中細(xì)粒等雜質(zhì)能夠從噴射桿的環(huán)狀間隙中擠壓出地面，空出的位置由漿液替代，起到了轉(zhuǎn)換作用。

2.4位移握裹作用

地層里小塊石，由于高噴的能量太大，在升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用下被漿液填滿四周的空隙并握裹。在沖擊震動(dòng)力的強(qiáng)大作用下塊石將會(huì)產(chǎn)生松動(dòng)、位移，漿液沿空隙滲入進(jìn)來。在高噴的滲透和擠壓等綜合作用下產(chǎn)生握裹作用形成緊密的凝結(jié)體。

3.施工中常見問題和解決措施

3.1鉆孔難度大

有些施工區(qū)域存在著地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)象，而且有大量的石塊和地下水的存在。即使采用先進(jìn)的鉆機(jī)來鉆孔，進(jìn)度仍然很緩慢并且常出現(xiàn)掉鉆頭、卡鉆等狀況。針對(duì)這些情況，應(yīng)該及時(shí)的抽除地表水并及時(shí)地更換下護(hù)壁管和潛孔鉆，防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2氣候影響

在進(jìn)行工程施工的過程中經(jīng)常由于天氣的原因而對(duì)施工造成影響。炎熱天氣時(shí)，基坑內(nèi)部不通風(fēng)，而在高溫環(huán)境下進(jìn)行施工，施工人員也極易中暑。降雨天氣同樣會(huì)對(duì)于施工造成影響，暴雨容易形成排水不暢通對(duì)施工進(jìn)度造成阻礙。因此，施工現(xiàn)場(chǎng)的負(fù)責(zé)人員要及時(shí)在天氣高溫的狀態(tài)下為施工人員備好消暑措施，在雨天增強(qiáng)捧水能力等。

4.工程實(shí)例

某水電站的基礎(chǔ)防滲工程，設(shè)計(jì)防沖隔墻深度為30m，長(zhǎng)度為60Tn，墻體平均厚度為80cm，采用柱擺式的凝結(jié)體布置形式，該地的土層是砂礫土，施工單位經(jīng)過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)分析，決定采用高壓噴射灌槳技術(shù)，先用氣管、水管等組成噴射桿，在噴射桿底部安裝噴嘴，進(jìn)行高噴時(shí)，利用高壓氣和高壓水將土地沖擊攪動(dòng)，然后注入濃漿液進(jìn)行攪拌，硬化后形成凝結(jié)體。

在正式施工前，施工單位需要做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作和對(duì)工程的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，首先根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙，制定合理的施工方案，并對(duì)施工方案的科學(xué)性、合理性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可行性等進(jìn)行全面分析；其次對(duì)施工需要的鉆機(jī)、輸漿管道、高壓泵等施工機(jī)械設(shè)備施工單位要進(jìn)行認(rèn)真的檢查，保證這些施工機(jī)械設(shè)備能滿足施工需求；同時(shí)對(duì)施工采用的各種材料施工單位也要進(jìn)行嚴(yán)格的抽查，保證施工原材料的質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定，從而保障水利工程的施工質(zhì)量。

施工單位在開展鉆孔施工過程中，需要做好填充堵漏工作，使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)。在鉆孔施工過程中，跟管鉆進(jìn)，邊鉆進(jìn)邊跟入套管，施工人員在鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)保證鉆機(jī)垂直，并保持鉆機(jī)的平穩(wěn)牢固，在實(shí)際施工過程中，采用水平尺對(duì)鉆機(jī)的立軸垂直度、機(jī)體水平度等進(jìn)行全面測(cè)量，以控制孔斜率，從而保障防滲墻的連續(xù)性。在施工過程中，施工人員要確保鉆孔孔位和設(shè)計(jì)孔位之間的偏差不大于50mm，灌漿孔的孔斜率偏差應(yīng)小于或等于0.5%之內(nèi)。在成孔鉆進(jìn)過程中，施工人員要每鉆進(jìn)4m應(yīng)用水平尺進(jìn)行測(cè)量，確保傾斜偏差在可控制范圍之內(nèi)。在鉆孔施工過程中，孔距的選擇至關(guān)重要，施工單位要根據(jù)地層的地質(zhì)情況、高壓噴射灌槳施工方法、對(duì)防滲性能的要求等各種影響因素綜合確定合理的孔距。本次施工中，施工單位通過綜合分析，定孔距為2.5m，有效半徑達(dá)1.8m。鉆孔施工結(jié)束后，施工單位須采用風(fēng)、水輪換進(jìn)行進(jìn)行孔內(nèi)和縫面沖洗。在清理成孔時(shí)，孔口敞開，將風(fēng)或水管插入孔底，反復(fù)清洗直清水后方可結(jié)束。

在鉆孔施工過程中，施工單位要注意跟管鉆進(jìn)，對(duì)于跟管鉆進(jìn)有兩種情況，一種是先不進(jìn)行拔管操作，首先向套管內(nèi)注滿澆筑泥漿，進(jìn)行拔管時(shí)，要注意繼續(xù)注入泥漿，確保泥漿漿面高度不變，最后當(dāng)施工人員完全將套管拔出來后，噴射桿才可以下人到管底，另一種是在套管還未拔之前將PVC管放入管內(nèi)，然后開始拔管工作操作，先放入PVC管保護(hù)管壁，當(dāng)套管完全拔出后，下入噴射管至管底。

在進(jìn)行高壓噴射施工時(shí)，高速噴射技術(shù)施工中技術(shù)參數(shù)需要根據(jù)具體工程的實(shí)際情況決定。高壓噴射施工的重點(diǎn)是控制噴射桿的提升速度，多種因素影響提升速度，其中土層因素和施工因素的影響最嚴(yán)重，對(duì)于土層的性質(zhì)不一樣，施工過程中需要采用適合的施工措施，例如砂層中，施工人員可以加快噴射桿的提升速度，而在砂礫層中，施工人員應(yīng)該適當(dāng)降低噴射桿的提升速度。同時(shí)在施工過程中要考慮施工順序因素，施工人員對(duì)先序孔可以適當(dāng)提升速度，對(duì)后序孔可以降低噴射桿的提升速度。此外，施工單位還要嚴(yán)格控制漿液濃度和進(jìn)水量，從而保障工程的施工質(zhì)量。

5.社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

采用高壓噴射灌漿技術(shù)具有多個(gè)的優(yōu)點(diǎn)。不僅開挖量小、占地面積少，施工比方便，而且成本低，降低了工程造價(jià)。另外因?yàn)楦邏簢娚涔酀{技術(shù)具有比常規(guī)的混凝土防滲墻更好的防滲能力，很大程度上提高防滲能力以及抗災(zāi)能力，對(duì)于保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展無疑起到了很大的作用。

6.總結(jié)

在水利工程中應(yīng)用高壓噴射灌槳技術(shù)，不僅提高了水利工程中基礎(chǔ)地方的承重力，而且能有效地提高基礎(chǔ)防滲能力，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單，在國(guó)內(nèi)水利工程施工中廣泛應(yīng)用，為保障國(guó)家人民的生命財(cái)產(chǎn)安全提供很大作用。