淺論水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)

摘 要：水利水電工程在不斷的進(jìn)步和發(fā)展，但其安全穩(wěn)定問(wèn)題也是重中之重，安全問(wèn)題主要包括容易滲透或地基不穩(wěn)等。高壓噴射灌漿技術(shù)就是完全針對(duì)施工過(guò)程中常需要的防水滲透的技術(shù)。在技術(shù)原理完善的基礎(chǔ)上，能夠更深入地解決問(wèn)題。本文內(nèi)容主要介紹高壓噴射灌漿技術(shù)，并且對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用步驟和相關(guān)的質(zhì)量方面進(jìn)行合理的分析。

關(guān)鍵詞：水利水電工程；施工；高壓噴射；灌漿技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV543 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）32-0158-02

1 引 言

高壓噴射灌漿技術(shù)的施工過(guò)程是非常簡(jiǎn)單便利的。因此，在項(xiàng)目施工的過(guò)程中，只需要施工人員對(duì)于地層進(jìn)行鉆孔技術(shù)，而后向孔中噴射固結(jié)體就可以了。另外，這項(xiàng)技術(shù)所需要的設(shè)備也很簡(jiǎn)單。而且，項(xiàng)目的后期管理也不是很困難。但是在技術(shù)使用過(guò)程中，施工人員要格外注意盡量避免出現(xiàn)冒漿等一系列問(wèn)題。因此，雖然管理簡(jiǎn)單，但管理人員還是要時(shí)刻注意，這樣才能保證施工的安全及質(zhì)量。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用步驟

2.1 原材料的選擇和使用

灌漿施工對(duì)漿體的標(biāo)準(zhǔn)很有要求。因?yàn)闈{體需要滿足保水性和可泵性，這樣才能滿足技術(shù)第一步的實(shí)施。在施工實(shí)施前，首先需要對(duì)灌漿的漿體進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幚?。按一般情況來(lái)說(shuō)，施工人員會(huì)把漿體做成立方體，這樣更方便使用且要保養(yǎng)一段時(shí)間。一周后，施工人員要對(duì)這個(gè)立方體進(jìn)行測(cè)試和檢查。當(dāng)然，只有符合標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試通過(guò)后，這個(gè)漿體才能投入使用。如果漿體不符合要求和標(biāo)準(zhǔn)，那么只能重新制作和測(cè)試。此外，在人員施工過(guò)程中，做好的漿體可能受周邊環(huán)境等因素的影響，出現(xiàn)干裂或縮減的狀況。為防止問(wèn)題的出現(xiàn)，在使用的漿液中可添加一些膨化物，這樣的話，就會(huì)盡量避免問(wèn)題出現(xiàn)。

2.2 鉆孔的定位技術(shù)

此步驟關(guān)鍵要找到噴灌的地理位置。所以說(shuō)，施工方的相關(guān)人員要按照當(dāng)初的設(shè)計(jì)圖進(jìn)行實(shí)施，不能后續(xù)改動(dòng)并且要根據(jù)實(shí)際情況分析各個(gè)參數(shù)，同時(shí)要避免鋼筋等堅(jiān)硬物體的位置，且要找好墻面。而后可以建造樁，工作人員要隨時(shí)標(biāo)識(shí)各種數(shù)據(jù)信息以免后續(xù)問(wèn)題的出現(xiàn)。這個(gè)步驟是需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行檢測(cè)，必須所有的項(xiàng)目都符合要求了，才可以進(jìn)行下一步。

2.3 鉆孔技術(shù)的實(shí)施

鉆孔其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)是技術(shù)的核心也是重要的部分。鉆孔目的就是為了那些噴射管全部深入到地層。在很多情況下，鉆孔的深度基本上要超過(guò)30m左右。如果鉆孔的時(shí)候，地質(zhì)很堅(jiān)硬，那施工方就要選擇專業(yè)的地質(zhì)鉆來(lái)鉆孔。與此同時(shí)，在實(shí)施灌漿技術(shù)之前，工作人員需要做很多相關(guān)的清潔清理工作。最重要的就是需要將這些工具的內(nèi)部或者孔內(nèi)的一些雜塵清理干凈，防止后續(xù)問(wèn)題的出現(xiàn)。同樣，按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，鉆頭的直徑和鋼筋之間的數(shù)差值要在5mm左右。

2.4 插管的實(shí)施

在上一個(gè)步驟，鉆孔技術(shù)完成后，施工人員要將噴射的注漿管子插在剛剛鉆好的孔中。而且這個(gè)步驟一般而言是需要和鉆孔連接在一起的。所以施工順序則是，施工人員每鉆好一個(gè)孔后，就要將管子插進(jìn)孔中，并且送入壓縮空氣。隨后要將泵打開(kāi)，并且要持續(xù)時(shí)長(zhǎng)30s送入漿液，最后再把鉆桿取出。在這個(gè)過(guò)程中，施工人員想要順利插管的話，可以在進(jìn)行插管的時(shí)候同時(shí)注射水流。此時(shí)水壓力不能高于1MPa，如果水壓力過(guò)大，就很可能出現(xiàn)坍塌的情況。此外，水泥漿一般都是普通的硅酸鹽水泥制作而成，這些材料必須要求符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，且施工人員要注意物料的合適比例，因而可以保證在施工的時(shí)候物料的高質(zhì)量。

2.5 噴 漿

噴漿過(guò)程中，一般要求從下而上的順序。在這個(gè)過(guò)程中施工人員要多方面地考慮問(wèn)題。比如施工時(shí)土質(zhì)狀況、地下水的現(xiàn)狀等因素。如果是水利水電工程的需要，那么施工方要在原來(lái)位置做二次噴射。這次的噴射一定要注意把這些噴射流完全噴射在混合體上。當(dāng)這些步驟完成后，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工具進(jìn)行清理和歸置，為了方便以后使用。

2.6 檢查工作的實(shí)施

在以上的工作結(jié)束后，最重要的就是檢驗(yàn)檢查工作。施工方務(wù)必對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)格全面的檢測(cè)和檢查，且過(guò)程大概要持續(xù)30d。如檢驗(yàn)灌漿處專業(yè)的鉆孔，需要施工方做對(duì)應(yīng)的壓水測(cè)試。測(cè)試過(guò)程中，要通過(guò)觀察巖心膠變化來(lái)評(píng)判施工質(zhì)量是否會(huì)達(dá)到規(guī)范要求。同時(shí)，還應(yīng)該對(duì)現(xiàn)場(chǎng)涉及的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行合理有效的分析，并且隨時(shí)記錄，方便以后查閱和借鑒。在做測(cè)試的過(guò)程中，值得注意的一點(diǎn)是，并不是說(shuō)壓水測(cè)試通過(guò)，施工質(zhì)量就是完全過(guò)關(guān)的，這個(gè)是不能保證的。因?yàn)檎麄€(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)是復(fù)雜的，涉及到很多方面，不能用其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)或者測(cè)試就可以評(píng)判，還需要大量的佐證及檢查工作。比如，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)需要蓄水之前，要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的記載和檢查，而且還要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理仔細(xì)分析。施工人員在檢查孔的時(shí)候，需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度及標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)要對(duì)所有的檢查孔進(jìn)行上述的壓水試驗(yàn)。而這個(gè)過(guò)程，是需要根據(jù)實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)嚴(yán)格的執(zhí)行。施工方在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)之前，必須要用超過(guò)水壓1.5倍的設(shè)計(jì)水壓進(jìn)行沖洗，只有這樣按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，才能有穩(wěn)定的流量和現(xiàn)場(chǎng)完善的數(shù)據(jù)。

3 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電工程施工中應(yīng)用的作用

3.1 攪拌作用和沖切作用

首先高壓噴射出來(lái)的泥漿流會(huì)對(duì)地層造成一系列的反應(yīng)，如切割和攪動(dòng)等，而出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的主要原因是設(shè)備結(jié)構(gòu)。因?yàn)闈{水對(duì)地層填充，以及漿水后續(xù)的擴(kuò)散再加上土石等進(jìn)行攪拌后，等到這些物體凝固并且硬化之后，會(huì)對(duì)原有的地層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變化，因此達(dá)到加固的作用，當(dāng)然最重要的就是要達(dá)到防滲目的。

3.2 置換作用和升揚(yáng)作用

因?yàn)楦邏簢娚洳粌H僅噴射泥漿，同時(shí)還噴射壓縮空氣。像這樣的噴射流產(chǎn)生的維持能量是可以讓之前鉆的那些孔內(nèi)產(chǎn)生揚(yáng)水作用。這個(gè)時(shí)候，當(dāng)時(shí)鉆孔產(chǎn)生的碎屑和土塊等各種顆粒物就會(huì)隨之升揚(yáng)到鉆孔的出口。那么空出來(lái)的空間就被噴射的漿液充滿。這些操作完成后，本來(lái)地質(zhì)也會(huì)被置換，所以這就是置換作用。而升揚(yáng)作用，最大的作用就是處理碎屑顆粒物。

3.3 滲透擠壓作用

在抗?jié)B能力上。高壓灌漿技術(shù)有了大大的提高，其專業(yè)度就體現(xiàn)在對(duì)施工地層擠壓和滲透的作用上。高壓噴射流在末端的強(qiáng)度力量根據(jù)距離的變化而變化，距離增加，強(qiáng)度力量就會(huì)減小?？墒聦?shí)上，灌漿積水雖然在力度上因?yàn)榫嚯x變化，但是仍對(duì)地層產(chǎn)生相對(duì)擠壓的作用，而擠壓產(chǎn)生了滲透作用。同時(shí)，在高壓噴射結(jié)束后，靜壓漿會(huì)滲透到地層，并且隨時(shí)間而凝固。綜上而言，這項(xiàng)技術(shù)會(huì)對(duì)抗?jié)B透性產(chǎn)生巨大的作用，這是很關(guān)鍵也是很重要的作用之一。

4 高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題及其解決措施

4.1 冒漿問(wèn)題

在整個(gè)技術(shù)的噴漿過(guò)程中，冒漿問(wèn)題實(shí)際上是不可避免的。只是分不同的程度。比如，有的施工現(xiàn)場(chǎng)，冒漿會(huì)很多，但是有的施工現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)很少。為什么會(huì)出現(xiàn)這些問(wèn)題呢？其實(shí)，這些問(wèn)題的產(chǎn)生不過(guò)就是因?yàn)槭┕と藛T進(jìn)行噴射時(shí)，沖擊力度過(guò)大或過(guò)小，力度的不同，就會(huì)導(dǎo)致地層受到不同程度的沖力。現(xiàn)場(chǎng)一些小石塊只能順著漿液冒出地面，這也就是所說(shuō)的冒漿問(wèn)題。但如果現(xiàn)場(chǎng)有經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，他們可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)冒漿情況，判斷當(dāng)下施工對(duì)地層和噴射情況以及各個(gè)方面的參數(shù)是否合理進(jìn)行專業(yè)的分析和評(píng)估。按正常情況，如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)了冒漿，但是量并沒(méi)有超過(guò)有關(guān)規(guī)定的數(shù)值可以不用過(guò)于擔(dān)心。但是，如果冒漿量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)定范圍，施工人員應(yīng)該立刻查明原因，并且采取應(yīng)對(duì)措施。問(wèn)題產(chǎn)生后，解決的方法通常來(lái)說(shuō)有兩種，一種就是在施工時(shí)注意提升噴射的壓力大??；而另一種就是對(duì)噴射管的噴嘴直徑大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.2 固結(jié)體不夠完整

在施工過(guò)程中，有時(shí)會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)很多樁體并不連續(xù)的狀況，一般出現(xiàn)在灌漿結(jié)束時(shí)。這樣的話，施工人員在現(xiàn)場(chǎng)就無(wú)法用已經(jīng)加固的地基和水利水電工程地基有效的結(jié)合起來(lái)，會(huì)導(dǎo)致更加嚴(yán)重的不連續(xù)狀況。為了避免這種情況，施工人員需要對(duì)卸管的步驟加以關(guān)注，確保停頓的部位搭接長(zhǎng)度至少要達(dá)到10cm，只有嚴(yán)格按照數(shù)據(jù)進(jìn)行，才能夠保證固結(jié)體的完整。

4.3 固結(jié)體不垂直

固結(jié)體完整后，有時(shí)又會(huì)出現(xiàn)并不垂直的狀況。如果不垂直，就導(dǎo)致承載力大大的降低，最嚴(yán)重的后果就是防滲透作用徹底失敗。那么就需要人員在實(shí)施施工的過(guò)程中，鉆機(jī)的位置要準(zhǔn)確穩(wěn)定，并且要確保垂直。在打孔前，施工方需用水平尺校正鉆機(jī)垂直度，以確保鉆機(jī)位置的數(shù)值偏差不大于50mm，平尺時(shí)刻校垂直度的偏差小于1%。

5 結(jié)束語(yǔ)

文中介紹的高壓噴射灌漿法，會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同因素而發(fā)揮不同的作用。在實(shí)施過(guò)程中，任何一個(gè)因素的不完善都會(huì)導(dǎo)致施工的質(zhì)量有偏差，如在過(guò)程中稍稍操作不規(guī)范，就會(huì)影響當(dāng)?shù)氐牡貙?。然而，高壓噴射灌漿技術(shù)在各方面相對(duì)成熟，可以更好的在施工中應(yīng)用。就社會(huì)現(xiàn)實(shí)而言，水利水電工程目的就是在于造福人們，所以施工方要想這項(xiàng)技術(shù)得以最大化的利用，就需要在過(guò)程中根據(jù)實(shí)地情況選擇是否使用此技術(shù)，同時(shí)，必須做好質(zhì)量控制工作。

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收稿日期：2018-9-22

作者簡(jiǎn)介：張彥麗（1989-），女，助理工程師，大學(xué)本科。