水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術(shù)研究

覃 位

（貴州水利實(shí)業(yè)有限公司，貴州 貴陽 550000）

在水利水電工程施工過程中，通過運(yùn)用高壓噴射灌漿技術(shù)，除了可以在承載力上使其基礎(chǔ)性能得到提高，還能夠有效提升防滲性能，利用凝結(jié)體有效連接各個(gè)孔洞，以此來形成板式或墻式結(jié)構(gòu)。針對高壓噴射灌漿技術(shù)展開分析，其在底層具有廣泛的使用性能，可以有效控制漿液，施工方式也相對簡單，所以廣泛應(yīng)用到水利水電工程項(xiàng)目中。

1 高壓噴射灌漿技術(shù)概述

在高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用過程中，其主要在地基夯實(shí)、防滲和加固處理中加以應(yīng)用，可以利用高壓技術(shù)有效進(jìn)行灌漿。對于此技術(shù)的核心原理展開分析，可以通過高壓技術(shù)，在地基結(jié)構(gòu)層中或填筑體內(nèi)壓入水源、混合漿液、壓縮空氣，并采用預(yù)先配制的水泥基質(zhì)漿液進(jìn)行灌注。通過運(yùn)用此技術(shù)，可以使其結(jié)構(gòu)板結(jié)得到有效加固，使地基結(jié)構(gòu)抗震性能得到改善，從而使其承載負(fù)荷力或抗?jié)B能力得到提高。從整體角度來說，高壓噴射灌漿技術(shù)具有明顯優(yōu)勢，不僅技術(shù)操作比較簡便，具有突出的耐久性，而且原材料的價(jià)格相對低廉。所以，高壓噴射灌漿技術(shù)廣泛應(yīng)用到水利水電工程項(xiàng)目中，可以全面提高水利水電工程建設(shè)質(zhì)量[1]。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電施工中的作用

2.1 攪拌和沖切作用

高壓噴射泥漿流能夠?qū)Φ讓咏橘|(zhì)有效籌集、切割和攪動(dòng)，在填充與擴(kuò)散漿液之后，可以與土石有效摻拌與攪渾，并在徹底凝結(jié)硬化后，可以使地層結(jié)構(gòu)、組分得到改變，對其充分進(jìn)行加固與防滲。

2.2 置換和升揚(yáng)作用

高壓噴射除了可以對泥漿進(jìn)行噴射，還能夠有效噴射壓縮空氣，通過維持其噴射流能量，可以在孔內(nèi)有揚(yáng)水效果產(chǎn)生，可以使鉆孔、灌漿過程中切割下的顆粒、碎屑，在孔洞口升揚(yáng)，由漿液來代替空出來的部分，有效置換原本的地質(zhì)層。

2.3 滲透擠壓作用

通過運(yùn)用高壓灌漿技術(shù)，可以有效提高其抗?jié)B能力，具體可以擠壓底層，并具有良好的滲透作用。高壓噴射過程中，其末端強(qiáng)度往往隨著距離增加而減小，使沖切力得到減小，但對地層仍會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的擠壓和滲透作用。除此之外，在噴射結(jié)束后，可以在地層當(dāng)中有效滲透靜壓漿，可以有效凝結(jié)，從而提高抗?jié)B性。

2.4 握裹作用

地層中由于具有噴射能量，可以有效升揚(yáng)與置換小石塊，確保漿液能夠有效填滿空隙，使其被握裹。通過采取此方式，會(huì)影響原本地層結(jié)構(gòu)，使其成為密實(shí)和連續(xù)的凝結(jié)體。對于塊石較大和集中位置，通過提高噴射能力和降低速度，會(huì)使地層石塊發(fā)生位移，使?jié){液在更深空隙中滲透。因此，需要在高壓噴射、漿氣升串、余壓滲透和擠壓基礎(chǔ)上發(fā)揮握裹凝結(jié)作用[2]。

3 高壓噴射灌漿技術(shù)特點(diǎn)和工作原理

對于高壓噴射灌漿法，其是對注漿法的升級(jí)和發(fā)展。對于注漿法，其主要采用注入原理，可以利用具體的儀器和設(shè)備在加固工程中有效流入建筑材料。但注漿法的應(yīng)用還存在一些弊端，具體包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)不緊湊、填充不完整以及填充密度不夠等，這也導(dǎo)致工程具有脆弱性，縮短了工程項(xiàng)目的使用壽命。對于高壓噴射灌漿技術(shù)。其可以采用高壓原理，具有填充密度大、填充完全、范圍廣、力度大以及強(qiáng)度高等特點(diǎn)，可以使建筑材料的防滲漏性、防寒性、防凍性等得到發(fā)揮，對資源進(jìn)行合理利用，防止資源被浪費(fèi)，使工程施工質(zhì)量得到保障。

結(jié)合高壓噴射灌漿法的工作原理展開分析，其可以通過高壓水具有的切割性以及強(qiáng)大力量，合理切割底層，從而滿足施工需求。在此過程中，需要對混凝土或者瀝青進(jìn)行注入，并要對切割開的地面有效填充，使原始地形具有的薄弱性與脆弱性得到改變，在施工項(xiàng)目中有效打造堅(jiān)實(shí)地基，以此來使地基具有的防寒性、耐壓性、防滲漏性以及防凍性得到增加。對于此項(xiàng)技術(shù)而言，在挖掘時(shí)主要采用鉆機(jī)等相關(guān)鉆孔設(shè)備，在加固地面深入高壓灌漿機(jī)噴頭，通過相關(guān)操作對需要改造的地面進(jìn)行噴灌，以人力來控制其強(qiáng)度。通常來說，在實(shí)際施工前，相關(guān)施工范圍需要準(zhǔn)確測量與計(jì)算地面深度，在獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行正確操作。對于其操作步驟展開分析，具體包括鉆機(jī)就位、鉆孔、地面試噴、下噴射管、噴射提升（先原地噴射）等步驟。當(dāng)施工難度與強(qiáng)度較大時(shí)，需要進(jìn)行二次噴灌，并做好補(bǔ)漿操作。當(dāng)?shù)貙佑性S多漂石塊時(shí)，需要在原地做好高壓噴灌漿試驗(yàn)，對其適用性加以確定。這樣一來，可以使原本的地層組織結(jié)構(gòu)加以改變，并運(yùn)用射流原理有效切割與攪拌地層，在注入水泥后使其有效凝固，進(jìn)一步保證地層的堅(jiān)固性和防滲性[3]。

4 高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

4.1 適用范圍廣

對于高壓噴射灌漿技術(shù)而言，其具體應(yīng)用在水利水電工程的前期施工階段，而且在工程竣工后可以發(fā)揮出重要優(yōu)勢，可以避免對建筑結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生影響。

4.2 施工簡便

在具體的施工過程中，需要對土層進(jìn)行鉆孔，然后對材料進(jìn)行噴射，以此來形成固結(jié)體，成樁樁徑通常為0.5m～2m，固結(jié)體的長度一般為0.4m～4.0m，當(dāng)建筑物建成之后的貼合性良好，能夠在此基礎(chǔ)上有效建設(shè)建筑物。

4.3 可控制固結(jié)體形狀

為了能夠有效提高水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量，在實(shí)際噴射材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整旋噴速度，從而使噴射壓力得到減少，確保固結(jié)體的形狀能夠與設(shè)計(jì)要求相符合。

4.4 材料易獲得、成本低

水泥是漿液噴射的原材料，通常采用價(jià)格相對低廉的425 號(hào)普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)通?？梢赃_(dá)到42.5 級(jí)。在工程施工中，如果需要加快凝結(jié)速度，可以對化學(xué)材料進(jìn)行適當(dāng)添加。除此之外，為了使廢物得到有效回收和利用，需要對注漿材料成本加以減少，并將適量的粉煤灰添加到水泥材料當(dāng)中。

4.5 設(shè)備管理方便

在對高壓噴射灌漿技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，設(shè)備體積較小，需要確保緊密結(jié)合各項(xiàng)構(gòu)件，并減少占地面積，從而為施工工作開展提供方便。除此之外，在單管、三重和二重管噴射過程中，需要對噴射壓力、冒漿量和吸漿量進(jìn)行及時(shí)測量，從而合理調(diào)整噴射參數(shù)，全面提高固結(jié)體質(zhì)量。

5 水利水電施工中高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 準(zhǔn)備工作

在水利水電工程施工過程中，在實(shí)際開展噴射灌漿作業(yè)前，需要做好現(xiàn)場環(huán)境勘察工作，對施工現(xiàn)場的自然環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等條件進(jìn)行全面掌握，以此來獲得完備的勘察調(diào)研資料，科學(xué)合理地編制施工方案。與此同時(shí)，相關(guān)施工企業(yè)需要高度重視現(xiàn)場施工人員的專業(yè)技能培訓(xùn)，為各個(gè)施工單位做好分工，并要加強(qiáng)和監(jiān)理單位之間的溝通。在施工組織完成之后，需要在現(xiàn)場有效落實(shí)施工準(zhǔn)備工作，具體包括設(shè)備調(diào)試、原材料準(zhǔn)備、水電系統(tǒng)布置優(yōu)化以及場地平整等。

5.2 漿液配制和設(shè)備試運(yùn)行

首先，配制漿液。在工程項(xiàng)目中需要結(jié)合基本要求，選擇適宜的原材料，使原材料的配制比例得到調(diào)整，對工程施工效果加以強(qiáng)化。其次，漿液控制。相關(guān)施工人員需要做好簡單試驗(yàn)，在保證漿料用量的同時(shí)，對水灰比加以調(diào)整，使?jié){料用量得到減少。最后，設(shè)備試運(yùn)行。為了使水利水電工程施工水平得到提升，需要小范圍試驗(yàn)材料，在不同設(shè)備參數(shù)進(jìn)行檢測，從而得到相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果，使噴射注漿效果得到提高。

5.3 鉆孔

在鉆孔施工期間，應(yīng)該循環(huán)使用內(nèi)部泥漿，需要結(jié)合施工人員對現(xiàn)狀的了解，對施工質(zhì)量的影響因素展開分析，結(jié)合鉆井、跟管以及鉆孔等技術(shù)，確保鉆孔機(jī)垂直，在鉆孔機(jī)達(dá)到相應(yīng)的預(yù)設(shè)位置時(shí)。首先需要對其加以墊平，并對相關(guān)物理參數(shù)進(jìn)行測定，以此來使鉆孔質(zhì)量得到保證。通常情況下，需要嚴(yán)格控制鉆孔孔位和具體位置偏差，具體需要維持在50mm 以內(nèi)，并要提升鉆孔灌漿率為0.5%。在對底高程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在鉆進(jìn)過程中做好測量工作，每當(dāng)深度增加3m 之后，需要采用一次水平尺，并有效開展測量工作，使鉆孔角度能夠和設(shè)計(jì)要求相符合。鉆孔間距對施工經(jīng)濟(jì)性和進(jìn)度具有直接影響，關(guān)系到凝結(jié)體的整體性和強(qiáng)度。因此，要合理布置鉆孔間距，結(jié)合工程實(shí)際情況加以調(diào)整。在鉆孔檢驗(yàn)過程中，一般需要在孔口敞開風(fēng)和水輪，并反復(fù)沖洗鉆孔底部管道[4]。

5.4 插管

在完成鉆孔工作之后，需要結(jié)合設(shè)計(jì)深度在底層準(zhǔn)確插入注漿管，此項(xiàng)環(huán)節(jié)需要與鉆孔同步施工，在完成各個(gè)鉆孔工作后，需要將噴射管及時(shí)插入，有效輸送壓縮空氣，并將漿泵開啟，維持送漿時(shí)間到30s，并將鉆桿拔出。在插管過程中，應(yīng)避免泥砂對噴射管的噴嘴造成堵塞，具體應(yīng)同時(shí)實(shí)施插管與射水工作，當(dāng)壓力較大時(shí)，則孔壁會(huì)有射塌情況出現(xiàn)，因此需要有效控制射水水壓。

5.5 下入噴射桿

相關(guān)施工人員需要將噴射桿一直下入至底，并同步開展泥漿固壁鉆孔施工。在實(shí)際施工中，在采用套管跟管鉆井時(shí)，需要在終孔后將鉆桿取出，并下入噴射桿，拔出使用的套管，也可在鉆孔后直接取出鉆桿，從鉆孔中灌注護(hù)壁泥漿或者PVC 護(hù)管壁。在泥漿護(hù)壁鉆孔的終孔完成之后，可直接實(shí)施噴管下入施工。在旋轉(zhuǎn)振動(dòng)鉆進(jìn)過程中，需要對噴桿作用加以發(fā)揮，而且在下入噴灌前需要測試設(shè)備運(yùn)用情況，并做好試噴工作，確保在下入后能夠達(dá)到良好的應(yīng)用效果。除此之外，在下入前需要采用膠帶包扎等手段，避免在下入時(shí)出現(xiàn)噴嘴堵塞問題。

5.6 高壓噴射

在噴射管下，高壓水、壓縮空氣、水泥漿達(dá)到具體的預(yù)定深度后，需要按照具體順序加以輸送，并要靜噴1min～3min，當(dāng)有漿液冒出之后，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)有效噴射。在實(shí)際噴射時(shí)，需要提升流量值、壓力值以及速度等參數(shù)，確保與設(shè)計(jì)要求保持一致，并對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、準(zhǔn)確記錄。在對此技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，噴射操作的各項(xiàng)參數(shù)關(guān)系到技術(shù)應(yīng)用效果，在鉆孔施工的前期階段，并在下入噴射管時(shí)，需要確保各項(xiàng)參數(shù)符合具體的設(shè)計(jì)要求。因此，在實(shí)際施工中，一旦某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，將會(huì)對水利水電工程施工期間的技術(shù)應(yīng)用效果產(chǎn)生影響。

6 水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

首先，在鉆孔施工過程中，需要對施工現(xiàn)場情況進(jìn)行考察，了解現(xiàn)場的地表水和地下水分布情況，而且在地層中可能有大量堅(jiān)硬巖石分布，因此需要采取有效對策，防止有卡鉆和鉆頭掉落等問題出現(xiàn)，并及時(shí)更換潛孔鉆與護(hù)壁鉆等，這樣一來可以使鉆孔期間的鉆頭受損、塌孔等問題發(fā)生概率得到降低。

其次，需要對施工現(xiàn)場的天氣狀況進(jìn)行考慮，防止對高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生影響，因此在實(shí)際施工中需要結(jié)合運(yùn)用地質(zhì)勘察和水文氣象勘察等技術(shù)，使防水工作得到強(qiáng)化。

最后，在形成灌漿柱時(shí)，為了使其防滲透能力與承載力得到保證，需要同步進(jìn)行噴射和均勻攪拌。與此同時(shí)，在實(shí)際施工中，需要嚴(yán)格檢查施工材料，不僅要使水泥質(zhì)量得到保證，而且還需要準(zhǔn)確計(jì)算水泥漿液配合比。除此之外，在施工期間需要嚴(yán)格檢驗(yàn)材料強(qiáng)度效果，避免在灌漿壓力作用下混凝土裂縫位置出現(xiàn)損壞和變形等問題[5]。

7 結(jié)語

綜上所述，隨著時(shí)代的快速發(fā)展，水利水電行業(yè)發(fā)展步伐也在不斷加快，在工程實(shí)際施工中，需要全面加強(qiáng)灌漿工程施工，有效運(yùn)用高壓噴射灌漿技術(shù)。對于此技術(shù)而言，其有著許多影響因素，但通過運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)可以使基礎(chǔ)強(qiáng)度得到提高，并對基礎(chǔ)滲漏進(jìn)行有效預(yù)防。因此，在工程施工期間需要有效控制高壓噴射灌漿質(zhì)量，對灌漿技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，確保有效發(fā)揮水利水電工程的各項(xiàng)功能，全面提高水利水電工程建設(shè)質(zhì)量。