水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術(shù)

陳明毅

（邵陽(yáng)市水利綜合服務(wù)中心，湖南 邵陽(yáng) 422000）

水利水電工程是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要組成部分，其中灌漿技術(shù)作為水利水電工程施工中的重要環(huán)節(jié)，可以起到鞏固和加強(qiáng)水利水電工程結(jié)構(gòu)的作用。高壓噴射灌漿技術(shù)作為一種新型的灌漿方法，具有灌漿效果好、施工快捷、灌漿強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，近年來，隨著科技的不斷發(fā)展，逐漸在水利水電施工中得到廣泛應(yīng)用。

1 高壓噴射灌漿技術(shù)概述

1.1 定義和原理

高壓噴射灌漿技術(shù)是一種在建筑工程中常用的修復(fù)和防水方法。它的原理是將預(yù)先配制好的灌漿材料通過高壓泵注入被修復(fù)的結(jié)構(gòu)體內(nèi)部，填充裂縫和孔洞，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體的密實(shí)性和承載力。該技術(shù)不僅可以修補(bǔ)損壞的結(jié)構(gòu)體，還可以提高結(jié)構(gòu)體的防水和抗震性能。在水利水電施工中，高壓噴射灌漿技術(shù)廣泛應(yīng)用于水壩、隧道、水電站等工程中的裂縫和滲漏體修復(fù)。

高壓噴射灌漿材料通常由水泥、砂漿、水、化學(xué)材料等組成，可以根據(jù)不同的工程需要調(diào)配出不同的灌漿材料。在噴射灌漿的過程中，通過調(diào)節(jié)高壓泵的流量和壓力，控制灌漿材料的流動(dòng)速度和流動(dòng)方向，以確保灌漿材料能夠充分填充結(jié)構(gòu)體的裂縫和空隙。在噴射灌漿結(jié)束后，灌漿材料會(huì)迅速凝結(jié)成為固體，從而形成一個(gè)堅(jiān)實(shí)、密實(shí)的修復(fù)體系，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體的承載能力和抗水滲透能力[1]。

1.2 分 類

高壓噴射灌漿技術(shù)根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分為多種類型，常見的分類包括以下幾種：

1）按灌漿材料分類：包括水泥漿灌漿、聚氨酯灌漿、環(huán)氧樹脂灌漿、瀝青灌漿等。

2）按噴射方式分類：包括手持式噴槍噴射、機(jī)械臂噴射、機(jī)械化噴射、自動(dòng)化噴射等。3）按施工環(huán)境分類：包括地面灌漿、高空灌漿、水下灌漿、封閉空間灌漿等。

1.3 特 點(diǎn)

1）施工速度快，效率高。高壓噴射灌漿技術(shù)能夠快速將灌漿材料注入到需要處理的位置，大大提高了施工效率。

2）施工質(zhì)量高。通過高壓噴射灌漿技術(shù)可以將灌漿材料均勻地注入到需要處理的位置，確保施工質(zhì)量達(dá)到要求。

3）適用范圍廣。高壓噴射灌漿技術(shù)可以應(yīng)用于不同類型的施工環(huán)境，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。

4）施工過程簡(jiǎn)單。高壓噴射灌漿技術(shù)不需要太多的人力和物力資源，施工過程相對(duì)簡(jiǎn)單，便于管理和控制。

5）節(jié)能環(huán)保。高壓噴射灌漿技術(shù)可以避免灌漿材料的浪費(fèi)，同時(shí)也減少了能源消耗，對(duì)環(huán)境的影響相對(duì)較小。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電施工中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用場(chǎng)景

1）水壩和水庫(kù)滲漏修補(bǔ)。水壩和水庫(kù)是水利工程的重要組成部分，但由于各種原因，常常會(huì)出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。高壓噴射灌漿技術(shù)可以將灌漿材料以高壓噴射的方式注入滲漏處，有效地填充裂縫、孔洞和縫隙，從而防止水的滲漏。

2）水電站地基處理。水電站的地基要求較高，需要具有穩(wěn)定的承載能力和抗?jié)B漏性能。高壓噴射灌漿技術(shù)可以將灌漿材料注入地基中，填充地基內(nèi)部的空隙和縫隙，從而提高地基的承載能力和抗?jié)B漏性能。

3）隧道注漿灌漿處理。隧道是水利工程中常見的施工場(chǎng)景，但隧道內(nèi)部常常存在漏水、沉降和塌方等問題。高壓噴射灌漿技術(shù)可以將灌漿材料噴射到隧道內(nèi)部，填充空隙和裂縫，從而提高隧道的穩(wěn)定性和抗?jié)B漏性能。

4）水閘、水渠、水泵房等施工。除了上述場(chǎng)景外，高壓噴射灌漿技術(shù)還可以用于水閘、水渠、水泵房等水利建筑物的修補(bǔ)和加固，從而提高它們的使用壽命和安全性。

2.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1）灌漿密實(shí)性高。高壓噴射灌漿技術(shù)可以將灌漿材料在較短的時(shí)間內(nèi)高速均勻地噴射到孔洞或縫隙中，形成均勻致密的灌漿體，可以有效提高灌漿體的密實(shí)性，增強(qiáng)巖體、混凝土或土壤的穩(wěn)定性[2]。

2）施工效率高。高壓噴射灌漿技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化噴射，噴射速度快，施工效率高，可以大大節(jié)省時(shí)間和人力成本。同時(shí)，灌漿作業(yè)不受孔洞深淺、位置的限制，適用范圍廣。

3）施工質(zhì)量可控性好。高壓噴射灌漿技術(shù)在噴射過程中可以對(duì)噴射壓力、流量和噴射方向進(jìn)行調(diào)整和控制，確保灌漿材料在孔洞或縫隙中均勻分布，從而保證了施工質(zhì)量的可控性和穩(wěn)定性。

4）應(yīng)用范圍廣。高壓噴射灌漿技術(shù)不受施工環(huán)境的限制，可以適用于各種類型的巖土工程、混凝土結(jié)構(gòu)工程和水利水電工程中的地基加固、滲漏防治、裂縫修復(fù)等工作。

3 高壓噴射灌漿技術(shù)的施工流程

3.1 前期準(zhǔn)備工作

1）了解工程情況。施工前需要對(duì)工程的情況進(jìn)行了解，包括工程的類型、灌漿位置、灌漿深度等，這些信息對(duì)于選擇灌漿材料和設(shè)備有重要的指導(dǎo)意義。

2）設(shè)計(jì)灌漿方案。根據(jù)工程情況和灌漿要求，制定灌漿方案，包括灌漿深度、灌漿孔的布置、灌漿壓力和灌漿材料的配比等，以便后續(xù)施工的實(shí)施。

3）準(zhǔn)備灌漿材料。根據(jù)設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)備灌漿材料，灌漿材料的選用應(yīng)考慮到其流動(dòng)性、強(qiáng)度和耐水性等特性。

4）選擇合適的設(shè)備。包括高壓灌漿泵、壓縮空氣機(jī)、灌漿針等，根據(jù)工程的特點(diǎn)選擇適合的型號(hào)和規(guī)格。

5）組織人員培訓(xùn)。組織施工人員進(jìn)行培訓(xùn)，包括操作規(guī)程、安全知識(shí)和緊急處理方法等，確保施工人員掌握必要的技能和知識(shí)。

6）現(xiàn)場(chǎng)勘查和準(zhǔn)備。在施工前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，確定施工方式和設(shè)備的放置位置，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)清理和準(zhǔn)備工作，以保證施工的正常進(jìn)行。

3.2 施工準(zhǔn)備工作

1）設(shè)計(jì)和方案評(píng)審。在施工前，需要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)審，以確保施工方案能夠達(dá)到預(yù)期的效果。評(píng)審內(nèi)容通常包括灌漿位置、灌漿深度、灌漿材料等。

2）材料準(zhǔn)備。在施工前要準(zhǔn)備好所有需要的材料，如灌漿料、水泥、硅酸鹽等。

3）施工設(shè)備準(zhǔn)備。高壓噴射灌漿技術(shù)需要使用專門的噴射設(shè)備，因此要在施工前準(zhǔn)備好噴射設(shè)備、壓縮空氣設(shè)備、攪拌設(shè)備等。

4）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境清理。施工現(xiàn)場(chǎng)需要保持清潔，確保沒有雜物和灰塵，以保證施工質(zhì)量和效率。

5）安全防護(hù)措施。高壓噴射灌漿技術(shù)需要使用高壓噴射設(shè)備，因此要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)，如穿戴防護(hù)用具、設(shè)置安全警示標(biāo)志等。

6）測(cè)試和檢驗(yàn)。在施工前需要進(jìn)行設(shè)備測(cè)試和灌漿效果檢驗(yàn)，以確保噴射設(shè)備能正常工作，灌漿效果符合要求。

3.3 施工過程

1）設(shè)備設(shè)置。在施工現(xiàn)場(chǎng)，需要將高壓噴射灌漿設(shè)備搬到施工位置，并將設(shè)備固定好，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，按照要求將噴嘴和管道連接好。

2）檢查設(shè)備。在進(jìn)行施工之前，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備工作正常。檢查內(nèi)容包括噴嘴、管道、壓縮機(jī)、氣罐、電機(jī)、水泵等設(shè)備狀態(tài)是否正常。

3）材料配制。在進(jìn)行高壓噴射灌漿施工之前，需要準(zhǔn)備灌漿材料，按照配比要求進(jìn)行配制。常見的灌漿材料包括水泥、砂漿、石英砂、化學(xué)灌漿劑等。

4）施工操作。在設(shè)備設(shè)置、檢查和材料配制完成之后，開始進(jìn)行高壓噴射灌漿施工。具體的施工操作如下：①清理施工面：將施工面的灰塵、油污等雜物清理干凈，確保施工面干燥、潔凈。②噴涂底涂材料：用低壓泵將底涂材料噴涂在施工面上，形成一層底涂。③設(shè)置噴嘴：將噴嘴調(diào)整到正確的角度和距離，并按要求設(shè)置噴射壓力。④進(jìn)行噴射灌漿：用高壓泵將灌漿材料通過噴嘴噴射到施工面上，形成一層灌漿層。⑤觀察灌漿效果：對(duì)灌漿層的厚度、密實(shí)度、均勻度等進(jìn)行觀察和檢查，確保灌漿效果達(dá)到要求[3]。

5）施工記錄。在施工過程中需要填寫灌漿數(shù)據(jù)記錄表，如表1 所示，主要包含施工的時(shí)間、材料使用量、施工面積、噴射壓力、噴射速度等信息，以便于后續(xù)的施工管理和效果評(píng)估。

表1 灌漿記錄表

6）清洗設(shè)備。在施工結(jié)束后，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗，清除噴嘴和管道中的殘留材料，并進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)，以便下一次使用。

3.4 施工后處理

施工后處理是指對(duì)完成高壓噴射灌漿施工后的工程進(jìn)行清理、檢查、測(cè)量、記錄等工作。其主要目的是確保工程質(zhì)量，防止漏漿和發(fā)現(xiàn)假冒偽劣產(chǎn)品，同時(shí)保證施工安全。以下是高壓噴射灌漿施工后處理的具體步驟：

1）清理施工現(xiàn)場(chǎng)。清理施工現(xiàn)場(chǎng)的殘留材料和設(shè)備，將現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)到原狀，確保環(huán)境衛(wèi)生和安全。

2）檢查測(cè)量。對(duì)灌漿部位進(jìn)行檢查和測(cè)量，檢查灌漿是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，測(cè)量灌漿的深度、厚度、密度、強(qiáng)度等參數(shù)，確保灌漿效果。

3）記錄資料。對(duì)施工過程中的記錄資料進(jìn)行整理和歸檔，包括灌漿材料、設(shè)備使用記錄、檢驗(yàn)報(bào)告等。

4）編寫施工報(bào)告。記錄施工過程中的主要內(nèi)容和技術(shù)參數(shù)，包括施工日期、地點(diǎn)、施工人員、灌漿材料、設(shè)備、灌漿效果等。

5）驗(yàn)收。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)施工完成的工程進(jìn)行驗(yàn)收，確保灌漿效果和質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)收時(shí)需如實(shí)填寫灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)表（如表2 所示），驗(yàn)收完成后方可交付使用[4]。

表2 高壓噴射灌漿質(zhì)量檢驗(yàn)表

4 高壓噴射灌漿技術(shù)常見問題及解決方案

4.1 灌漿材料選用問題

1）灌漿材料與環(huán)境不適應(yīng)，灌漿前需要對(duì)環(huán)境進(jìn)行檢查，并選擇適合環(huán)境的灌漿材料。

2）灌漿材料強(qiáng)度不夠，要根據(jù)具體情況選用強(qiáng)度等級(jí)適當(dāng)?shù)墓酀{材料。

3）灌漿材料與設(shè)備不匹配，要選用適合設(shè)備的灌漿材料，避免發(fā)生堵塞、漏漿等問題。

4.2 施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求問題

1）灌漿現(xiàn)場(chǎng)雜物過多，在灌漿前需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理。

2）灌漿現(xiàn)場(chǎng)溫度過低或過高，要根據(jù)灌漿材料要求進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。

3）灌漿現(xiàn)場(chǎng)潮濕或有水，要進(jìn)行干燥處理或加強(qiáng)防水措施。

4.3 施工設(shè)備運(yùn)行問題

1）設(shè)備運(yùn)行異常，要及時(shí)進(jìn)行檢查和維修。

2）設(shè)備漏油、漏水，要及時(shí)更換潤(rùn)滑油和密封件。

3）設(shè)備堵塞，要進(jìn)行清理。

4.4 灌漿效果檢驗(yàn)問題

1）灌漿材料強(qiáng)度不夠，要進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)整灌漿材料。

2）灌漿后出現(xiàn)滲漏或裂縫，要進(jìn)行檢查，并及時(shí)進(jìn)行處理。

3）灌漿效果不佳，要調(diào)整灌漿設(shè)備和材料，或重新進(jìn)行灌漿。

5 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電施工中的應(yīng)用案例

某水利工程混凝土水壩在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)有滲漏問題，為確保工程安全，需要進(jìn)行灌漿處理。

5.1 前期準(zhǔn)備

清理施工現(xiàn)場(chǎng)，確定灌漿方案和工藝參數(shù)。整個(gè)工程噴射面積為1 000 m2，施工周期為10 天。

5.2 施工準(zhǔn)備

組織現(xiàn)場(chǎng)施工人員，檢查和調(diào)試灌漿設(shè)備，對(duì)噴射口進(jìn)行加固處理。

5.3 施工過程

1）進(jìn)行表面處理。清理水壩表面，去除積水和污物，鑿除松動(dòng)的混凝土，清理出松散的砂礫。

2）準(zhǔn)備灌漿材料。選用水泥、細(xì)砂、膨脹劑等灌漿材料，按照1∶2∶0.05 的比例和要求進(jìn)行攪拌，得到均勻細(xì)膩的灌漿材料。

3）進(jìn)行高壓噴射灌漿。采用高壓泵將灌漿材料送入灌漿管道中，通過噴嘴進(jìn)行噴射，對(duì)水壩進(jìn)行灌漿處理。在噴射過程中，控制壓力為40 MPa 和噴射速度為（2～3）m3/h，確保灌漿均勻、密實(shí)，填充水壩中的裂縫和缺陷。

4）施工后處理。對(duì)噴射口進(jìn)行密封處理，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理和整理，對(duì)施工記錄進(jìn)行整理和歸檔。

5.4 施工效果

經(jīng)過高壓噴射灌漿處理后，水壩滲漏問題得到了有效解決，施工效果良好。見圖1。

圖1 滲漏水壩的灌漿處理

6 結(jié) 語(yǔ)

高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電施工中已經(jīng)成為一種必不可少的防滲技術(shù)手段。它不僅可以解決施工中水工結(jié)構(gòu)的滲漏問題，還可以提高工程的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。但是，在實(shí)際施工中，需要注意灌漿材料的選用、施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求、施工設(shè)備的運(yùn)行以及灌漿效果的檢驗(yàn)等方面的問題，以確保灌漿工程的質(zhì)量和效果。