談高壓噴射灌漿技術施工工藝和質量控制

摘要:高壓噴射灌漿是一項先進的防滲技術，它具有成本低、施工速度快、固結體強度大、可靠性高等特點。此項技術很大程度地提高了水工建筑物防滲抗災能力，減輕防洪脹力，對保障人民生命財產安全以及社會經濟發展可起到積極的作用。因此，值得不斷的研究，以提升該工藝技術的水平與質量。

關鍵詞:高壓噴射灌漿 作用 優勢 施工要點 注意事項

0 引言

高壓噴射灌漿基本原理是借助于高壓射流沖擊、破壞被灌地層結構，同時灌入水泥漿或混合漿，使漿液與被灌地層顆粒摻混，形成符合設計要求的凝結體，借以達到加固地基和防滲的目的。

1 灌漿的概念及作用

灌漿(Grouting)，就是將某種具有流動性和膠凝性的漿液，按一定的配比要求，通過鉆孔用灌漿設備壓入建筑物或其基礎部分縫隙中的措施。灌漿又稱注漿，其實質是使漿液在被灌載體中滲透、擴散、充塞，經一定時間后凝固和硬化，從而達到加固載體和抗滲防水的目的。

灌漿的作用主要體現在下面幾個方面:充填作用。漿液凝成的結石將地層空隙充填起來，可以阻止水流通過，提高地層的密實性;壓密作用。在漿液被壓入的過程中，將對地層產生擠壓，從而使那些無法進入漿液的細小裂隙和孔隙受到壓縮或擠密，使地層密實性和力學性能都得到提高;粘合作用。某些漿液的膠凝性質可以使己經脫松的巖塊、建筑物裂縫等充填并粘合在一起，使其聯合承載能力得到改善;固化作用。某些漿材(例如水泥和某些化灌材料)可與地層中的粘土等松軟物質發生化學反應，將其凝固成堅固的“類巖體”。

2 高壓噴射灌槳技術的優勢

2.1 適用范圍廣。高噴灌漿可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程建成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結構和不影響運營使用的長處。

2.2 施工簡便。施工時只需在土層中鉆一個孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射形成0.4～4.0m的固結體，因而能貼近已有建筑物基礎建設新建筑物。

2.3 固結體形狀可以控制。為滿足工程的需要，在噴射過程中，可調整旋噴速度和提升速度，增減噴射壓力，可更換不同孔徑噴嘴改變流量，使用固結體成為設計所需要的形狀。

2.4 料源廣闊、價格低廉。噴射的漿液是以水泥為主，化學材料為輔，除了在要求速凝超早強時使用化學材料外，一般的地基工程使用價格低廉的425號普通硅酸鹽水泥。此外，還可以在水泥中加人一定數量的粉煤灰，這不但利用了廢材，又降低了注漿材料的成本。

2.5 設備簡單、管理方便。高壓噴射灌漿全套設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少，能在狹窄和低矮的現場施工，且施工管理簡便:在單管、二重管、三重管噴射過程中，通過對噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測，即可間接地了解其效果和存在的問題，以便及時調整噴射參數或改變工藝，保重固結質量。在多重噴射時，更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之，施工管理十分有效。

3 高壓噴射灌槳的工藝與施工要點

3.1鉆孔 造孔過程中做好充填堵漏，使孔內泥漿保持正常循環，返出孔外，直至終孔。跟管鉆進，邊鉆進邊跟入套管，直至終孔。鉆進時應注意保證鉆機垂直，偏斜率應≤1%。

施工中需注意，當孔深達到設計深度時，應提取巖芯，經檢驗認可后方可終孔。終孔后要測斜驗收，合格后搬遷孔位。

3.2 下入噴射桿 泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內，直至孔底。跟管鉆進的鉆孔，有2種情況:①拔管前在套管內注入密度大的塑性泥漿，注滿后起拔套管，邊起拔邊注入，使漿面長期保持與孔口齊平，直至套管全部拔出，而后再將噴射桿下入孔內直至孔底。②也可先在套管內下入管壁均勻的PVC管，直到套管底部，起護壁作用，而后將套管全部拔出，再將噴射桿下入到管底部。

3.3 高噴施工 施工中所用技術參數因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同，提升速度也有差異。對各類地層而言，若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大，而提升速度變化，是影響高噴質量的主要因素。

一般情況下，確定提升速度應注意下列問題:①因地層而異在砂層中提升速度可稍快，砂卵(礫)石層中應放慢些，含有大粒徑(40cm以上)塊石或塊石比較集中的地層應更慢。②因分序而異先序孔提升速度可稍慢，后序孔相對來講可稍快。③高噴施工中發現孔內返漿量減少時宜放慢提升速度。

此外，還需對進漿量進行控制。除在制漿過程中嚴格控制水泥用量、保證漿液濃度外，對進水量同樣要嚴格控制，方可保證進漿量。

3.4 墻體位置的確定 根據設計要求平整好場地，要求場地內地下無障礙物，對某些作業地基軟、不平整，有可能引起整機翻倒引起事故的地段，一定要采取防范措施，在平整場地上對墻體中心線進行測量定位。

3.5 噴墻管理 應控制好掘進速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小應使漿液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發生離析和斷漿現象，保證墻體均勻，無夾心層，若發生管道堵塞或因故短暫停機，應迅速搶修。如噴射過程中因發生事故停噴超過1h～2h，就需要做特殊處理方才能繼續噴灌，恢復噴射時要求從停噴深度以下0.5m開始提升噴射。

3.6 質量檢測

3.6.1 防滲墻的滲透性。灌漿施工結束待防滲墻體凝固30d后，將550m的灌漿壩段分為4個檢查段，在這4處設置防滲檢查試驗圍井，用注水試驗測定封閉圍井的滲透性來判斷防滲墻質量。從試驗結果看，防滲墻質量均達到優或良。

3.6.2 防滲墻的連續性及厚度。施工結束30d后，采用地質雷達技術對防滲墻的連續性和厚度進行檢測，查驗防滲是否達到了設計要求的平均厚度，以及防滲墻體方向和垂向深度的連續性是否達到設計要求。

3.6.3 防滲墻體結石體的強度。分別在檢查段之間防滲墻交叉接觸位置布置檢查孔，在檢查孔的中部取樣品做物理力學試驗，以查驗施工是否達到了工程設計要求。

4 高噴技術施工中需注意的事項

為保證高噴防滲墻的連續性，則必須要使各孔的凝結體在有效范圍內牢固可靠連接上，為此如何選用結構布置形式和孔與孔的距離則很重要。

高噴形成的凝結體的形狀與噴射的形式有關，噴射形式一般有旋噴、擺噴和定噴三種。噴射時若邊提升邊旋轉，則凝結體的形狀為圓柱體，若邊提升邊擺動則形成的凝結體形狀為啞鈴狀，若只提升和定向噴射則可形成板狀。

在防滲工程中，孔距的選擇至關重要，它不僅關系到凝結體能否可靠地連接，而且也影響工程的進度、造價。孔距應根據地層的地質條件，對防滲性能的要求、高噴灌漿的施工方法和工藝、結構形式、孔深及其它因素綜合考慮而定。應控制好掘進速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小，應使漿液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發生離析和不允許發生斷漿現象，保證墻體均勻，無夾心層，若發生管道堵塞或因故暫停機，應迅速搶修。

5 結語

灌漿技術作為水工建筑物地基處理中常用和重要的工程措施，在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應用大多數水庫、大壩的地基均需進行處理后，才能達到穩定與防滲的要求隨著水利水電建設的發展，國內可用于修建水庫、大壩比較好的地基也越來越少，因此，灌漿技術在水利工程地基處理中已經成為一個非常重要的技術手段。

參考文獻:

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