概評水利工程中高壓噴射灌漿作用與技術應用

祁敬鋒

(哈爾濱市呼蘭區澇區管理站，哈爾濱150522)

概評水利工程中高壓噴射灌漿作用與技術應用

祁敬鋒

(哈爾濱市呼蘭區澇區管理站，哈爾濱150522)

一直以來，為了能夠切實有效的解決水利工程等工程的滲水現象，我國已經進行了大量深入的研究和實踐，以期能夠找出一種切實有效的防滲措施。尤其是在現代水利工程進行施工的過程中，基礎防滲工作成為了保證水利工程防滲的一個關鍵措施，而在工程基礎穩定性和可靠性較差的情況下，就極易受到水流作用的影響。文章針對水利工程中高壓噴射灌漿技術的實際作用應用進行了闡述。

高壓噴射灌漿技術;工藝原理;水利工程;技術應用

0 前言

高壓噴射灌漿技術是現代建筑工程中一種應用廣泛的重要的施工技術。該技術能夠極大的提升地基結構的穩定性，使得地基通過裂縫連接固定的方式，形成一個整體。本文主要針對水利工程中高壓噴射灌漿技術作用與應用進行了闡述。

1 工藝原理

高壓噴射灌漿技術自身主要是利用壓力極高的噴射流，在土層之中采用切割和擾動的方式，滲入到裂縫之中，從而使得其中的漿液能夠在高壓噴射的影響之下，快速地滲透到周邊的土層、裂縫之中后，會迅速和裂縫中的石料進行混合，漿液在完全硬化之后，使松散地質狀況形成堅固的凝結體，從根本上有效地改變了地基的穩定性和組成成分以及構成方式，大大提高了承載能力，經過處理后最終達到提高地基荷載能力、滿足工程施工的要求，變不利承載條件為可利用條件，體現水利工程中高壓噴射灌漿技術作用的應用重要性［1］。高壓射流對地層結構的影響范圍、程度及固結質量，取決于公式中比能值E，表達公式:E=PQ/100V (1)式中:E為每米旋噴柱所耗用的能量，MJ/m，字母P代表噴射時所需的的灌漿壓力值，Map;Q為所需射流漿量，L/min;V為提升時的速度，cm/min。

公式中，E值很重要，E值越大，旋噴柱的直徑會越大，在一般情況下選用直徑在50～70 cm的較好。具體操作還應在現場通過做試驗測試確定。

2 凝結體的性能

利用高壓噴射方式所形成的凝結體在土層之中并不規則，但是卻能夠極好的與地基地層緊密地結合起來，這主要是由于高壓噴射的凝結體，除了自身的漿皮層以外，通常其中還有防滲性凝結體的物質存在，該物質能夠發揮出極好的復合防滲作用，最大限度的提升了凝結體地防滲性能。

3 高壓噴射凝結體的結構形式及布置方式

使用高壓噴射灌漿技術在進行施工的過程中所噴射出的凝結體形狀，與噴射的過程、方式有著重要的聯系，新高壓噴射的過程中一般有3種不同的噴射形式:旋噴、擺噴、定噴［2］。也就是在噴射的過程中，邊提升噴射槍邊進行旋轉，這一方式施工形成的凝結體形狀便是圓柱體。而在噴射的過程中邊提升邊擺動噴射槍，通過這一方式所形成的凝結體形狀便是啞鈴狀。在噴射的過程中僅僅只是用定向噴射提升的方法，那么所噴射出來的形狀變成為板狀，也就稱之為定噴板。

4 高壓噴射所需材料

高壓噴射材料大多采用由水泥制備的漿液構成，通常采用普通硅酸鹽水泥，最適用的水泥標號為42.5或52.5。漿液大體分3種，其中普通型漿液，在采用普通硅酸鹽水泥時，不加外加劑。廣泛適用于沒特別要求的工程。第二種是速凝早強型漿液，適用于過早承當荷載的工程和地下水位較高，此時需加入氯化鈣、三乙醇胺等速凝早強劑。另一種是高強型漿液，選高標號水泥，高效能的擴散劑和無機鹽組成的復合配方等。為提高抗滲性，可加入2% ～4%的水玻璃。

5 主要的工藝和施工要點

高噴灌漿施工工序主要有兩大部分組成，第一部分是做孔，第二部分是灌漿，其中做孔主要工序是:放線布孔、鉆機就位、鉆機調平、鉆孔、封堵漏漿通道、終孔。灌漿主要工序是高噴臺車就位、地面試噴、下噴射管、輸漿、定向、噴射提升、回漿、終漿、回灌、管路沖洗、高噴臺車轉移。

在泥漿固壁回轉(或沖擊)鉆進時，在造孔過程中，做好充填堵漏工作，其實質在于使孔內泥漿保持正常循環運轉，泥漿攜砂或泥能返出孔外，直至終孔成功。跟管鉆進時，邊鉆進邊隨時協調配合跟入套管，直至終孔成功。

有泥漿固壁的鉆孔，下噴射桿時，操作時最好將噴射桿直接進入孔內，直至孔底。跟管鉆進的鉆孔，有2種以下情況需注意:①為了防止塌孔，做好防范，拔管前必須在套管內注入密度大的塑性泥漿，保證孔壁壓力平衡，注滿后，才可起拔套管，起拔過程中要互相配合協調，邊起拔邊注入，使漿面長期保持不低于孔口，保證對側壁足夠壓力，持續時間直至套管全部拔出為止，第二次再將噴射桿下入孔內直至孔底。重復施工一次，注意方法同第一次一樣;②施工中也可以在套管內下入管壁均勻的硬質塑管，目的是直到套管的底部，起到護壁作用，目的是一樣的。而后將套管全部拔出，之后將噴射桿下入到管底部。

在高噴施工當中，施工中所用技術參數與使用高噴的方法要做調整。應隨使用方法不同做相應協調。對各種地質構成情況而言，若使用同一種施工方法，則水壓、氣壓、漿壓的變化不會大，唯有改變提升時的速度，這是保證高噴質量的關鍵因素。在通常情況下，確定提升速度要注意以下3個方面:①根據地層存在的差異性，例如在砂層中施工時的提升速度，可以適當稍快，在砂卵(礫)石層中施工時的提升速度應相應放慢些，假設當遇到(粒徑達到40cm以上)塊石或塊石比較集中的地層應更加慢，應根據不同地層做不同調整。②根據孔先后分序的不同時機，在先序孔提升速度時可以稍慢，在后序孔提升速度時可適當稍快。③當施工中突然出現高噴孔內返漿量減少時，及時放慢提升的速度，避免出現施工斷層，保證施工質量。

施工位置確定前，必須先平整場地，能滿足機械對現場要求，場地內障礙物需清理掉。對于某些地段地基軟，難于平整等地段，有可能引起整機翻倒傾斜事故的，一定要采取穩妥防范技術處理措施。放線定位時體按中心線進行測量定位，控制好平面位置。對灌漿時的壓力、提升速度，送氣量的大小要求，應能滿足使漿液呈沸騰狀。灌漿時漿液不允許發生離析、斷漿，配合比不合理等現象，確保墻體質量均勻，無夾心，無空洞。假若發生管道堵塞或因故短暫停機，應迅速搶修，恢復繼續施工，保證施工連續性。

6 工程質量檢測方法

可以采用挖探坑數米的方法，用電子填土密實度檢測儀進行現場測試。也可以從固結體中取得巖芯，在室內做物理力學性能試驗，并在取樣鉆孔中做壓水、抽水試驗，測出其抗滲能力是否滿足要求。還可做標準貫入度或荷載試驗。以上檢測結果應滿足土體密實度和承載力均大于原土體。

7 結語

在進行高壓噴射灌漿技術施工的過程中必須要嚴格按照施工步驟來進行施工，同時施工的各個細節方面也要嚴加監管，以此來保證施工沒有任何遺漏，促進高壓噴射灌漿技術施工的最佳質量與防滲效果。

［1］王海鵬.高壓灌漿技術在水庫工程的應用［J］.黑龍江水利科技，2013，41(11):160-162.

［2］陳文濤.高壓噴射灌漿施工技術在水利工程中的應用［J］. 水利技術監督，2009(05):70-71.

TV543

B

1007-7596(2014)06-0103-02

2014-04-15

祁敬峰(1975-)，男，黑龍江哈爾濱人，工程師。