淺談高壓噴射灌漿技術在水利工程中應用

河源市華建水利水電建筑工程有限公司 廣東河源 517000

摘要：高壓噴射灌漿技術主要應用于地下和基礎工程的防滲加固工程中。該技術具有較高的優越性，成本低、固結體強度大并且可靠性好，因此防滲加固效果明顯，提高了安全性。本文主要介紹了高壓噴射灌漿技術的性能和特點以及在水利工程中的應用，并對水利應用中該技術的質量控制提出相關建議。

關鍵詞：高壓噴射灌漿技術；水利工程；應用

我國在水利工程中高壓噴射灌漿技術是應用開始于20世紀80年代，主要用于堤壩和涵閘的防滲工程中。如今，該技術已廣泛用于江、河、湖、堤、壩等水利工程建筑物的防滲加固，如加強地基強度、擋土圍堰、地下工程、壩體加固、邊坡加固和隧道頂加固等。

一、高壓噴射灌漿技術

（一）高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術是利用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束對地層土體進行沖擊、切割、破碎，或是利用工程鉆機進行鉆孔后，并在其中填充、摻混水泥基質漿液，進行強制混合固化，從而形成具有一定性能和形狀的樁柱或板墻狀凝結體，實現地基的防滲加固。該技術使用范圍廣，施工簡便，成本較低，灌漿效果好，固結體具有較好的耐久性，對環境的負面影響小。

該技術一般有兩種施工方式，一是無損貼嘴灌漿法、二是打孔埋管灌漿法。無損貼嘴灌漿法操作流程依次為：注漿嘴加工、打磨、沖洗、裂縫描述、貼嘴、封縫、壓風檢查、灌漿、灌漿嘴清除和質懾檢查。打孔埋管灌漿法操作流程依次為：打孔、沖洗、埋管封縫、壓風檢查、灌漿和質量檢查。

（二）性能和特點

1、凝結體防滲加固性能

水利工程中采用高壓噴射灌漿技術形成的凝結體具有良好的防滲性和穩定性。凝結體規則性不強，能與地層緊密結合，除了漿皮層外，還存在著滲透凝結層，因此能夠實現復合防滲，進一步提高了防滲性能。

2、特點

第一，穿透性強。高壓噴射灌漿技術能夠穿透已施工完畢的路基、結構物等。

第二，占地面積小，工藝性強。該技術的施工占用樹立工程地面施工面積小，不用進行基礎結構的破開處理。高壓噴射灌漿過程中為了避免發生串孔，對鄰孔板墻體形成造成影響，因此，高壓噴射一般進行隔孔噴射，即單號孔噴射灌漿初凝后，隔天進行雙號孔灌漿。

第三，適應性較強。該方法能夠適應不同的地質情況，對軟弱地基和砂礫處理效果比深層攪拌法效果好。

第四，對工程存在一定程度的擾動。需要設計妥善的施工方法和預防措施。

二、高壓噴射灌漿技術在水里工程中的作用

（一）強制混合固化作用

該技術是通過高壓射流對基礎結構混合固化，具有強烈的沖擊作用和擾動。是一種強制性的混合固化手段，實現土層、砂石粒的混合，硬化，最終形成凝結體。

（二）升揚及轉換作用

進行高壓噴射灌漿時，空氣會被噴嘴中噴出的水、氣和漿壓縮，形成水或漿液的外包氣層，從而使水或漿液的射流到達較遠的地層，在保持較大破碎力的同時，將孔壁與噴射桿環狀間隙間的土石碎屑和細粒升揚起來，起到升揚作用并帶出孔外，并實現漿液填充空余部位，實現了相應的轉換。

（三）擠壓及滲透作用

高壓噴射流的強度會隨著距離的增大而降低，會對地面產生擠壓作用，而噴射之后的靜壓灌漿會滲透到周邊土體，一方面使凝結體和周圍土層更加緊密的結合，還能在凝結體外形成沉頭凝結層，起到防滲作用。

（四）位移握裹作用

已知升揚和轉換作用，可以讓將夜填充土石碎屑的空隙并將其握裹。而當遇到體積較大的石塊和塊石集中區，則通過降低提升速度增大比能，指石塊在在強大沖擊震動力下發生移和松動，進而使漿液沿四周空隙或塊石間孔隙滲入，實現滲透和握裹凝結。

三、高壓噴射灌漿技術在水利工程中的應用

（一）應用

高壓噴射灌漿技術在水利工程中的操作應用主要為造孔，下入噴射桿和高壓噴射。

1、造孔

首先，要做好造孔時的充填堵漏，并在造孔進程中跟入套管。鉆孔時鉆機必須垂直。然后，在鉆孔到達設計要求后，用水平尺進行機體水平、立軸垂直度的測量，進而控制孔斜率，防滲墻的有效連接，防止叉樁。選擇合適的孔距，保證凝結體的有效連接，保證工程的進度并控制造價等。孔距的選擇依據地層的地質條件，并綜合考慮防滲性能、高噴灌漿的施工工藝、結構形式和孔深等其他因素，孔距一般定為2.0m。最后，鉆孔檢驗合格后，要對縫面和孔內部進行水、風輪的反復沖洗。

2、下入噴射桿

對泥漿固壁的鉆孔在孔內直接下入噴射桿，通常有兩種情況：一是先澆筑后拔管。向套管內進泥漿澆筑注滿后再進行拔管，并在拔管時連續地相管內注入泥漿，從而維持漿面高度，拔出套管之后，將噴射桿下入管底。二是先下PVC管再拔管，最后下入噴射桿。

3、高壓噴射

根據實際環境情況和參數指標進行適合的高壓噴射，如確定提升速度，需要考慮土層因素和施工順序。因為不同是土層性質不同，如在砂層中噴射桿可以適當加快提升速度，而在砂卵（礫）石層中則應適當放慢速度。施工的順序中先序孔提升速度較慢，后序孔則相反。同時應控制進漿量、進水量和水泥用量。

（二）質量控制

為了保證水利工程中高壓噴射灌漿技術的施工質量，需要對高壓噴射灌漿施工前、施工過程和施工完成后進行控制。

施工前的控制主要是要確定施工隊伍和質量控制隊伍具有較高的素質和技術水平、編制科學合理的設計方案和控制細則、做好相關施工設備和質量控制設備的審查，以便實現對施工地的地質環境勘測，制定出合適的施工方案，完成質量較高的工程，并促進對工程質量的控制。

施工中的控制主要是要實現對孔距的確定、測壓管的使用、材料的使用、孔的沖洗、壓水檢查、孔內的干凈程度和灌漿過程的控制，

施工后的控制即是要對照設計圖紙進行反復核查，排除遺漏，及時掌握施工部分的變化，進行沉降觀測等，并做出相應的解決措施。

（三）常見問題

首先，要改進鉆孔的技術和質量。根據施工地的底層實際情況，改進鉆孔技術排除大型塊石以及地表水、地下水的影響。如采用較為先進的鉆機，避免卡鉆等現象；進行潛孔鉆；及時抽除地表水；及時更換護壁管等措施。控制孔斜不能超標，在漏漿時可參入適量的速凝劑以縮短凝結時間，在冒漿量過大事應及時檢測是否為噴漿管接頭故障等。其次，注意自然環境條件的影響。避免高溫作業，增強陰雨天的排水措施等。

四、水利工程中高壓噴射灌漿施工實例

某大壩壩基的防滲加固采用高壓噴設灌漿進行施工，主要采用三管法擺噴進行成墻。該施工地的土壤地質類型為粉質型，因此，選擇柱擺式凝結體結構，該墻長101米，厚度為15厘米，墻深3米，孔距為1米。噴嘴2.3毫米，高壓水28MPa，氣壓0.7MPa，漿壓0.2MPa，流量每分鐘70立方，提升速度1每分鐘15厘米。三重管每分鐘擺動10次。該設計達到了要求的固結體，起到加固或防滲的作用。

根據施工地點實際情況進行高壓噴射灌漿的設計，才能實現有效的防滲加固作用，否則會起到相反的作用，無法達到預期的效果。

結束語

高壓噴射灌漿技術已普遍用于水利工程的防滲加固工程中，該方法材料來源廣闊，價格低廉，漿液集中，流失較少，設備簡單，管理較方便，并且對環境的負面影響小，無公害。該技術下，形成的凝結體防滲加固效果顯著，在水利工程中比常規的規砼防滲墻更加經濟適用，開挖量少，占地少，施工方便，對周邊其他建筑或工程的影響小，促進了工程的質量，保障了人們的生命財產安全，有較高的社會經濟效益，同時促進了社會經濟的發展。

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