高壓噴射灌漿技術在水利工程施工中的應用

何東明

摘 要：隨著社會化進程的不斷加快以及經濟全球化的發展趨勢，我國的各行業領域都有了很大的進步，特別是一些工程項目，施工技術水平更加科技化、智能化。水利工程作為與人們生產生活等活動密切相關的行業，其施工技術種類也日漸多樣化。高壓噴射灌漿技術是水利工程施工中的關鍵技術，廣泛應用于地下和基礎工程防滲加固工程中。高壓噴射灌漿施工技術具有很大的優勢，在實際的水利工程施工中經常被用于防滲漏處理。文章主要對高壓噴射灌漿技術的作用原理、相關工藝參數的確定及防滲效果進行了介紹，并探討了高壓噴射灌漿施工技術的特點、流程及施工質量控制工藝要求等。

關鍵詞：高壓噴射灌漿；原理；水利工程；應用

引言

由于我國水利工程起步較晚，發展速度緩慢，在20世紀80年代才在全國范圍內逐漸推廣應用高壓噴射灌漿施工技術，被廣泛應用于堤壩、涵閘的防滲工程中。使用高壓噴射灌漿技術具有很大的優勢，可以加強地基的強度，減少、整治建筑物中存在的沉降或者不均勻沉降現象。另外，在砂石層，只要砂石的直徑不差過一定的范圍，也可以起到加固的作用，但是高壓噴射灌漿技術不適合應用于地下水流速過快的地層中。高壓噴射灌漿技術是一種采用高壓水或高壓漿液而形成高速噴射流束，可以沖擊、切割及破壞地層的主體，將水泥基質漿液填充、摻雜其中，使漿液和被灌地層中的顆粒混合，形成樁柱或板墻狀的凝結體，起到提高地基防滲及承受能力的作用，從而防滲加固圍壩。高壓噴射灌漿技術具有成本低、施工速度快、固結體強度大及可靠性高的特點，可以加快水利工程施工速度，節省施工期限。基礎防滲處理是水利工程施工中的關鍵環節，是影響水利工程施工質量的重要因素，在基礎土質不滿足施工需求，且滲透性較強時，加之水流的作用，就會嚴重危害水利工程的基礎施工。

1 高壓噴射灌漿技術的工藝原理

1.1 沖切摻攪作用

高壓噴射灌漿技術的工作原理主要是利用高壓射流，并在強烈的沖擊下，使漿液在有效范圍內快速擴散，填充土層，與土石粒混合硬化后形成凝結體，從而改變原有的地層結構及組成，提高防滲能力和承載力。

1.2 升揚、轉換作用

不同于其他水利工程施工技術，高壓噴射灌漿技術具有很大的獨特性，施工速度快，節省了施工時間，可以在極大程度上優化水利工程質量。高壓噴射灌漿技術的施工原理是在空氣的作用下將水、氣、漿等從噴嘴中噴出，經過一定的反應后達到破壞地層結構的目的，并對其起到升揚的作用。另外，高壓噴射灌漿施工技術還可以將土石碎屑等填入地層中，填充土層，剩余的空隙由漿液進行補充，起到轉換的作用。

1.3 擠壓、滲透作用

除了起到揚及轉換作用之外，高壓噴射灌漿工業還起到擠壓和滲透的作用，這也是被廣泛用于水利建設施工中的重要原因。隨著高噴射流強度與射流距離成反比例關系，距離越大，強度反而越小，當距離達到一定時，強度就會衰減至射流束的末端，從而對底層起到擠壓的作用。在噴射環節完畢之后，接下來就進行靜壓灌漿，對有效范圍內的土層起到滲透作用，最終使凝結體與周圍土體緊密結合，在外側形成滲透凝結層，提高防滲性能。

1.4 位移握裹作用

由于地層結構復雜，含有很多較小的塊石，在大能量的噴射之下，加之升揚、轉換作用，將漿液填滿塊石的周圍縫隙。需要注意的是，在遇到較大的塊石或者塊石區域時，要降低噴射速度，提高噴射強度，將大塊石進行位移及松動，同時，重復填充漿液的步驟，將漿液滲入塊石空隙中。通過高壓噴射擠壓、余壓級滲透等綜合方式，產生握裹凝結作用，從而形成連續的、密實的凝結體。

2 高壓噴射灌漿技術的應用

2.1 凝結體的性能

高噴施工形成的凝結體在水利工程防滲處理過程中占據重要地位，具有良好的穩定性及防滲性，不需要很強的抗壓強度。凝結體的防滲性受很多因素的影響，主要包括地層組成成分和顆粒級配、施工方法、施工工藝、漿液材料等等。雖然由高噴形成的凝結體的形狀不規則，但是其可以與地層緊密結合，凝結體周圍不僅具有漿皮層，還具有滲透凝結層，可以起到很好的防滲透作用，對有效開展防滲處理有著不可替代的作用。

2.2 高壓噴射灌漿技術——三管法

高壓噴射灌漿技術的種類是由管數決定的，分為單管法、雙管法，以及三管法。其中，在利用三管法高壓噴射灌漿技術施工的過程中，使用到的主要設備和材料分別是液壓地質鉆機和高濃度的純水泥漿，可以極大地提高施工效率級施工質量。

2.3 施工工藝和施工要點

2.3.1 鉆孔。在水利工程施工時，鉆孔是不可缺少的一項施工工藝。因此，必須由專業技術人員進行施工，保持鉆機與地面垂直，使孔內的泥漿順利流出，防止泥漿滲漏。另外，還要注意從始至終都將鉆孔與進套管緊密結合。

2.3.2 下入噴射桿。噴射桿是水利項目施工的關鍵工具，在鉆孔施工之后使用。噴射桿可以一直插入泥漿固壁的鉆孔的底部。在進行下入噴射桿的過程中要注意以下兩點內容，首先，在拔管之前，要將具有高密度的塑性水泥注入套管之中，并在拔管時持續注入水泥，直到水泥的高度與孔口持平，待套管完全拔出后，插入噴射桿，并將其深入孔的底部。其次，為了減少不必要的麻煩，可以事先制作套管護壁，這可以通過將塑料管插進套管內實現，為順利插入孔內奠定基礎，當套管拔出時，再完全插入噴射管。

2.3.3 高噴施工。隨著社會經濟的快速發展以及信息技術的不斷創新，高壓噴射技術的種類日益多樣化，不同種類的高壓噴射技術在設定參數時差異很大，在不同灌漿壓力的影響下其提升速度也不同。不同的水利工程施工現場地形條件復雜，地層結構多種多樣，與水壓、氣壓相比而言，高壓噴射施工質量不會隨著施工方法的不同而有所變化，但是提升的速度差異較大。

2.4 施工工藝

與其他建設項目相比，水利工程施工比較復雜，受地形地貌條件影響嚴重，只有嚴格按照設計需求將施工現場進行清潔、平整，才能順利正常、順利開展施工。施工技術人員要有專業的施工技能、充足的施工經驗，保障施工工藝的有效性，在確定墻體位置時，首先要確定施工現場的墻體中心線，以嚴謹的態度進行墻體中心線的測量。另外，施工中經常會出現軟土地基或者地基不平的情況，對施工速度影響嚴重，甚至危害施工人員的生命安全。因此，相關人員要采取有效措施進行防范，減少安全隱患。

強化噴墻管理。對提升速度快慢、灌漿時壓力的大小以及掘進速度的快慢要進行控制。送氣量應保持能夠使漿液保持沸騰狀態，為防止墻體有夾層保證墻體均勻，灌漿過程中應該避免斷漿以及離析情況的發生。做好設備的維護工作，盡量避免因故障停機。

3 結束語

綜上所述，文章主要闡述了高壓噴射灌漿施工技術在水利工程施工中的應用。近年來，由于高壓噴射灌漿技術具有的獨特優勢，如成本低低廉、固結體強度大，以及穩定性高等等，備受水利工程施工單位的歡迎，被廣泛應用于防滲漏處理施工環節中。但是高壓噴射灌漿施工技術在施工時是很難控制的，相關施工人員必須要做好對其的控制工作，全面掌握高壓噴射灌漿施工技術的施工流程，提高施工過程的質量管理水平，對其中的關鍵環節進行重點控制，保障水利工程施工質量符合相關標準。高壓噴射灌漿技術大大提高了水利工程的防滲能力，為促進經濟發展起到積極作用。

參考文獻

[1]葉斌，李學武.高壓噴射灌漿施工技術[J].西部探礦工程，2004（10）.