水利工程中高壓噴射灌槳技術的應用分析

江志剛

摘要：隨著我國經濟和科技的飛速發展，水利工程建設得到了質的飛躍。水利工程中經常用到高壓噴射灌漿技術，它是具有固結體強度大、可靠性高、施工時成本低等優點的一種施工技術，能夠在防滲加固工程之中起到很大作用。本文主要針對水利工程中的高壓噴射灌漿技術的應用和技術實踐進行了詳細的分析研究，希望為我國水利工程的建設發展做出貢獻。

關鍵詞：高壓噴射灌漿技術；水利工程；應用

中圖分類號：TV543文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）02-0048-02

引言

對于水利工程施工，通常會由于土壤防滲能力差、地基土質條件差、土壤承載能力弱等地質條件的因素導致水利工程施工工期長和質量差，在水利工程施工過程中應用高壓噴射灌槳技術，能有效地解決這種問題，所產生的防滲能力效果十分明顯，以下就水利工程中高壓噴射灌槳技術的應用進行分析。

1.概述高壓噴射灌槳技術

高壓噴射灌漿簡稱為“高噴”或“高噴灌漿”，是利用高壓水或高壓漿液形成的高速噴射流束，對土地進行沖擊、切割，然后填充、摻混水泥基質漿液，形成樁柱、板墻狀凝結體，充分有效地提高地基防滲或承載能力的施工技術。高壓噴射法就是利用鉆機深鉆至設計處理的深度后，利用高壓泥漿泵，通過安裝特殊的噴嘴置于鉆桿的桿端，向周圍土體噴射固化漿液，同時以一定的速度使鉆桿提升，逐漸混合固化漿液并慢慢在土地中形成具有一定性能和形狀的固結體。高壓噴射灌漿技術應用范圍廣泛，具有設備簡單，施工簡便，污染少，耐久性好，成本低等優點。圖1-1為高壓噴射灌槳技術應用的流程圖。

2.高壓噴射灌槳技術的應用

2.1沖切和攪拌作用

高壓噴射灌漿技術，從高壓噴射流的原理得知，利用高壓泥漿泵與土石粒以及泥土進行攪拌，在高壓噴射擠壓、滲透等綜合作用下，使得泥土與混凝土完全混合后便產生了良好的凝結體。極大提升了土地的荷載力和防滲能力。

2.2擠壓和滲透作用

一方面高噴射流的強度隨射流距離增加而不斷減小，雖不能再沖切地層，但對地面造成擠壓。同時績射之后靜壓灌漿仍然在進行會滲透到周圍的土地，使凝結體和周圍的土層更加緊密地結合，還在凝結體的外圍形成滲透凝結層，具有較強的防滲性能。

2.3升揚和轉換作用

高壓噴射灌漿施工的過程中，績嘴在進行運作的過程中能夠噴出氣、漿、水等物質空氣，不但能夠幫助水以及漿液包構成外包氣層，使得水流能夠被極大的壓力透入到地較遠距離，同時，還能夠起到相應的升揚作用，使得地層中所存在的土石碎屑以及地層中細粒等雜質能夠從噴射桿的環狀間隙中擠壓出地面，空出的位置由漿液替代，起到了轉換作用。

2.4位移握裹作用

地層里小塊石，由于高噴的能量太大，在升揚、轉換作用下被漿液填滿四周的空隙并握裹。在沖擊震動力的強大作用下塊石將會產生松動、位移，漿液沿空隙滲入進來。在高噴的滲透和擠壓等綜合作用下產生握裹作用形成緊密的凝結體。

3.施工中常見問題和解決措施

3.1鉆孔難度大

有些施工區域存在著地質結構復雜的現象，而且有大量的石塊和地下水的存在。即使采用先進的鉆機來鉆孔，進度仍然很緩慢并且常出現掉鉆頭、卡鉆等狀況。針對這些情況，應該及時的抽除地表水并及時地更換下護壁管和潛孔鉆，防止塌孔現象的發生。

3.2氣候影響

在進行工程施工的過程中經常由于天氣的原因而對施工造成影響。炎熱天氣時，基坑內部不通風，而在高溫環境下進行施工，施工人員也極易中暑。降雨天氣同樣會對于施工造成影響，暴雨容易形成排水不暢通對施工進度造成阻礙。因此，施工現場的負責人員要及時在天氣高溫的狀態下為施工人員備好消暑措施，在雨天增強捧水能力等。

4.工程實例

某水電站的基礎防滲工程，設計防沖隔墻深度為30m，長度為60Tn，墻體平均厚度為80cm，采用柱擺式的凝結體布置形式，該地的土層是砂礫土，施工單位經過對施工現場實際情況進行詳細分析，決定采用高壓噴射灌槳技術，先用氣管、水管等組成噴射桿，在噴射桿底部安裝噴嘴，進行高噴時，利用高壓氣和高壓水將土地沖擊攪動，然后注入濃漿液進行攪拌，硬化后形成凝結體。

在正式施工前，施工單位需要做好各項施工準備工作和對工程的具體情況進行詳細的分析，首先根據施工設計圖紙，制定合理的施工方案，并對施工方案的科學性、合理性、安全性、經濟性、可行性等進行全面分析；其次對施工需要的鉆機、輸漿管道、高壓泵等施工機械設備施工單位要進行認真的檢查，保證這些施工機械設備能滿足施工需求；同時對施工采用的各種材料施工單位也要進行嚴格的抽查，保證施工原材料的質量符合相關規定，從而保障水利工程的施工質量。

施工單位在開展鉆孔施工過程中，需要做好填充堵漏工作，使孔內泥漿保持正常循環。在鉆孔施工過程中，跟管鉆進，邊鉆進邊跟入套管，施工人員在鉆進時應保證鉆機垂直，并保持鉆機的平穩牢固，在實際施工過程中，采用水平尺對鉆機的立軸垂直度、機體水平度等進行全面測量，以控制孔斜率，從而保障防滲墻的連續性。在施工過程中，施工人員要確保鉆孔孔位和設計孔位之間的偏差不大于50mm，灌漿孔的孔斜率偏差應小于或等于0.5%之內。在成孔鉆進過程中，施工人員要每鉆進4m應用水平尺進行測量，確保傾斜偏差在可控制范圍之內。在鉆孔施工過程中，孔距的選擇至關重要，施工單位要根據地層的地質情況、高壓噴射灌槳施工方法、對防滲性能的要求等各種影響因素綜合確定合理的孔距。本次施工中，施工單位通過綜合分析，定孔距為2.5m，有效半徑達1.8m。鉆孔施工結束后，施工單位須采用風、水輪換進行進行孔內和縫面沖洗。在清理成孔時，孔口敞開，將風或水管插入孔底，反復清洗直清水后方可結束。

在鉆孔施工過程中，施工單位要注意跟管鉆進，對于跟管鉆進有兩種情況，一種是先不進行拔管操作，首先向套管內注滿澆筑泥漿，進行拔管時，要注意繼續注入泥漿，確保泥漿漿面高度不變，最后當施工人員完全將套管拔出來后，噴射桿才可以下人到管底，另一種是在套管還未拔之前將PVC管放入管內，然后開始拔管工作操作，先放入PVC管保護管壁，當套管完全拔出后，下入噴射管至管底。

在進行高壓噴射施工時，高速噴射技術施工中技術參數需要根據具體工程的實際情況決定。高壓噴射施工的重點是控制噴射桿的提升速度，多種因素影響提升速度，其中土層因素和施工因素的影響最嚴重，對于土層的性質不一樣，施工過程中需要采用適合的施工措施，例如砂層中，施工人員可以加快噴射桿的提升速度，而在砂礫層中，施工人員應該適當降低噴射桿的提升速度。同時在施工過程中要考慮施工順序因素，施工人員對先序孔可以適當提升速度，對后序孔可以降低噴射桿的提升速度。此外，施工單位還要嚴格控制漿液濃度和進水量，從而保障工程的施工質量。

5.社會經濟效益

采用高壓噴射灌漿技術具有多個的優點。不僅開挖量小、占地面積少，施工比方便，而且成本低，降低了工程造價。另外因為高壓噴射灌漿技術具有比常規的混凝土防滲墻更好的防滲能力，很大程度上提高防滲能力以及抗災能力，對于保障人民的生命和財產安全及社會經濟的發展無疑起到了很大的作用。

6.總結

在水利工程中應用高壓噴射灌槳技術，不僅提高了水利工程中基礎地方的承重力，而且能有效地提高基礎防滲能力，該技術操作簡單，在國內水利工程施工中廣泛應用，為保障國家人民的生命財產安全提供很大作用。