高噴灌漿在水庫除險加固工程中的應用

董曉娜

【摘要】高噴灌漿技術主要是構筑地下防滲體，將不穩定的地基及滲水地層固化穩定，防止滲水，起到一個全方位的保護作用。原理是用灌漿機械鉆洞打孔，達到設計深度，再用三管法（即高壓清水泵、空壓機、泥漿泵三泵同時輸送水、氣、漿）通過噴嘴噴漿至設計深度，使其形成一個整體，與地層形成一個切割面，再灌注進去，使漿液能夠在孔洞內擴散、充實，與地層的土石形成一個混合體并凝結成一個整體，從而形成一個個高噴連接板墻，達到防滲的目的。

【關鍵詞】高噴灌漿；水庫；除險加固；應用

1、高噴灌漿工藝概述

高壓噴射灌漿法的主要施工技術是鉆孔使用，帶有噴嘴到預定位置插入注漿管，使用能輸送水、氣、漿的三個通道的噴射管，從內噴嘴中噴射出壓力為20-40MPa的超高壓水流，同軸噴射的水流與氣流沖擊破壞土體，一些細土與泥漿流出水面，剩余的土壤顆粒在沖擊射流、離心力和重力作用下，與漿液混合攪拌，并按一定比例將水泥土定期重新排列。當水泥漿凝固后，達到提高樁體防滲能力。

目前，在高噴灌漿施工中，主要采用單管法、二管法、三管法、新三管法，近年來在上述基本的噴射灌漿工法的基礎上，又先后開發出了能夠施工大直徑的超高壓大流量、交叉射流工法，多管噴射法等。本文著重介紹前三種施工方法不同。首先，單管高壓噴射水泥漿會對土體造成一定程度的損傷，從而導致水泥漿和土壤混凝。雙筒和單筒的方法不同的是，前者水泥漿射流中心高壓空氣層，在注射的同時，這樣做的目的是為了減少在注射過程中的混合漿最大損失的動能，并有效地提高了土壤的破壞程度，位移的土壤顆粒和填充順利完成。三管噴射中心法在高壓空氣高壓水流及高壓泥漿泵成形中的應用，兩種形式的沖擊會對土體造成嚴重的破壞，然后進行水泥的置換和填筑施工。基于以上的介紹可以在三種高速噴射注漿技術是土壤儲層損害的作用下，高壓噴射，然后水泥漿液和土壤混合，但從實踐經驗來看，三種高壓注漿效果進行三管射流，射流管噴嘴、雙關。在高速旋轉噴霧過程中，如果周圍有壓縮空氣，則會形成氣環，而氣環會對高壓射流的流動能力造成一定的破壞，水中的損傷更為顯著。

2、工程概況

磨河水庫位于河南省禹州市西北萇莊鄉磨河村東，潁河支流磨河中游上，控制流域面積34.2km2，河道長度14.9km，河道比降0.013，是一座以灌溉為主，兼顧供水、養殖的小型水庫。大壩建在第二層地基上，組成壩基為二疊系石英砂形成，分布不規律，厚度變化大，對壩基防滲不利。但兩側壩基清基不徹底，左側壩基與山體巖石縫隙結合處滲水，第一層土層單元滲透性為微透水，第二層土層單元滲透性為弱透水，導致壩基滲漏嚴重。

3、施工方法

3.1施工設備選擇

鉆孔設備選用SPC-300型液壓回轉鉆機鉆灌漿孔，灌漿機和灌漿泵采用WJG80型攪拌機，空壓機選用YY型活塞式普通空壓機，高壓水泵采用3XB系列臥式三柱塞泵。施工前先進行灌漿試驗確定各灌漿參數，灌漿結束后要進行取樣和注水試驗檢查灌漿效果。

3.2高噴灌漿布孔

本次設計經過對磨河水庫的基礎研究，多方案的論證比選，采取三管噴射裝置進行高壓擺噴灌漿，造孔沿水庫軸線布置，孔距1.8m，分兩序孔加密，噴射軸線與大壩側面平行，漿液采用水泥漿，三管法，擺角20-30°。

3.3高噴灌漿施工程序

高噴灌漿施工工藝流程為：測量放線→確定孔位→鉆機成孔→攪拌制漿→供氣供漿→噴射灌漿→帽漿→擺動提升→成樁成墻→充填回灌→清洗結束。按照上述流程，進行高噴灌漿擺射技術施工，下噴射管前，要先在地面進行試噴，并調整好噴射角度，下管時，要對噴嘴做好保護措施，以防地層泥沙堵塞噴孔。要對噴射設備的高壓壓力、噴嘴等各個部位進行詳細檢查，對管路，高壓泵等系統進行檢驗，這是高噴灌漿的必要步驟之一。在噴射完成后，停止噴射的步驟為：先停水，再停止灌漿，再停風。灌漿完成后，對孔洞用水泥漿進行靜壓回填，直至漿面不積水，不下沉為止。在進行高噴灌漿時，宜對全孔洞進行連續灌漿，一次作業完成。

3.4工程質量分析與評價

工程施工完畢后，板墻凝結成型，在工程自檢之后再通過河南省基本水利建設檢測有限公司對其進行壩基防滲檢測，采用鉆孔對板墻進行防滲系數檢測，通過電磁波實驗對板墻滲透系數進行檢測。檢查試驗數為總灌漿數的10%，通過鉆孔，檢查固結體的整體性、均勻性，強度特性（包括軸向壓力、水平推力、抗酸堿性、抗凍性的抗滲性等）；溶蝕和耐久性。

4、結論

高噴灌漿技術施工速度快，墻體凝固效果好，水泥漿更不會破壞生態與地下水環境，因此在水庫除險加固中可以廣泛應用。在高噴灌漿施工時，必須要根據水庫當地的地質條件來設計高噴灌漿的施工參數，針對不同的參數采用不同的施工設備、施工工藝等，這樣才能確保施工質量，使防滲墻體連續性、可靠性都有所保障。當前高噴灌漿技術仍在不斷地探討研究中，還可以通過更多實踐成果去驗證和改進，使之在水庫除險加固工程中應用起來更得心應手。

參考文獻：

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