水利水電施工中高壓噴射灌漿技術的應用研究

尤 杰

（新疆葛洲壩喬巴特水利樞紐工程開發有限公司，新疆 阿勒泰 836602）

隨著社會經濟的快速發展，水利水電工程的作用也越來越突出。水利水電工程施工質量較大程度的影響著周邊城鎮工業、農業及民生安全，為對水利水電工程提供安全保障，對于一些基礎薄弱的地方則需要采用地基加固施工技術。作為水利水電施工基礎加固技術，高壓噴射灌漿技術的合理應用對水利水電基礎工程生命周期的延長具有較大的促進作用。

1 概述高壓噴射灌漿技術

1.1 定義

利用鉆孔技術打孔，在需要灌漿的位置輸入帶有特制噴嘴的注漿管，使用20-40MPa的高壓水泵向指定位置噴射水泥拌合物，利用高壓噴射流沖擊土體的方法叫作高壓噴射灌漿技術。它是一種重力、離心力和沖擊力共同作用的效果。在此過程中需按照一定的比例配比灌漿的水泥漿拌合物，凝結之后便會形成相應的加固層。

1.2 施工優勢

采用灌漿技術對土體進行加固施工方法較簡單，且被加固的土體具有較強的耐用性，加固施工過程中受限制較少，所以在水利水電工程加固施工中得到廣泛的應用。

1.3 施工原理和特征

高壓噴射灌漿技術通過高壓噴射流充分混合水泥漿拌合物和土體，主要目的是提高水泥漿和鉆孔土體凝結效果，促使鉆孔內壁有一層加固層形成，該加固層會隔絕鉆孔和土體，發揮防滲的作用。所以其施工原理便是通過土體和水泥漿結合的阻隔效果的提升達到增強其防滲效果的目的，其成本較低、加固效果較好，且具有和較強的適用性。

2 水利水電施工中高壓噴射灌漿技術的應用

2.1 定位技術

主要是確定噴灌位置，嚴格的按照施工設計圖紙進行操作，通過綜合考慮各種所需的參數，并錯開固有的鋼筋位置，準確的確定防滲墻的位置，并構建控制樁，做好標記。相關工作完成確定無誤后可進行鉆孔。

2.2 鉆孔技術

因為灌漿施工時會一定程度上制約到鉆孔，在此過程中要保證孔壁和直孔的均勻性。要嚴格的按照相關施工規范進行施工，如灌漿流程需由前到后依次進行，檢查前一鉆孔時可以后一鉆孔為檢查孔，為檢查鉆孔的吸水量還應該做好壓水試驗，在吸水量和相關要求相符合的情況下可把后續灌漿工作省略。在灌漿之前需清洗干凈鉆孔裂隙中的巖粉，保證其清潔。根據相關標準要求，嚴格控制鋼筋和鉆頭的直徑差

2.3 插管

鉆孔完成后續根據設計深度及時把注漿管插入地層，該環節一般是和鉆孔環節相連接，即每鉆完一個孔便需及時把噴射管插入，把壓縮空氣輸入后打開泥漿泵開始送漿，這個過程需控制時間約為30秒，然后把鉆桿拔出。為避免在鉆孔過程中泥沙對噴射管的噴嘴造成堵塞，插管和射水的工作需同時進行，在壓力較大的情況下孔壁可能會被射塌，因此要合理的控制水的壓力。由于普通的硅酸鹽水泥是水泥漿的主要拌和材料，所以需嚴格控制其比例，保證其符合相關標準要求，為水泥漿提供質量保障。

2.4 噴漿

噴漿時需按照由下到上順序進行，還要充分考慮如地下水、土質等相關因素，對噴漿的壓力、流量和提升速度合理控制。特殊情況還應進行二次噴射，即噴射上次噴射的漿土混合物，噴射流遇到的阻力將會更小，二次噴射可增加固體的直徑。完成噴漿之后要徹底清洗套筒和拉桿，為下次使用提供便利。

2.5 檢查

灌漿工作完成后還需對施工質量進行嚴格的檢查，維持一個月的檢查周期，如檢灌漿區的鉆孔，則必須要進行壓水試驗，通過對巖心膠的觀察，判斷施工質量有無相關問題存在。另外還應對各種參數進行分析。在此過程中應注意并不是只能利用壓水試驗對施工質量進行檢驗，還應在綜合考慮相關因素的基礎上合理的評定工程的灌漿質量。蓄水前需對工程原始記錄認真檢查，并對灌漿資料仔細梳理，構建檢查孔并認真檢查，在檢查帷幕和固結灌漿的膠結情況時，應先去除巖心，采用壓水試驗對檢查孔進行設置。選擇帷幕灌漿還需對鉆孔的數量嚴格控制，一般鉆孔的數量應設置為灌漿孔的1/10，固結灌漿時應設置其比例為20∶1。分別控制帷幕和固結灌漿的檢查孔直徑小于110mm和140mm。需嚴格的按照相關技術規范對鉆孔進行壓水試驗，試驗前對其進行徹底沖洗，并合理控制其水壓，保證獲得更穩定的流量方。質量工程師需在完成所有的工程后對設計圖紙和施工記錄嚴格按照相關規定做好復查和審核工作，防止在施工中有樁位被遺漏，嚴格審查檢測單位的技術配備和資質等級等。另需對施工結構物的沉降變化和現場處理情況進行詳細了解，針對相關問題及時采取有效的處理措施。

3 水利水電施工中采用高壓噴射灌漿技術應注意的事項

3.1 鉆孔施工相對較難

因為水利水電工程施工的地層存在的塊石較多，且擁有豐富的地下水和地表水，所以也增加了鉆孔施工的難度，導致其極易發生停鉆、卡鉆和掉鉆頭等問題，同時應及時抽取地表水，假如發現塊石應及時更換護壁和潛孔鉆，避免有塌孔情況發生。

3.2 避免受天氣影響

水利水電施工中，天氣原因會對施工質量造成一定影響，尤其是在酷暑或暴雨天氣，難免對施工質量產生影響，所以勘查人員不僅要深入勘查地質情況，還應充分了解當地水文氣象條件，做好防水。

3.3 噴射均勻攪拌

利用噴射形成的高壓液態水對地層結構進行切割，同時把泥漿注入切割產生的縫隙中，需在噴射的過程中保證攪拌均勻，使其形成圓柱體的具有較好防水性能的灌漿柱，且地基的承載力也可得到較大的提升。

3.4 材料的選取

要對材料的質量嚴格控制，尤其是水泥質量一定要通過質檢部門檢驗確認合格后再進入施工現場，在水泥漿液中摻入外加劑的比例需通過試驗嚴格確定，鉆孔后續對孔內和縫面進行沖洗，保證裂縫的封口材料的強度，并進行壓水檢查，對外漏和漏水率進行記錄，檢查完后還要把鉆孔吹干。為避免在灌漿壓力作用下導致裂縫混凝土發生變形，需在灌漿時設置可以實時觀測裂縫情況的儀器。

4 高壓噴射灌漿技術應用時易出現的問題和處理措施

4.1 冒漿問題

在噴漿過程難免會遇到冒漿問題，唯一的區別的工程不同冒漿的程度也不相同。究其原因是在噴射的過程中會產生較大的沖擊力，導致土層受到的沖擊較大，一些小土粒會隨著漿液從管壁中冒出地面。擁有豐富經驗的施工人員可以通過冒漿狀態來了解土層、噴射情況和各項噴射參數的合理性。一般情況下在冒漿量符合相關規定時可不采取措施，假如冒漿量超出相關規定，則需根據實際情況采取治理措施。通常解決該問題主要有兩種方法：第一，提高注漿噴射的壓力；第二，合理的調整噴射管嘴的直徑。

4.2 固結體不完整

在高壓噴射灌漿過程中或結束時都有樁體不連續的情況存在，導致水利水電工程地基和需加固的地基不能實現有效結合。為防止出現該問題和更嚴重的斷樁問題，施工人員需重視下管和卸管環節，保證停頓部位搭接長度不小于10cm，固結體才會更加完整。

4.3 噴射流壓力較低

在高壓泵壓力較低的情況下噴射流的破壞力也會降低，進而對其處理效果造成影響，原因主要包括高壓泵擺放距離較大、高壓泵缺乏良好的性能、漿液管路發生泄漏等。在具體的施工過程中應控制高壓泵和鉆機的距離不超過50cm；對于其流量較大但壓力卻較低的情況應對各部位是否存在滲漏進行檢查，如果有必要可拔出注漿管，檢查其密封效果。

5 結語

總之，隨著國家越來越重視水利水電工程建設，要求在項目實施過程中，強化相關施工技術的應用與規范合理性，達到提升水利水電工程施工質量的目的。現階段水利水電施工中應用較多的技術主要有高壓噴射灌漿技術等，合理的應用該技術可簡化灌漿施工的流程，提高工程的施工質量，延長工程的使用壽命，所以施工人員應該嚴格按照高壓噴射灌漿技術的相關標準要求進行操作，盡量避免出現故障問題。