高壓旋噴灌漿在水利工程除險加固工程中的應用

何一飛

鄂州市水利建筑設計研究院有限公司 湖北 鄂州 436000

引言

如今高壓旋噴灌技術在水利工程施工中較為常見，目前在實際操作中，可供選擇的管道類型較多，例如塑料管、塑料拔管等，工作人員在實際施工中需要在地面下鋪設軟管，且需要保證軟管主要為塑料材質，最后將空氣注入鋪設的軟管中，且將混凝土在其周圍填筑，完成填筑之后需要在混凝土沒有充分凝固前抽出塑料管，以此創建自然的一個混凝土通道。工作人員在建設管道時，需要綜合分析混凝土實際的凝結程度，并對其阻塞情況進行重點關注，避免因堵塞情況影響通道的質量。灌漿約三十天左右需要詳細檢查實際操作情況，以此保證其能和水利工程施工要求相符。如今其在地基加固中廣泛應用，效果較好，具有施工速度快的優點，且不會對水利工程的壩體等形成破壞；另外其變形適應性較強，功效高、用料少，可以相對降低工程的投資情況。

1 分析高壓旋噴灌漿技術

其應用的主要原理：在鉆機造孔下在預定的土層位置下灌漿管，因其有噴頭，因此高壓下可以噴射高壓液體進而破壞土層，破壞中其鉆桿會均勻的向上抬升，充分攪拌土粒、漿液，凝固后就能獲得一種固結體，其具有較高的穩定性，在推動地基承載力提高的同時具有一定的防滲的效果。高壓噴射灌漿的噴灌方式有3種：其一為擺噴；其二為定噴；其三為旋噴，在水利工程建設中，需要依據建設區域的土質結構、工程特點靈活選擇噴漿方式。

其在實際施工中的操作步驟如下：

第一，平整場地。即將施工場地中的地表植被鏟除，以此保證能和施工需求相符。

第二，測量、放線。通過高噴軸線開展測量放樣操作，明確孔位的同時依據測量的控制點明確孔口的高度，并設計標志，可以通過竹片的形式對鉆孔編號進行注明。

第三，鉆孔操作。鉆孔時需要通過二序分開操作，在實際中可以選擇膨潤土泥漿，以此保證固壁鉆孔的效果；另外實際中需要詳細記錄施工報表，以此推動鉆孔質量的提高。

第四，檢查、驗收成孔。鉆孔成功后需要進行檢查，明確孔深和孔位，只有保證檢查合格之后才能開展后續工序。

第五，漿液配比操作。施工時需要嚴格對進漿比重進行控制，針對新制的漿液必須對比重進行測試；在噴射中，質檢員也需要對比中進程抽查。另外實際中需要充分攪拌、嚴格過濾水泥漿液，且在實際使用中，需要嚴格遵循相關要求，配置多少應用多少，并依據存放要求合理進行存放。

第六，噴漿操作。鉆孔完成后就需要移位鉆機，開展高壓旋噴灌漿操作，下高噴灌時，可以通過膠布纏繞的方式避免噴嘴堵塞。下管道德預定位置后需要調整噴嘴的位置，以此保證能有效輸入所需物料，準備工作完成后開始高壓灌漿，自下而上同步進行噴射、提升操作。

第七，冒漿回灌、封孔操作。噴射灌漿操作完成之后，需要移位高噴臺車，并引入回漿，回漿量如果不符于相關要求，就需要繼續在噴射孔中注入漿液，一旦孔口液面不再下沉、處于穩定狀態就可以停止漿液的灌注。

第八，防滲體實驗。通過圍井方法健側高壓旋噴灌漿操作的質量，噴漿結束一周后就可以開展圍井檢驗操作。開挖對圍井的上部進行檢查，明確防滲墻的質量、厚度、搭接長度以及強度等是否和設計要求相符。

目前在水利工程中高壓旋噴灌漿較為重要，在降低施工成本方面具有良好的社會、經濟效益，相對來講其操作方便、開挖小，對周邊的生態環境影響較小[1]。

2 水利工程中高壓旋噴灌漿技術的具體應用方式

第一，施工準備工作。將高壓旋噴灌漿技術應用于水利工程中時，首先施工人員需要依據工程的實際要求監測灌漿部位、混凝土的實際溫度，因此保證其溫度均能符合要求，在注入冷卻水的時候，更需要嚴格關注，以此最大限度降低水利工程因溫度多高而影響整體的管道質量。工作人員在實際工作中，需要通過三次連續的溫度測量以此明確混凝土溫度的具體特征，之后取平均值，以此獲取最合理、準確的溫度，并將其當作施工中的參考資料；另外針對接縫處，工作人員需要合理進行灌水浸泡操作，以此保證其濕潤狀態，促使接縫處能有效結合的同時保證灌漿的有效滲入。通常接縫部位浸泡的時間必須大于一天，之后還需要全面清洗所有連接出，排除接縫立面污水。在實際操作中需要重點關注的是，高壓旋噴灌漿技術在實際應用中，需要重點有效的保護接縫部位，加壓時不能從外界縫隙灌漿，而保證順利開展灌漿工作的前提就是增加水平壓力于接縫出。

第二，施工中的管理。在水利工程實際開始前，工作人員首先需要全面有效的分析灌漿特點，同時明確混凝土的特點、規格以及工程區域的實際建設情況；另外在進行灌漿操作的時候，需要遵循由上到下的原則注入混凝土，如果罐裝區域上下存在相互滲透情況時就需要停止灌漿，并向責任機構及時匯報，有責任機構派遣專員全面考察、分析，最大限度保證灌漿方式的同步性。充分完成高度灌漿之后才能繼續灌漿其他高度區域，如果實際灌漿中，其他區域均處于良好狀態才能同步開展區域灌漿操作。灌漿后4h內工作人員需要進一步處理，否則會導致漿液融合不佳。在處理灌漿區域的時候，工作人員需要增加水平壓力于周圍縫隙中，以此保證縫隙的穩定性，避免其加重，而最佳的壓力控制值為0.2MPA。在實際灌漿操作中，工程師需要實時、有效的記錄整個數據，可以開展影像學記錄，通過錄像或拍照方式，以此保證后續能順利調取記錄，推動后續工作的順利進行。在實際操作中，一旦遇到關鍵工作，工程師就需要多方位進行檢測、確認，例如需要檢測漿液的配比情況、后續備用管道是否合理分布等。直到所有指標均和施工要求相符時，工作人員需要再次進行全面的檢測，之后再開展灌漿操作。灌漿時，每隔15min工作人員就需要綜合檢查以此，保證灌漿質量和預期相同。實際中需要保證所有管口均為閉合狀態，以此避免回漿管、排氣管同時出漿，與此同時需要對漿液出入量進行合理的調整，排氣管中的壓力需要盡量排除，以此保證順利開展灌漿操作。

3 水利工程除險加固中高壓旋噴灌漿技術的實施方案

第一，高壓旋噴灌漿應用需要具備的條件、原理分析。在孔底、鉆桿桿端存在特殊的噴嘴，通過高壓設備在周圍土體噴射固化漿液，而鉆桿會在實際噴射中旋轉上升，通過高速噴射流速開展切割、沖擊操作，并強制凝固漿液，以此在土體形成固結體，其具備一定的斷面、性能。最重要的需要控制、檢測的條件就是混凝土溫度，開展高壓旋噴灌漿之前，需要保證兩邊的風拱、混凝土溫度的一致性；且實際施工中，施工方案中會詳細記錄負重溫度、溫度。在實際處理中，工作人員還需要設計混凝土的年限，避免四個月內其出現變動，灌漿區域混凝土需要保證其年限大于三個月，一旦和負重要求相符就可以進行灌漿操作。

第二，噴射灌漿操作。在處理漿液的時候，需要并列通過三重噴管進行噴射，在實際噴射中需要統一進行調度。噴管到底預計孔底深度是需要依據要求開展送漿、低壓送水操作，并依據相應規定開展原位噴漿操作，一旦虹口回漿比重等同于預計值就可以通過間歇提升法開展提升噴射。需要保證實際灌漿操作中連續的自下而上工作，如果中途需要拆卸噴射管，那么搭機時需要復噴。實際操作中如果存在供水供電中斷情況，需要在施工恢復時，下方噴頭500mm，通過重疊搭接方式處理；另外工作人員需要對中斷的時間、深度進行記錄，如果時間大于0.5h，恢復時至少搭接1m的長度；如果時間大于3h，就需要先沖洗輸漿管，之后才能再次施工[2]。如果高壓旋噴灌漿中出現濃度較高、回漿量異常的情況，就需要及時對產生原因進行分析，并制定解決對策。實際灌漿中工作人員需要詳細、有效地對漿液材料、噴漿數據等進行記錄，并綜合、有效的管理其中的問題。

第三，質量檢測工作。工作人員在灌漿完成后需要全面對灌漿的質量進行檢查，明確其是否存在問題，同時及時記錄整個操作情況。如果某個區域發現質量不佳情況就需要針對性進行檢測，并制定改建方案，以此保證其能和實際灌漿要求相符。質量檢測人員需要全面有效管理各種風險因素，明確監測指標的同時保證各項制度能有效落實，以此保證監測結果的可參考性。

4 水利工程除險加固中高壓旋噴灌漿技術應用的注意事項

第一，注意鉆孔操作。首先需要嚴格規范的明確鉆孔位置，鉆機需要反復對其水平位置進行調整，并保證其安裝的平穩性、牢固性。其次依據加密、分序原則推進孔序、孔徑，最大限度降低偏差概率。再次，在孔深方面，需要保證其相符于設計情況。最后在護壁泥漿的制作方面，原料需要選擇膨潤土、優質黏土，以此保證制作的護壁泥漿具備較好的分散性、可塑性、親水性和穩定性。

第二，注意灌漿操作。施工前需要先進行導流圍堰的修筑；另外噴射施工時，需要噴射壓力和預定壓力相符，之后觀察回漿情況，一旦正常回漿就可以逐漸將注漿管提升。實際中需要重點明確灌漿在壩基交界處能正常回漿，否則需要降低高度到1m左右后重復在進行提升，以此保證固結體整體性的提高[3]。

第三，注意漿液配置操作。高壓旋噴灌漿技術在實際操作中，其防滲性會受到漿液質量的影響，因此實際中需要嚴格控制漿液質量。水泥是主要的制備漿液的材料，因此實際中需要檢查水泥的批次，保證其符合工程標準。

5 檢查高壓旋噴灌漿質量

第一，開挖工作的檢查。工作人員在檢查時應沿墻體一側開挖，控制深度在2m左右，之后可以通過肉眼進行觀察，明確銜接情況以及噴射的距離；另外不同部位需要橫向進行打孔取芯操作，以此明確墻體的強度、厚度。此種檢查方式相對來講具有較強的應用性，且較為直觀。但實際中其在大面積以及復雜的加固工程中不適應。

第二，鉆孔取芯工作的檢查。工作人員在高壓旋噴灌漿操作14d后可以開展鉆孔取芯操作，實際檢查中需要依據噴射墻體情況對檢查通設置情況進行調整；取芯時需要開展壓水實驗。在實際判斷中，需要依據細粒段、黏土、中粗砂抽芯檢查，如果交接穩定、整體完整，那么實際中其抗壓強度通常大于12Mpa，但實際中工作人員需要依據實際情況綜合進行分析[4]。

第三，圍井注水試驗。高壓旋噴灌漿后一周就可以進行注水試驗的操作，如果存在嚴重的漏漿情況或當地環境復雜，那么檢查時就需要應用違禁注水試驗，之后依據實驗結果進行調整，保證處理后的旋噴結構具備良好的結構性、穩定性，且沒有漏水情況。

綜上所述，經濟的高速發展推動的水利工程的發展，我國的施工工藝、操作設備均得到進步，目前高壓旋噴灌漿技術在水利工程中廣泛應用，具有重要地位。工作人員在實際操作中需要保證混凝土溫度平穩、年限足夠后進行灌漿操作，以此保證灌漿操作的整體質量。另外，實際中工作人員需要進一步對質量監控、技術規范等方面進行優化，以此推動水利工程建設的長久、健康發展。