水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術研究

覃 位

（貴州水利實業有限公司，貴州 貴陽 550000）

在水利水電工程施工過程中，通過運用高壓噴射灌漿技術，除了可以在承載力上使其基礎性能得到提高，還能夠有效提升防滲性能，利用凝結體有效連接各個孔洞，以此來形成板式或墻式結構。針對高壓噴射灌漿技術展開分析，其在底層具有廣泛的使用性能，可以有效控制漿液，施工方式也相對簡單，所以廣泛應用到水利水電工程項目中。

1 高壓噴射灌漿技術概述

在高壓噴射灌漿技術的應用過程中，其主要在地基夯實、防滲和加固處理中加以應用，可以利用高壓技術有效進行灌漿。對于此技術的核心原理展開分析，可以通過高壓技術，在地基結構層中或填筑體內壓入水源、混合漿液、壓縮空氣，并采用預先配制的水泥基質漿液進行灌注。通過運用此技術，可以使其結構板結得到有效加固，使地基結構抗震性能得到改善，從而使其承載負荷力或抗滲能力得到提高。從整體角度來說，高壓噴射灌漿技術具有明顯優勢，不僅技術操作比較簡便，具有突出的耐久性，而且原材料的價格相對低廉。所以，高壓噴射灌漿技術廣泛應用到水利水電工程項目中，可以全面提高水利水電工程建設質量[1]。

2 高壓噴射灌漿技術在水利水電施工中的作用

2.1 攪拌和沖切作用

高壓噴射泥漿流能夠對底層介質有效籌集、切割和攪動，在填充與擴散漿液之后，可以與土石有效摻拌與攪渾，并在徹底凝結硬化后，可以使地層結構、組分得到改變，對其充分進行加固與防滲。

2.2 置換和升揚作用

高壓噴射除了可以對泥漿進行噴射，還能夠有效噴射壓縮空氣，通過維持其噴射流能量，可以在孔內有揚水效果產生，可以使鉆孔、灌漿過程中切割下的顆粒、碎屑，在孔洞口升揚，由漿液來代替空出來的部分，有效置換原本的地質層。

2.3 滲透擠壓作用

通過運用高壓灌漿技術，可以有效提高其抗滲能力，具體可以擠壓底層，并具有良好的滲透作用。高壓噴射過程中，其末端強度往往隨著距離增加而減小，使沖切力得到減小，但對地層仍會產生相應的擠壓和滲透作用。除此之外，在噴射結束后，可以在地層當中有效滲透靜壓漿，可以有效凝結，從而提高抗滲性。

2.4 握裹作用

地層中由于具有噴射能量，可以有效升揚與置換小石塊，確保漿液能夠有效填滿空隙，使其被握裹。通過采取此方式，會影響原本地層結構，使其成為密實和連續的凝結體。對于塊石較大和集中位置，通過提高噴射能力和降低速度，會使地層石塊發生位移，使漿液在更深空隙中滲透。因此，需要在高壓噴射、漿氣升串、余壓滲透和擠壓基礎上發揮握裹凝結作用[2]。

3 高壓噴射灌漿技術特點和工作原理

對于高壓噴射灌漿法，其是對注漿法的升級和發展。對于注漿法，其主要采用注入原理，可以利用具體的儀器和設備在加固工程中有效流入建筑材料。但注漿法的應用還存在一些弊端，具體包括內部結構不緊湊、填充不完整以及填充密度不夠等，這也導致工程具有脆弱性，縮短了工程項目的使用壽命。對于高壓噴射灌漿技術。其可以采用高壓原理，具有填充密度大、填充完全、范圍廣、力度大以及強度高等特點，可以使建筑材料的防滲漏性、防寒性、防凍性等得到發揮，對資源進行合理利用，防止資源被浪費，使工程施工質量得到保障。

結合高壓噴射灌漿法的工作原理展開分析，其可以通過高壓水具有的切割性以及強大力量，合理切割底層，從而滿足施工需求。在此過程中，需要對混凝土或者瀝青進行注入，并要對切割開的地面有效填充，使原始地形具有的薄弱性與脆弱性得到改變，在施工項目中有效打造堅實地基，以此來使地基具有的防寒性、耐壓性、防滲漏性以及防凍性得到增加。對于此項技術而言，在挖掘時主要采用鉆機等相關鉆孔設備，在加固地面深入高壓灌漿機噴頭，通過相關操作對需要改造的地面進行噴灌，以人力來控制其強度。通常來說，在實際施工前，相關施工范圍需要準確測量與計算地面深度，在獲得精準數據后，根據計算結果進行正確操作。對于其操作步驟展開分析，具體包括鉆機就位、鉆孔、地面試噴、下噴射管、噴射提升（先原地噴射）等步驟。當施工難度與強度較大時，需要進行二次噴灌，并做好補漿操作。當地層有許多漂石塊時，需要在原地做好高壓噴灌漿試驗，對其適用性加以確定。這樣一來，可以使原本的地層組織結構加以改變，并運用射流原理有效切割與攪拌地層，在注入水泥后使其有效凝固，進一步保證地層的堅固性和防滲性[3]。

4 高壓噴射灌漿技術應用優勢

4.1 適用范圍廣

對于高壓噴射灌漿技術而言，其具體應用在水利水電工程的前期施工階段，而且在工程竣工后可以發揮出重要優勢，可以避免對建筑結構性能產生影響。

4.2 施工簡便

在具體的施工過程中，需要對土層進行鉆孔，然后對材料進行噴射，以此來形成固結體，成樁樁徑通常為0.5m～2m，固結體的長度一般為0.4m～4.0m，當建筑物建成之后的貼合性良好，能夠在此基礎上有效建設建筑物。

4.3 可控制固結體形狀

為了能夠有效提高水利水電工程的建設質量，在實際噴射材料時，應根據具體情況調整旋噴速度，從而使噴射壓力得到減少，確保固結體的形狀能夠與設計要求相符合。

4.4 材料易獲得、成本低

水泥是漿液噴射的原材料，通常采用價格相對低廉的425 號普通硅酸鹽水泥，其強度等級通常可以達到42.5 級。在工程施工中，如果需要加快凝結速度，可以對化學材料進行適當添加。除此之外，為了使廢物得到有效回收和利用，需要對注漿材料成本加以減少，并將適量的粉煤灰添加到水泥材料當中。

4.5 設備管理方便

在對高壓噴射灌漿技術進行應用時，設備體積較小，需要確保緊密結合各項構件，并減少占地面積，從而為施工工作開展提供方便。除此之外，在單管、三重和二重管噴射過程中，需要對噴射壓力、冒漿量和吸漿量進行及時測量，從而合理調整噴射參數，全面提高固結體質量。

5 水利水電施工中高壓噴射灌漿技術的應用要點

5.1 準備工作

在水利水電工程施工過程中，在實際開展噴射灌漿作業前，需要做好現場環境勘察工作，對施工現場的自然環境和地質結構等條件進行全面掌握，以此來獲得完備的勘察調研資料，科學合理地編制施工方案。與此同時，相關施工企業需要高度重視現場施工人員的專業技能培訓，為各個施工單位做好分工，并要加強和監理單位之間的溝通。在施工組織完成之后，需要在現場有效落實施工準備工作，具體包括設備調試、原材料準備、水電系統布置優化以及場地平整等。

5.2 漿液配制和設備試運行

首先，配制漿液。在工程項目中需要結合基本要求，選擇適宜的原材料，使原材料的配制比例得到調整，對工程施工效果加以強化。其次，漿液控制。相關施工人員需要做好簡單試驗，在保證漿料用量的同時，對水灰比加以調整，使漿料用量得到減少。最后，設備試運行。為了使水利水電工程施工水平得到提升，需要小范圍試驗材料，在不同設備參數進行檢測，從而得到相應的試驗結果，使噴射注漿效果得到提高。

5.3 鉆孔

在鉆孔施工期間，應該循環使用內部泥漿，需要結合施工人員對現狀的了解，對施工質量的影響因素展開分析，結合鉆井、跟管以及鉆孔等技術，確保鉆孔機垂直，在鉆孔機達到相應的預設位置時。首先需要對其加以墊平，并對相關物理參數進行測定，以此來使鉆孔質量得到保證。通常情況下，需要嚴格控制鉆孔孔位和具體位置偏差，具體需要維持在50mm 以內，并要提升鉆孔灌漿率為0.5%。在對底高程進行設計時，需要在鉆進過程中做好測量工作，每當深度增加3m 之后，需要采用一次水平尺，并有效開展測量工作，使鉆孔角度能夠和設計要求相符合。鉆孔間距對施工經濟性和進度具有直接影響，關系到凝結體的整體性和強度。因此，要合理布置鉆孔間距，結合工程實際情況加以調整。在鉆孔檢驗過程中，一般需要在孔口敞開風和水輪，并反復沖洗鉆孔底部管道[4]。

5.4 插管

在完成鉆孔工作之后，需要結合設計深度在底層準確插入注漿管，此項環節需要與鉆孔同步施工，在完成各個鉆孔工作后，需要將噴射管及時插入，有效輸送壓縮空氣，并將漿泵開啟，維持送漿時間到30s，并將鉆桿拔出。在插管過程中，應避免泥砂對噴射管的噴嘴造成堵塞，具體應同時實施插管與射水工作，當壓力較大時，則孔壁會有射塌情況出現，因此需要有效控制射水水壓。

5.5 下入噴射桿

相關施工人員需要將噴射桿一直下入至底，并同步開展泥漿固壁鉆孔施工。在實際施工中，在采用套管跟管鉆井時，需要在終孔后將鉆桿取出，并下入噴射桿，拔出使用的套管，也可在鉆孔后直接取出鉆桿，從鉆孔中灌注護壁泥漿或者PVC 護管壁。在泥漿護壁鉆孔的終孔完成之后，可直接實施噴管下入施工。在旋轉振動鉆進過程中，需要對噴桿作用加以發揮，而且在下入噴灌前需要測試設備運用情況，并做好試噴工作，確保在下入后能夠達到良好的應用效果。除此之外，在下入前需要采用膠帶包扎等手段，避免在下入時出現噴嘴堵塞問題。

5.6 高壓噴射

在噴射管下，高壓水、壓縮空氣、水泥漿達到具體的預定深度后，需要按照具體順序加以輸送，并要靜噴1min～3min，當有漿液冒出之后，應結合設計參數有效噴射。在實際噴射時，需要提升流量值、壓力值以及速度等參數，確保與設計要求保持一致，并對檢測數據進行全面、準確記錄。在對此技術進行應用時，噴射操作的各項參數關系到技術應用效果，在鉆孔施工的前期階段，并在下入噴射管時，需要確保各項參數符合具體的設計要求。因此，在實際施工中，一旦某一環節出現問題，將會對水利水電工程施工期間的技術應用效果產生影響。

6 水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術應用的注意事項

首先，在鉆孔施工過程中，需要對施工現場情況進行考察，了解現場的地表水和地下水分布情況，而且在地層中可能有大量堅硬巖石分布，因此需要采取有效對策，防止有卡鉆和鉆頭掉落等問題出現，并及時更換潛孔鉆與護壁鉆等，這樣一來可以使鉆孔期間的鉆頭受損、塌孔等問題發生概率得到降低。

其次，需要對施工現場的天氣狀況進行考慮，防止對高壓噴射灌漿技術的應用產生影響，因此在實際施工中需要結合運用地質勘察和水文氣象勘察等技術，使防水工作得到強化。

最后，在形成灌漿柱時，為了使其防滲透能力與承載力得到保證，需要同步進行噴射和均勻攪拌。與此同時，在實際施工中，需要嚴格檢查施工材料，不僅要使水泥質量得到保證，而且還需要準確計算水泥漿液配合比。除此之外，在施工期間需要嚴格檢驗材料強度效果，避免在灌漿壓力作用下混凝土裂縫位置出現損壞和變形等問題[5]。

7 結語

綜上所述，隨著時代的快速發展，水利水電行業發展步伐也在不斷加快，在工程實際施工中，需要全面加強灌漿工程施工，有效運用高壓噴射灌漿技術。對于此技術而言，其有著許多影響因素，但通過運用此項技術可以使基礎強度得到提高，并對基礎滲漏進行有效預防。因此，在工程施工期間需要有效控制高壓噴射灌漿質量，對灌漿技術進行合理應用，確保有效發揮水利水電工程的各項功能，全面提高水利水電工程建設質量。