導語：簡述水利水電工程施工技術一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】針對水利水電工程基礎常用防滲技術之一——高壓噴射灌漿施工技術，在明確技術原理基礎上，結合貴州水庫工程實例，對技術工藝方法及應用要點進行分析，最后得出基礎工后滲透系數、防滲體狀態均滿足設計要求，技術有較高推廣使用價值的結論。

【關鍵詞】水利水電工程；高壓噴射灌漿施工技術；技術應用

為提高水工建筑物的防滲水平，找出一種經濟合理且技術可行的防滲措施，在我國的水利工程領域，必須做好基礎防滲工作。如果基礎的土質條件較差，且具有很強的滲透性，則受到水流作用，會使基礎受到嚴重的危害。結合貴州水庫工程實際情況，對高壓噴射灌漿施工技術的具體應用進行分析，以探明該技術應用方法和要點，驗證技術具有的作用。

1高壓噴射灌漿技術原理

1.1沖切摻攪。該技術依靠高壓射流形成劇烈的攪動與沖擊切割，促使漿液在有效的射流作用區間內進行快速擴散，填滿周邊土層中存在的空隙，從而與土石顆粒混合與攪拌，在漿液完成硬化之后產生綜合性凝結體，以此徹底改變原有的地層組成與結構，起到增大承載能力與防止滲漏的作用。由高壓噴漿形成的綜合性凝結體實質上是由多種外部因素共同作用產生的結果，對高壓射流而言，其有效作用區間的大小主要和能量（E）有關，可用下列公式表達：E=（PQ）/（100v）（1）式（1）中：E表示形成射柱所需的機械能量，單位：MJ/m；P表示灌漿壓力，單位：MPa；Q表示單位時間噴漿量，單位：L/min；v表示噴漿管（口）提升速度，單位：cm/min。隨著E值的不斷增大，射柱直徑明顯變大，通常情況下以50~70cm為宜，需根據現場試驗結果選定最佳的射柱直徑，即E值的大小[1]。1.2升揚與轉換。在噴射施工過程中，漿液和水、氣同時噴出，通過對空氣的壓縮，不僅可以在漿液外部形成氣層，還能增強射流穿透能力，進而使其更有效的破碎地層，并產生與升揚相似的作用。在這種作用下，由射流不斷沖擊和切削形成的細粒、碎屑，都會從環狀的間隙中被送出孔外，所有空余部分均由漿液填滿，以此起到轉換的作用。1.3擠壓和滲透。高壓噴射柱的強度在射流距離不斷增加的情況下會很快衰減，一直到射流的末尾段，盡管無法再對地層進行沖切，但仍然可以發揮出擠壓地層的作用。與此同時，噴射作業完成后，繼續保持靜壓灌漿，可對周邊的土體進行滲透，在提高土體和凝結體之間結合密實性的同時，于凝結體的外部形成凝結層，從而進一步提高防滲能力[2]。1.4位移握裹。因噴射的能力巨大，且存在升揚與轉換等作用，所以在對塊石周圍孔隙進行有效充填的同時，使較小的塊石形成握裹。在噴射至塊石密集層時，應適當降低提升的速度，并增大能量。由于受到強沖擊與強振動，塊石會發生松動與位移，使漿液可以在松動與位移后形成的空隙中不斷滲入。基于高壓噴射灌漿所具有的擠壓作用、滲透作用以及余壓作用，可使塊石與土體握裹凝結，形成密實且連續的綜合凝結體。

2高壓噴射灌漿凝結體基本性能與結構布置形式

2.1基本性能。當水工建筑物的基礎利用高壓噴射灌漿技術進行防滲技術時，其形成的凝結體必須具有足夠的穩定性與防滲性，而并沒有對凝結體的抗壓強度提出較高的要求。對凝結體而言，其防滲能力和以下因素有關：地層組分、工藝方法、材料性質與顆粒級配。試驗表明，由高壓噴射灌漿所產生的綜合凝結體外形并不規則，但是可以和地層之間緊密結合，此外由于綜合凝結體作用范圍內除漿皮層以外，還有在滲透作用下形成的凝結層，所以可提供一種復合式的防滲機理，以此在原有基礎上進一步提升防滲能力[3]。2.2結構布置形式。為使防滲墻具有良好的整體性與連續性，需要使每一個灌漿孔形成的綜合凝結體在其有效作用區間內進行可靠和牢固的連接。為了切實滿足這一要求，必須注重灌漿孔間距確定與結構布置形式選擇。通過試驗可知，由高壓噴射灌漿產生的綜合凝結體，其形狀主要取決于射流形式，常用的射流形式有三種，分別為定噴、旋噴與擺噴。將形成連續且穩定的綜合凝結體為基本目標，可采用柱擺式結構布置形式、定噴折線結構布置形式或擺噴對接結構布置形式。

3高壓噴射灌漿施工

3.1施工材料。在利用三管法進行施工時，通常使用純水泥漿、52.5硅酸鹽水泥。考慮到利用三管法進行施工時，首先進行高壓噴水和噴氣，然后在進行壓力灌漿，之前噴入到孔中的漿液容易被稀釋，因此所用漿液應盡量為濃漿，即將水灰比控制在1：1以內。3.2機具設備。高壓噴射灌漿可劃分為三種施工方法，即按照灌漿管數量進行分類：單、雙、三管法。其中，三管法應用較為普遍，其機具設備包括地質鉆機、臺車與泥漿泵等。3.3工藝方法及施工要點。3.3.1造孔。造孔時必須充分考慮充填與堵漏，確保孔中的漿液可以順暢循環，正常返出孔外，直到終孔。在鉆進的同時進行套管，保證鉆機鉆桿始終處于垂直狀態，要求孔斜率不得大于1%。3.3.2設置噴射桿桿。采用泥漿進行固壁的鉆孔可直接設置噴射桿，對于鉆進與下管同時進行的鉆孔，通常分為以下兩種情況：①在進行拔管之前向管中注入塑性、高密度泥漿，泥漿與上管口持平后開始拔管，在拔管的同時繼續進行注漿，確保漿液的表面和管口始終保持齊平，直到完全拔出套管，隨后即可在孔中設置噴射桿。②在套管中先下入PVC管，以此保護套管的內壁，然后拔出套管并設置噴射桿[4]。3.3.3灌漿施工。施工過程中采用的技術參數主要和高壓噴射方式有關，而且不同灌漿壓力對提升速度有不同要求。在各類地層當中，如果施工方法相同，則壓力不會有太大的變化，所以提升速度是決定施工質量的重要因素。通常條件下，在選定最佳提升速度時，應重點考慮以下問題：（1）不同地層對應各自最佳提升速度，如可加快砂層當中的提升速度，減慢礫石層與砂卵石層中的提升速度等；（2）不同分序對應各自最佳提升速度，相比先序孔，后序孔的提升速度一般較快；（3）在施工過程中如果發現返漿量有明顯的減少趨勢，則需對提升速度進行減慢。3.3.4墻體位置選擇。按設計要求對場地進行預處理，場地中與地下都不能存在障礙物和雜物，對部分不穩定或有一定引發整機翻倒危險的地段，應格外加強防范，在處理好的平整場地上進行墻體中心線測放。3.3.5噴墻管理。嚴格控制掘進速度、灌漿壓力及提升速度，且送氣量的確定一般以漿液出現類似沸騰狀時為宜。施工中避免漿液離析與斷漿，確保墻體的連續性和均勻性，不得存在夾心層，如果由于管道堵塞或機械故障而停止灌漿，應立即維修[5]。

4案例分析

貴州某水庫工程基礎采用高壓噴射灌漿技術進行防滲處理，施工方法為三管法，防滲體總長380m，地層主要為粉細砂，柱擺式凝結體布置形式（圖1），防滲體縱深15m，厚度均值在50cm左右，灌漿孔間距2m。由灌漿管、氣管與水管構成綜合噴射桿，桿底端安裝噴嘴（噴漿嘴在噴水、噴氣嘴以下），噴射過程中，伴隨桿不斷旋轉與上升，借助高壓水流與氣流對土層進行沖擊，使其松散，然后低壓注漿進行混合攪拌，自然硬化之后即可形成綜合凝結體。采用該方法的施工質量滿足工程設計要求，且成本低、速度快，可對原土體進行充分利用，實現了就地取材的目標，有著極高的機械化程度。經現場檢測可知，高壓噴射灌漿施工后，承載力與密實度均明顯增大，布設圍井之后開展注水試驗（共兩處），其滲透系數均在標準要求的1.0×10-5cm/s以內（2.44×10-8cm/s與2.32×10-8cm/s），說明該方法防滲作用突出；在此基礎上又進行了現場開挖試驗，試驗發現墻體的連續性、厚度以及均勻性都可滿足要求。相比以往的混凝土防滲墻，該工程可有效降低成本，在減少開挖、方便施工、減少占地等方面有顯著優勢。

5結束語

高壓噴射灌漿憑借其強大的沖切摻攪、升揚、轉換、擠壓、滲透及位移握裹作用，可使原土層與漿液形成綜合凝結體，提高基礎防滲能力。本工程高壓噴射灌漿防滲施工順利完成，經檢驗，施工后滲透系數、防滲體狀態等都滿足原設計要求，且大幅降低了成本，縮短工期，發揮出良好的經濟效益與社會效益。

作者:姚圖 石丹 單位:貴州恒河生態水利建設集團有限公司

參考文獻

[1]索超.水利水電工程中高壓噴射灌漿施工技術探析[J].科技創新與應用，2014（32）：218.

[2]吳國翰.水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術[J].農業科技與信息，2015（14）：108~109.

[3]馬新余.水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術探討[J].建材與裝飾，2016（32）：267~268.

[4]武力.高壓噴射灌漿施工技術在水利水電工程施工中的應用[J].中國新技術新產品，2016（22）：122.

[5]張樹山.水利水電施工中的高壓噴射灌漿施工探析[J].民營科技，2014（02）：186.