概评水利工程中高压喷射灌浆作用与技术应用

2014-04-02祁敬锋

黑龙江水利科技 2014年6期

关键词：浆液套管灌浆

祁敬锋

(哈尔滨市呼兰区涝区管理站，哈尔滨150522)

概评水利工程中高压喷射灌浆作用与技术应用

祁敬锋

(哈尔滨市呼兰区涝区管理站，哈尔滨150522)

一直以来，为了能够切实有效的解决水利工程等工程的渗水现象，我国已经进行了大量深入的研究和实践，以期能够找出一种切实有效的防渗措施。尤其是在现代水利工程进行施工的过程中，基础防渗工作成为了保证水利工程防渗的一个关键措施，而在工程基础稳定性和可靠性较差的情况下，就极易受到水流作用的影响。文章针对水利工程中高压喷射灌浆技术的实际作用应用进行了阐述。

高压喷射灌浆技术;工艺原理;水利工程;技术应用

0 前言

高压喷射灌浆技术是现代建筑工程中一种应用广泛的重要的施工技术。该技术能够极大的提升地基结构的稳定性，使得地基通过裂缝连接固定的方式，形成一个整体。本文主要针对水利工程中高压喷射灌浆技术作用与应用进行了阐述。

1 工艺原理

高压喷射灌浆技术自身主要是利用压力极高的喷射流，在土层之中采用切割和扰动的方式，渗入到裂缝之中，从而使得其中的浆液能够在高压喷射的影响之下，快速地渗透到周边的土层、裂缝之中后，会迅速和裂缝中的石料进行混合，浆液在完全硬化之后，使松散地质状况形成坚固的凝结体，从根本上有效地改变了地基的稳定性和组成成分以及构成方式，大大提高了承载能力，经过处理后最终达到提高地基荷载能力、满足工程施工的要求，变不利承载条件为可利用条件，体现水利工程中高压喷射灌浆技术作用的应用重要性［1］。高压射流对地层结构的影响范围、程度及固结质量，取决于公式中比能值E，表达公式:E=PQ/100V (1)式中:E为每米旋喷柱所耗用的能量，MJ/m，字母P代表喷射时所需的的灌浆压力值，Map;Q为所需射流浆量，L/min;V为提升时的速度，cm/min。

公式中，E值很重要，E值越大，旋喷柱的直径会越大，在一般情况下选用直径在50～70 cm的较好。具体操作还应在现场通过做试验测试确定。

2 凝结体的性能

利用高压喷射方式所形成的凝结体在土层之中并不规则，但是却能够极好的与地基地层紧密地结合起来，这主要是由于高压喷射的凝结体，除了自身的浆皮层以外，通常其中还有防渗性凝结体的物质存在，该物质能够发挥出极好的复合防渗作用，最大限度的提升了凝结体地防渗性能。

3 高压喷射凝结体的结构形式及布置方式

使用高压喷射灌浆技术在进行施工的过程中所喷射出的凝结体形状，与喷射的过程、方式有着重要的联系，新高压喷射的过程中一般有3种不同的喷射形式:旋喷、摆喷、定喷［2］。也就是在喷射的过程中，边提升喷射枪边进行旋转，这一方式施工形成的凝结体形状便是圆柱体。而在喷射的过程中边提升边摆动喷射枪，通过这一方式所形成的凝结体形状便是哑铃状。在喷射的过程中仅仅只是用定向喷射提升的方法，那么所喷射出来的形状变成为板状，也就称之为定喷板。

4 高压喷射所需材料

高压喷射材料大多采用由水泥制备的浆液构成，通常采用普通硅酸盐水泥，最适用的水泥标号为42.5或52.5。浆液大体分3种，其中普通型浆液，在采用普通硅酸盐水泥时，不加外加剂。广泛适用于没特别要求的工程。第二种是速凝早强型浆液，适用于过早承当荷载的工程和地下水位较高，此时需加入氯化钙、三乙醇胺等速凝早强剂。另一种是高强型浆液，选高标号水泥，高效能的扩散剂和无机盐组成的复合配方等。为提高抗渗性，可加入2% ～4%的水玻璃。

5 主要的工艺和施工要点

高喷灌浆施工工序主要有两大部分组成，第一部分是做孔，第二部分是灌浆，其中做孔主要工序是:放线布孔、钻机就位、钻机调平、钻孔、封堵漏浆通道、终孔。灌浆主要工序是高喷台车就位、地面试喷、下喷射管、输浆、定向、喷射提升、回浆、终浆、回灌、管路冲洗、高喷台车转移。

在泥浆固壁回转(或冲击)钻进时，在造孔过程中，做好充填堵漏工作，其实质在于使孔内泥浆保持正常循环运转，泥浆携砂或泥能返出孔外，直至终孔成功。跟管钻进时，边钻进边随时协调配合跟入套管，直至终孔成功。

有泥浆固壁的钻孔，下喷射杆时，操作时最好将喷射杆直接进入孔内，直至孔底。跟管钻进的钻孔，有2种以下情况需注意:①为了防止塌孔，做好防范，拔管前必须在套管内注入密度大的塑性泥浆，保证孔壁压力平衡，注满后，才可起拔套管，起拔过程中要互相配合协调，边起拔边注入，使浆面长期保持不低于孔口，保证对侧壁足够压力，持续时间直至套管全部拔出为止，第二次再将喷射杆下入孔内直至孔底。重复施工一次，注意方法同第一次一样;②施工中也可以在套管内下入管壁均匀的硬质塑管，目的是直到套管的底部，起到护壁作用，目的是一样的。而后将套管全部拔出，之后将喷射杆下入到管底部。

在高喷施工当中，施工中所用技术参数与使用高喷的方法要做调整。应随使用方法不同做相应协调。对各种地质构成情况而言，若使用同一种施工方法，则水压、气压、浆压的变化不会大，唯有改变提升时的速度，这是保证高喷质量的关键因素。在通常情况下，确定提升速度要注意以下3个方面:①根据地层存在的差异性，例如在砂层中施工时的提升速度，可以适当稍快，在砂卵(砾)石层中施工时的提升速度应相应放慢些，假设当遇到(粒径达到40cm以上)块石或块石比较集中的地层应更加慢，应根据不同地层做不同调整。②根据孔先后分序的不同时机，在先序孔提升速度时可以稍慢，在后序孔提升速度时可适当稍快。③当施工中突然出现高喷孔内返浆量减少时，及时放慢提升的速度，避免出现施工断层，保证施工质量。

施工位置确定前，必须先平整场地，能满足机械对现场要求，场地内障碍物需清理掉。对于某些地段地基软，难于平整等地段，有可能引起整机翻倒倾斜事故的，一定要采取稳妥防范技术处理措施。放线定位时体按中心线进行测量定位，控制好平面位置。对灌浆时的压力、提升速度，送气量的大小要求，应能满足使浆液呈沸腾状。灌浆时浆液不允许发生离析、断浆，配合比不合理等现象，确保墙体质量均匀，无夹心，无空洞。假若发生管道堵塞或因故短暂停机，应迅速抢修，恢复继续施工，保证施工连续性。