浅析水利水电工程中的振孔高喷技术

罗学明 刘作葵

【摘要】本篇文章主要介绍了振孔高喷技术在水利水电工程中的应用，先阐述了该技术所具有的优点及操作配备，再以实际施工项目为例，分析振孔高喷技术在导流围堰、基础防渗等方面的应用并对振孔高喷的技术创新进行说明，以方便读者更好的了解该项技术。

【关键词】水利水电工程；振孔高喷技术；应用；创新

前 言：

振孔高喷技术是目前广泛应用于水利水电工程项目中的一项基础性技术，涉及到基础加固、截水防渗等多个施工环节。目前，使用振孔高喷技术可以在深度超过20m的地下进行工作处理，它主要通过摆动或是旋转的喷射方式来进行注浆，具有很高的灵活性，相比较其它技术方式，其应用成本也较低，因此研究振孔高喷技术在水利水电工程中的应用具有现实作用。

1.振孔高喷技术的优越性及操作配备

1.1振孔高喷优越性

第一，工作程度简便。振孔高喷操作工艺的特点之一是造孔工作和下管工作可一起进行，它利用振动器将高喷管送到指定地点，该地点是预先经过设计好的位置，所使用的振动器功率也较高。第二，工作效率高。该技术下只需要使用液压设备适当移动高喷管，就可以继续下一孔作业，有利于提高工作效率。第三，复喷方便。这种技术可以在预定条件下对已经喷过的地区进行复喷，这有利于墙体质量优化，同时通过喷射的方式进行施工也有利于节省资源。

1.2振孔高喷技术操作配备

该技术工艺在应用过程中常用设备参见表1。

表 1

该技术操作主要应用振动高喷管，这是振孔高喷中用于成孔的工具，同时也是用来进行高喷作业的。振动高喷管通过与振动器相连接来调节自身状态，从而确保与地面垂直。此外，该技术应用对喷射工作所需用的设备要求不高，同传统喷射设备性能相似，只是采用机械振动的方式。在实际操作之前，对于喷头的参数需依据实际工程需要来进行调整，以保证符合施工情况。

2.振孔高喷技术在导流围堰中的应用

以××水电站为例，该工程在导流围堰施工过程中应用到了振孔高喷技术并取得良好效果。现阶段，这种技术已经可以在比较坚硬的基岩处进行施工且在定喷基础之上衍生出了摆喷和旋喷等技术。

2.1实际操作布置

在导流围堰施工中，振孔高喷技术的操作布置同常规高喷技术的类似，主要的布置依据是结合施工当地地理条件及具体施工要求来进行设备布置，通常考虑以下因素：①成本与安全；②工艺要求；③便于交叉作业；④有利于解决突发问题。

2.2施工工艺

在该水电站施工中，振孔高喷技术的施工工序主要分为9个环节，具体操作详见图1.

图 1

其中，在导流围堰中该技术的应用采用三管定向喷射工艺，通常情况下喷射角度选择在9°-10°之间。施工时，单独一组提升和振入过程中是不需要进行接管的，通常以轮流或二次喷灌的方式依次按照振孔顺序来进行操作。

在施工过程中施工单位要注重对施工顺序的管理工作，保证工程有条不紊的完成，在灌喷过程中要以孔口返浆为喷灌完成标志，同时注意对于一些喷灌不足的孔及时进行补浆，从而保证施工质量。

2.3技术分析

该项目在使用振孔高喷技术进行导流围堰工作时，虽然操作工序上只有两个步骤，但这种技术应用却解决了不少难题。首先，造孔效率高。该技术在进行钻孔时，可以利用高压设备对土地进行破坏，这使得它的打孔速度要比常规打孔方式快出1倍速度以上。其次，振管刚度高，这样可以降低孔斜影响施工整体质量。第三，该技术采用强力振入的方式进行施工，同时可以配合以高压水振进，如果遇到阻碍可以进行重复振动。最后，振进和提升无需像常规高喷技术一样要分次进行作业，不用卸管的操作方式在很大程度上解决了堵管问题。

3.振孔高喷技术在防渗工作中的应用

以××水利工程为利，该工程使用振孔高喷技术来防范该水利工程的基础渗漏。在参数选择时，该工程是在参考了以往的经验的基础之上依据振孔高喷技术要求来进行选择的。先对开挖处进行检查，再通过一系列试验来确定该技术所使用的水速、压力等，以保证相关参数设计的科学合理，其中，参数设计试验主要包扩围井试验等。

3.1制浆

该工程所使用的高喷浆液为普通的水泥浆，成分主要是硅酸盐，压强为32.5MPa。其中水是石灰的1.25倍，水泥量为620kg/m3，在制浆之前均要使用筛网过滤，但是需要掌握好时间保证制浆完成的时间不多于4小时。

3.2振孔

振孔高喷技术在振孔之前要先做好基础准备，通常是供风3m3/min，供浆50L/min且压强保持在7MPa左右。等到管口有浆液冒出以后便可以正式开始振孔工作。首先振动锤开启并向下进行振动，通常速度在3.5m/min左右，同时振动时尽量保证匀速，如果孔口冒浆不足，则可减缓振孔速度，确保振管可以倍放置在设计位置。

3.3喷浆

当振孔到達规定位置且可以正常冒浆之后，便可以开始进行喷浆工作，通常进行提升时速度控制在每分钟0.45m、浆量控制在每分钟80L左右最为合适，注意开始提升时一定要速度缓慢，直到提升位置到达规定高程以后降低浆压、缓慢提速直至拔出。

4.振孔高喷技术创新

4.1设备改进

专用于振孔高喷技术工艺的使用设备我们将其称为设备主机，它区别于传统高喷技术所使用的设备，具有一定优势。该设备主机是由天车、底盘及其它一系列相关构件所组成，其中工作平台上设置有固定尺度的钢管作为设备移动轨道，支持设备移动的动力为液压油缸。它的走管方式具有钻孔精确、使用安全、稳定性高等优点，十分适合堤坝等施工地段，但是没有转向功能，同时也无法进行横向移动，这不利于短轴线施工。目前，新研制出的一种液压平移转向设备转化了上述设备的劣势，利用液压来操控设备转向和移动使该设备适用范围扩大，进一步平稳了其使用性能。

4.2新型工艺

切喷成墙工艺。孔距是确保高压喷浆顺利进行的重要参数之一，首先，在允许条件下，施工方都想加大孔间距以降低成本。其次，定喷施工时，想加大喷射距离除了使用高压喷射以外，还可以采用让两两喷嘴间的距离变宽的方式。这种情况之下，切喷成墙工艺便产生了。首先把钻头从原有的圆形改变为长条形，同时把两侧喷嘴间距扩大1倍左右，这样可以有效增加喷射距离，目前这种工艺已经在一些堤防项目中投入使用并取得良好成果。

切槽成墙工艺。如果施工地段土质适合，可以将上文中提到的一字形切头的大小适当增加，通常可以将其尺寸加大0.7m左右，必要时也可以直接使用高压注入水泥浆，让其直接形成墙体。但是为了让槽孔可以持续工作，工艺上可以使用两个一字形切头来进行施工，位置摆放上两个切头要适量重合，它能保证施工连续性，因此在一些防渗施工中取得极佳效益。

小 结：

综上所述，振孔高喷技术在水利水电工程施工中的应用作用较大，特别是在导流围堰、基础防渗等工作中都取得了良好的技术成果，目前，该种技术之下已经逐渐衍生出新的技术工艺以满足水利水电工程建设所需，相信随着今后科研工作的继续，该项技术会更加完善，从而更多的在水利水电施工中发挥自身优势。

参考文献：

[1]李培，陈瑞亮.关于高喷法施工工艺的探讨[J].长江工程职业技术学院学报.2010（03）

[2]蔡海燕.在松散漂卵石地层中高喷试验的研究[J].勘察科学技术.2010（05）

[3刘启国.新三管中压浆往复高喷墙施工[J].水利水电施工.2011（02）