水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用研究

□ 周嵘 湖南金尚工程有限公司

水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用研究

□ 周嵘 湖南金尚工程有限公司

［导读］当前，在水利水电施工中最常采用的技术就是高压喷射灌浆技术，这种现代化的技术在水利水电施工中起着非常重要的作用，为水利水电的工程质量提供了良好的保障。同时，也在一定程度上避免了水利水电工程经济效益和社会效益的缩减。本文根据高压喷射灌浆技术的技术特点和工作原理，分析了其在水利水电工程中的应用。

我国自20世纪70年代引进的高压喷射灌浆技术，水利水电工程中起着非常重要的作用，可靠性好、团结强度大以及成本低，使之能最大程度的确保地基的稳定，所以它在水利水电施工中的应用非常广泛。

一、高压喷射灌浆技术的概述

高压喷射灌浆是注浆法升级版的地基加固方法，它适用于工程的前中后各个阶段，并且施工技术相对而言并不复杂。高压喷射灌浆所喷射的浆液以泥浆和化学材料为主，使得其可使用的原料非常广泛，成本也不高。此外，在喷射过程中还可以通过调整旋喷速度，来控制固结体的形状。高压喷射灌浆法利用高压水或者浆液射流切割搅拌底层再射入浆液，有效地加固了原地基的防渗功能。它通过钻孔并利用高压水泵以射流量和速度来给土体造成冲击力，然后用10-25Mpa的高压来注浆，最终使土体形成凝结体，从而起到防渗的作用［1］。

二、高压喷射灌浆技术在水利水电工程中的作用

高压喷射灌浆技术在水利水电中的作用，主要有三个：其一是起着转换和升扬的作用，利用喷射杆和孔壁之间的间隙，来把水或者浆液喷射出去，使细土粒或者碎石升扬；其二是起着渗透挤压的作用，喷射距离的增加使其不断地挤压地面，在高压喷射过后还可以使凝结体与周围土地很好的结合，从而有一定的防渗作用；其三是有着位移握裹作用，高压喷射灌浆的压力可以把浆液充分填充在石块周围，并进行握裹凝结，从而避免了凝结体连续不够紧密。

三、水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用

（一）钻孔

在施工过程中，造孔时应该避免渗漏现象的出现，否则就不能保证孔内泥浆的正常循环。在钻孔过程中需要一边跟管钻进一边跟入套管，直至终孔。另外在进行钻进的过程中，钻孔机不能太过于偏斜，最好成垂直状态，否则不能很好的工作。还有就是孔位的偏差应该小于50mm，钻孔的深度应该大于设计时候的底高程。在钻孔过程中，孔距非常重要，需要用水平尺进行测量，否则会影响凝结体的可靠性从而影响工程进度。一般来说，孔距都选择为 2.0m，半径为 1.8m，15°的摆角，并且需要把孔内清理干净。

（二）下入喷射杆

在对泥浆固壁进行钻孔时，可以把喷射杆放入孔内指导触碰到底部位置。跟管钻进的钻孔通常会采用两种方法。第一种拔管之前需要灌注泥浆，在拔管过程中，也要不停地灌注泥浆以避免泥浆的高度改变，等到套管取出时就可以把喷射杆放入底部。第二种就是在拔套管之前，把PVC塑料套管套入套管内部来避免管壁遭到破坏。最后拨出套管时把喷射杆放入底部［2］。

（三）高喷施工

在水利水电施工的过程中，高压喷射灌浆技术的参数选择非常重要，根据施工情况的不同，参数也不一样。喷射杆的上升速度会受到灌浆压力的影响。如果，不同地层的施工方法一致，那么水压、气压以及浆压的差别也不会太大。通常情况下，为了避免不能确定提升速度，就需要注意三点：第一点是在进行高压喷射灌浆时应该考虑土层的因素，高喷杆在砂层时可以增加一些速度，砂卵层可以降低速度，对于块石比较集中的底层速度可以更慢一些；第二点是考虑施工顺序的因素，先序孔慢速，后序孔快速；第三点是要考虑反浆量的因素，孔内反浆量少速度必然得慢。此外进浆量还需要控制好。例如，在广西某水库的工程施工中，针对以黏土心墙砂壳推石坝的坝体，在高喷灌浆的设计中就采用单排旋喷桩技术进行套接，并根据其工程具体状况设计高压喷射管浆的参数，其高压浆流量160L/min，水泥浆比重不小于1.45，气压力1MPa，提升速度为10~20cm/ min，并且在高喷灌浆施工中，使得每一序之间的间距长度为所需的固定值。喷射灌浆经过开孔、确定心墙厚度、下套管、在砂卵层钻进、基岩钻进、测斜、喷射灌浆、拔套管、封孔等工序依次完成。

（四）确定墙体位置和喷墙管理

在施工过程中，场地不能出现不平整的状况，不能有障碍物，做好防范措施以避免发生翻机事故。在平整的场地上，对墙体中心线进行测量定位。应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度，而送气量的大小依据浆液的状态而定，沸腾状态效果最佳。灌浆阶段不能出现离析和断浆情况，否则就不能保证墙体的均匀性使其容易出现夹心层［3］。还要注意避免在喷射过程中出现事故，停喷最好不要超过两小时，否则就需要特殊处理，恢复喷射时最好从停喷深度以下0.5m出进行喷射。

（五）质量检测

需要检测三方面：第一是防渗墙的渗透性检测。在灌浆施工结束后，当防渗墙体凝固超过30d时，在550m的灌浆坝段设置4处防渗检查试验围井来试验防渗墙的质量水平；第二是防渗墙的连续性以及厚度检测。检测防渗墙的厚度以及墙体方向和垂直深度的连续性是否达到设计要求，可以采用地质雷达技术；第三是检测防渗墙体结石体的强度，依据检查的长度在防渗墙的交叉接触位置布置检查孔，用物理力学中的取样品实验，来检测其强度水平。

综上所述，高压喷射灌浆技术虽然因其本身的特点，在水利水电工程中被广泛应用，但是其作为水利水电施工的关键环节，所受到的影响因素也不少。所以为了避免基础设施的强度不够，基础渗透性能不好，在施工过程中，就需要科学的运用高压喷射灌浆技术，更需要加强高压喷射灌浆施工中的质量控制。

［1］王永辉.浅析水利水电施工中的高压喷射灌浆技术［J］.科技创新与应用，2013，09：136.

［2］索超.水利水电工程中高压喷射灌浆施工技术探析［J］.科技创新与应用，2014，32：218.