高喷法在处理水库坝体及涵闸地基中的技术应用

2016-03-19毛明立驻马店市水利工程局第四工程处河南省驻马店市463000

低碳世界 2016年32期

毛明立（驻马店市水利工程局第四工程处，河南省驻马店市463000）

毛明立（驻马店市水利工程局第四工程处，河南省驻马店市463000）

近几年来，由于高喷法操作施工的简便性及其对施工地区的适应性高等优点，使得高压喷射灌浆技术在水利建设工程中的应用程度越来越大，而其所带来的效益也越来越明显。本文将就高压喷射灌浆技术的基本原理对其在处理水库坝体以及涵闸地基中的应用进行一定的分析。

高压喷射灌浆；水库坝体；涵闸地基；防渗加固

随着我国经济水平的不断提高，推动着我国社会不断发展，我国有关水利方面的事业也在随之发展进步，而水利建设事业中最为重要且最为基础的水利设施便是水库坝体与涵闸地基。它们对水利建设事业的发展具有重大的影响作用。而对于它们来说，最重要的一个环节就是防渗加固工作，因此，这需要相关部门对其充分重视。

高压喷射灌浆技术是自我国80年代初期发展起来的一种防渗透技术，其主要应用于水利建设工程的防渗加固。近几年来，随着高压喷射技术的不断发展，其应用程度也越来越深，应用范围也越来越广。自我国引进该技术并加以试验研究以来，现如今已经广泛的应用于交通、铁路、煤炭、建筑、水利建设工程等多个方面。

1 高压喷射灌浆技术简介

高压喷射灌浆技术的出现为水利建设工程带来了极大的便利，它解决了水库坝体渗漏以及涵闸地基漏水和管涌的问题。该技术能够在不损坏原有的建筑物并能够维持其正常运转的前提下来解决坝体和地基的渗漏问题。

1.1 高压喷射灌浆技术的基本概念

高压喷射灌浆技术是指利用高压喷射流进行切割，利用灌浆杆的旋转和升降将泥土与固化剂搅拌均匀，使其在原位凝固后在地基中形成旋喷柱。

1.2 高压喷射灌浆技术的原理

高压喷射灌浆法是指利用一个具有特殊的喷嘴钻机将注浆管插入到实现探测好的深度后，利用高压设备形成的高压流将浆液和水从钻机的喷嘴中喷出来，从而破坏土地的地层结构，利用灌浆机的旋转与升降在原位将泥土与浆液混合搅拌均匀，使其凝固成新的复合固结体，从而达到加固水库坝体和涵闸地基的目的。其基本原理分为如下几点：

1.2.1 高压流破坏地基土层结构

高压喷射灌浆技术是利用带有特殊喷嘴的注浆管的钻机钻入土层一定的深度，然后使用高压泵将水、浆液形成高压流，再利用高压产生的喷射流破坏土地的结构，使其能够形成沟槽，最终保证能够灌入浆液与土地颗粒混合物混合搅拌，形成凝结体。

1.2.2 填充凝结体的挤压

高压喷射出的浆液与土地的颗粒混合搅拌均匀后填充到高压流射击出来的沟槽里，最后凝固，在地基和水库坝体损坏的原处进行了填充，形成了防渗加固的凝结体。与此同时，新凝结成的固结体与损坏出相互接触，与土地之间形成一定的挤压作用，增强了坝体和地基的防渗透和牢固性。

1.2.3 渗透凝结作用

利用高压喷射钻机喷射出来的灌浆除了能够在冲击出来的沟槽里形成一定的凝结体以外，在其还未凝固时，会主动的向冲击范围以外的周边土地进行渗透作用，从而能够形成一层坚固的渗透凝阶层。

高压喷射灌浆所形成的固结体因其结构稳定性好，因此具有较好的防渗漏能力以及较强的牢固性。

2 高压喷射灌浆技术的分类

2.1 根据其喷射的介质分类

2.1.1 单管喷射灌浆法

通过利用钻机的钻管作为喷浆糊管，利用高压泥浆泵直接从喷嘴里喷射浆液。

2.1.2 双管喷射灌浆法

通过使用两根粗细不同的灌注管，在较粗的管中套用一根较细的灌注管，一根管灌注浆液，另一根管灌注空气，使用时，利用高压泥浆泵灌注浆液，在喷射时，运用空气压缩机压入的空气作为气幕，对建筑进行冲击加固。

2.1.3 三管喷射灌浆法

通过使用三根独立的灌注管来分别传送水、泥浆、空气这三种介质。利用水和空气的射流来破坏土体的结构，同时喷射浆液进行灌注。

2.2 按喷射的形式不同分类

2.2.1 高压旋喷法

喷头和喷流以圆形的形状摆动，在土体中形成一个直径较大的圆柱凝结体。

2.2.2 高压摆喷法

喷头与喷流在某一角度范围内进行喷射，形成了一层较厚的凝结体。

2.2.3 高压定喷法

喷头和喷流固定在一定的方向不再摆动，形成了一定厚度的凝结体。

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3 高压喷射灌浆技术的优点

高压喷射灌浆技术，对操作人员的技术要求不高，施工技术简单，施工周期短，喷射灌浆所使用的材料资源丰富且不会产生环境问题，施工成本低，高压法的适应性强，能够满足工程的不同需要。

4 高压喷射灌浆技术的施工方式

利用高压喷射法进行施工通常有如下六个工序：

4.1 施工现场的勘测

在进行施工作业前，需要对施工现场的地势进行观察并对具体施工部位进行检查勘测，从而能够确保施工作业工作的正常顺利进行，避免不必要的事故发生。

4.2 设置钻孔具体位置

在前期勘查好需要进行高压喷射灌浆的地方后，需要根据前期设计出的图纸在施工现场将需要打孔的地方标出来，以方便后面施工人员进行钻孔。

4.3 进行钻孔，并插设灌浆管根据标志进行钻孔。钻孔完毕后，将喷射灌浆管插入钻孔中。

4.4 制作浆液

按照相关规定准则进行浆液的配置。

4.5 喷射灌浆

一切准备就绪后，将浆液灌注到灌注管并启动高压泵，空气压缩机自己泥浆泵进行喷射灌浆作业。

4.6 清洗设备

在完成喷灌作业后，需要对喷灌过程中所用到的设备进行清洁。

5 高压喷射灌浆技术所带来的效益分析

（1）技术的先进性与高效性

高压喷射灌浆技术在灌浆过程中是按照自下而上的次序形成固结体的，这样保证了固结体的连续性和整体性。高压法形成的墙体之间衔接紧密，连接不断，形成了一个完整的整体。高压法所形成的凝结体与土体之间填充结实、相互挤压，因此具有很好的的防渗漏作用。凝结体与涵闸地基之间是呈现出过渡式的接触，施工人员只是对地基及坝体的损坏和渗漏处进行了喷射灌浆。

（2）可控性强

因为高压喷射灌浆技术所针对的只是地基或是水库坝体的局部，因此在施工过程中只要工作参数的选择得当，工艺措施运用正确，就不会出现问题。

（3）可适应性强

高压喷射钻机喷射出来的灌浆除了能够在冲击出来的沟槽里形成一定的凝结体以外，在其还未凝固时，会主动的向冲击范围以外的周边土地进行渗透作用，从而能够形成一层坚固的渗透凝阶层。

（4）高压喷射灌浆技术所使用的设备简单、施工技术简单，因此对操作人员的技术要求不高，施工周期短，喷射灌浆所使用的材料资源丰富且不会产生环境问题，施工成本低，高压法的适应性强，能够满足工程的不同需要。

近几年来，通过不断的应用高压喷射灌浆技术，对我国相关部门治理水库坝基渗漏问题起到了重要作用，而且在不断的使用过程中，这一技术有了很大的发展，为该技术的继续使用提供了强有力的保证。