高压喷射灌浆技术在水利工程施工中的应用

何东明

摘 要：随着社会化进程的不断加快以及经济全球化的发展趋势，我国的各行业领域都有了很大的进步，特别是一些工程项目，施工技术水平更加科技化、智能化。水利工程作为与人们生产生活等活动密切相关的行业，其施工技术种类也日渐多样化。高压喷射灌浆技术是水利工程施工中的关键技术，广泛应用于地下和基础工程防渗加固工程中。高压喷射灌浆施工技术具有很大的优势，在实际的水利工程施工中经常被用于防渗漏处理。文章主要对高压喷射灌浆技术的作用原理、相关工艺参数的确定及防渗效果进行了介绍，并探讨了高压喷射灌浆施工技术的特点、流程及施工质量控制工艺要求等。

关键词：高压喷射灌浆；原理；水利工程；应用

引言

由于我国水利工程起步较晚，发展速度缓慢，在20世纪80年代才在全国范围内逐渐推广应用高压喷射灌浆施工技术，被广泛应用于堤坝、涵闸的防渗工程中。使用高压喷射灌浆技术具有很大的优势，可以加强地基的强度，减少、整治建筑物中存在的沉降或者不均匀沉降现象。另外，在砂石层，只要砂石的直径不差过一定的范围，也可以起到加固的作用，但是高压喷射灌浆技术不适合应用于地下水流速过快的地层中。高压喷射灌浆技术是一种采用高压水或高压浆液而形成高速喷射流束，可以冲击、切割及破坏地层的主体，将水泥基质浆液填充、掺杂其中，使浆液和被灌地层中的颗粒混合，形成桩柱或板墙状的凝结体，起到提高地基防渗及承受能力的作用，从而防渗加固围坝。高压喷射灌浆技术具有成本低、施工速度快、固结体强度大及可靠性高的特点，可以加快水利工程施工速度，节省施工期限。基础防渗处理是水利工程施工中的关键环节，是影响水利工程施工质量的重要因素，在基础土质不满足施工需求，且渗透性较强时，加之水流的作用，就会严重危害水利工程的基础施工。

1 高压喷射灌浆技术的工艺原理

1.1 冲切掺搅作用

高压喷射灌浆技术的工作原理主要是利用高压射流，并在强烈的冲击下，使浆液在有效范围内快速扩散，填充土层，与土石粒混合硬化后形成凝结体，从而改变原有的地层结构及组成，提高防渗能力和承载力。

1.2 升扬、转换作用

不同于其他水利工程施工技术，高压喷射灌浆技术具有很大的独特性，施工速度快，节省了施工时间，可以在极大程度上优化水利工程质量。高压喷射灌浆技术的施工原理是在空气的作用下将水、气、浆等从喷嘴中喷出，经过一定的反应后达到破坏地层结构的目的，并对其起到升扬的作用。另外，高压喷射灌浆施工技术还可以将土石碎屑等填入地层中，填充土层，剩余的空隙由浆液进行补充，起到转换的作用。

1.3 挤压、渗透作用

除了起到扬及转换作用之外，高压喷射灌浆工业还起到挤压和渗透的作用，这也是被广泛用于水利建设施工中的重要原因。随着高喷射流强度与射流距离成反比例关系，距离越大，强度反而越小，当距离达到一定时，强度就会衰减至射流束的末端，从而对底层起到挤压的作用。在喷射环节完毕之后，接下来就进行静压灌浆，对有效范围内的土层起到渗透作用，最终使凝结体与周围土体紧密结合，在外侧形成渗透凝结层，提高防渗性能。

1.4 位移握裹作用

由于地层结构复杂，含有很多较小的块石，在大能量的喷射之下，加之升扬、转换作用，将浆液填满块石的周围缝隙。需要注意的是，在遇到较大的块石或者块石区域时，要降低喷射速度，提高喷射强度，将大块石进行位移及松动，同时，重复填充浆液的步骤，将浆液渗入块石空隙中。通过高压喷射挤压、余压级渗透等综合方式，产生握裹凝结作用，从而形成连续的、密实的凝结体。

2 高压喷射灌浆技术的应用

2.1 凝结体的性能

高喷施工形成的凝结体在水利工程防渗处理过程中占据重要地位，具有良好的稳定性及防渗性，不需要很强的抗压强度。凝结体的防渗性受很多因素的影响，主要包括地层组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺、浆液材料等等。虽然由高喷形成的凝结体的形状不规则，但是其可以与地层紧密结合，凝结体周围不仅具有浆皮层，还具有渗透凝结层，可以起到很好的防渗透作用，对有效开展防渗处理有着不可替代的作用。

2.2 高压喷射灌浆技术——三管法

高压喷射灌浆技术的种类是由管数决定的，分为单管法、双管法，以及三管法。其中，在利用三管法高压喷射灌浆技术施工的过程中，使用到的主要设备和材料分别是液压地质钻机和高浓度的纯水泥浆，可以极大地提高施工效率级施工质量。

2.3 施工工艺和施工要点

2.3.1 钻孔。在水利工程施工时，钻孔是不可缺少的一项施工工艺。因此，必须由专业技术人员进行施工，保持钻机与地面垂直，使孔内的泥浆顺利流出，防止泥浆渗漏。另外，还要注意从始至终都将钻孔与进套管紧密结合。

2.3.2 下入喷射杆。喷射杆是水利项目施工的关键工具，在钻孔施工之后使用。喷射杆可以一直插入泥浆固壁的钻孔的底部。在进行下入喷射杆的过程中要注意以下两点内容，首先，在拔管之前，要将具有高密度的塑性水泥注入套管之中，并在拔管时持续注入水泥，直到水泥的高度与孔口持平，待套管完全拔出后，插入喷射杆，并将其深入孔的底部。其次，为了减少不必要的麻烦，可以事先制作套管护壁，这可以通过将塑料管插进套管内实现，为顺利插入孔内奠定基础，当套管拔出时，再完全插入喷射管。

2.3.3 高喷施工。随着社会经济的快速发展以及信息技术的不断创新，高压喷射技术的种类日益多样化，不同种类的高压喷射技术在设定参数时差异很大，在不同灌浆压力的影响下其提升速度也不同。不同的水利工程施工现场地形条件复杂，地层结构多种多样，与水压、气压相比而言，高压喷射施工质量不会随着施工方法的不同而有所变化，但是提升的速度差异较大。

2.4 施工工艺

与其他建设项目相比，水利工程施工比较复杂，受地形地貌条件影响严重，只有严格按照设计需求将施工现场进行清洁、平整，才能顺利正常、顺利开展施工。施工技术人员要有专业的施工技能、充足的施工经验，保障施工工艺的有效性，在确定墙体位置时，首先要确定施工现场的墙体中心线，以严谨的态度进行墙体中心线的测量。另外，施工中经常会出现软土地基或者地基不平的情况，对施工速度影响严重，甚至危害施工人员的生命安全。因此，相关人员要采取有效措施进行防范，减少安全隐患。

强化喷墙管理。对提升速度快慢、灌浆时压力的大小以及掘进速度的快慢要进行控制。送气量应保持能够使浆液保持沸腾状态，为防止墙体有夹层保证墙体均匀，灌浆过程中应该避免断浆以及离析情况的发生。做好设备的维护工作，尽量避免因故障停机。

3 结束语

综上所述，文章主要阐述了高压喷射灌浆施工技术在水利工程施工中的应用。近年来，由于高压喷射灌浆技术具有的独特优势，如成本低低廉、固结体强度大，以及稳定性高等等，备受水利工程施工单位的欢迎，被广泛应用于防渗漏处理施工环节中。但是高压喷射灌浆施工技术在施工时是很难控制的，相关施工人员必须要做好对其的控制工作，全面掌握高压喷射灌浆施工技术的施工流程，提高施工过程的质量管理水平，对其中的关键环节进行重点控制，保障水利工程施工质量符合相关标准。高压喷射灌浆技术大大提高了水利工程的防渗能力，为促进经济发展起到积极作用。

参考文献

[1]叶斌，李学武.高压喷射灌浆施工技术[J].西部探矿工程，2004（10）.