探讨高喷防渗技术在水利工程技术中的运用

2018-01-23傅绍娟

黑龙江水利科技 2017年11期

傅绍娟

(新干县县城防洪工程管理局，江西吉安 331300)

0 引言

水利工程的地基处理、注浆压力需要逐步深化，这是提高水利工程整体施工质量及工艺参数稳定的基础性条件，从高喷防渗技术应用的角度对施工参数、施工条件、土质层检测等方面进行调整，是将理论与实践融合并从地基防护措施的角度，实现水利工程地基质量、施工质量提升的有效途径。基坑开挖工艺的落实仍然需要从气密性、混凝土密度、防渗效果等方面进行落实，这对高喷防渗技术的工艺参数设定、石坝加固及地层注浆密度强化等方面有积极作用[1]。

1 高喷防渗技术的原理及概述

1.1 高喷注浆的种类

水利工程中采用的高压喷射注浆以单管法、三重管法为中心，其注浆管道差异对注浆密度方面会产生直接的影响，其不同的喷射注浆方式，其侧重点是从水、气、浆等介质进行落实，以此实现地基气密性、稳固性及力学性能的相对提升。例如，在利用三重管法对注浆进行高压喷射时，其注重的是浆液压缩机喷射流控制，在充分利用压力作用的基础上，对地基泥浆进行防渗工艺落实，确保高压效果的相对提升。高压喷射是从喷口面积、喷口压力及压力控制等角度进行处理，以压力调整的方式，提高泥浆灌注质量。

1.2 高喷防渗技术的应用原理

高喷防渗技术的应用是利用喷台车、高压泵、空压机等设备，在钻机应用的条件下，对泥浆进行灌注，其钻孔直径为135mm，液压以100型为主，在利用垂直架台的基础上，对泥浆进行灌注。在高喷防渗技术的应用下，其高压需要对设备及高压泵等方面进行降温处理，在利用喷射管上下移动的前提下，利用75kW动力，对泥浆进行灌注与密度控制，在此期间需要利用降温系统对相应设备进行温度冷却，确保泥浆灌注的持续性，其冷却系统应用如图1所示。

图1 冷却系统的应用图

高喷防渗技术的应用需要对水泥固化过程进行控制，其喷射结构以土网络结构为主，在对水泥混合材料进行填充与浇筑的过程中，需要掌握水泥的固化时间，这对泥浆质量控制有积极作用。喷射管道的移动频率过快，泥浆浇筑会出现真空层的情况，直接降低地基本身的质量，反之，泥浆喷射效率过慢，其水泥颗粒的密度方面会出现差异性，在角质层的影响下，浇筑结构整体的质量及力学承载力也会相对降低。所以，明确高喷防渗技术的应用原理，是实现水利工程浇筑质量提升的基础性条件[2]。

2 高喷防渗技术应用过程中的弊端分析

2.1 工艺参数设定

在利用高喷防渗技术对水利工程的灌注工艺进行处理的过程中，其工艺参数设定会直接影响高压喷射效果。高压喷射注浆需要对压力、动力、泥浆流速、搅拌速率等方面进行控制，而工艺参数设定的不完善，极容易影响泥浆喷射的稳定性及泥浆固化质量。此外，水利工程本身的质量要求不同，所选择的设备型号也存在明显差异，在针对泥浆喷射进行工艺参数设定的过程中，忽略标高、施工槽、排水沟及泥浆沉淀池等相关辅助性工具的参数设计，会直接影响泥浆喷射质量及后续的施工效率[3]。

2.2 材料搅拌机制设定

水泥及混合材料的型号不同，其联合搅拌机制的设定方面也存在明显差异，例如，普通材料的搅拌时间需要控制在90s以上，而水泥混合材料的高速搅拌需要将时间控制在30s以上，这是保证泥浆颗粒密度均匀的基础性工作。忽略材料搅拌机制的控制，极容易出现泥浆沉淀、角质层过高的情况，这对后续的喷射频率控制、喷射压力调整等方面都会产生负面影响。最后，材料搅拌机制是泥浆浇筑的基础工作之一，而且施工土质、打孔直径都会直接影响泥浆灌注质量。钻孔之间的间距过进，会出现塌孔、泥浆渗透的情况，这对泥浆用量控制、坝体裂缝防护等方面都会产生负面影响。

2.3 高喷防渗技术的注意事项

在利用高喷防渗技术对坝体进行灌浆处理时，孔位、钻速及孔壁稳定性会直接影响泥浆的浇筑质量，例如，孔壁并不是垂直向下，其灌浆极容易出现工艺参数突降的情况，喷射管的泥浆喷射频率、喷射均匀度等方面也会出现差异性变化。例如，在出现冒浆现象时，喷射压力下降，钻孔内的水、泥浆就会出现涌出的现象，这说明注浆管的孔洞气密性降低。高喷防渗技术的应用是利用压力填充，实现泥浆的气密性、颗粒密度控制，但是，注浆泵及高压泵之间的协调性降低，其灌浆泄露的现象极容易出现，直接影响水利工程的整体施工质量。

3 优化高喷防渗技术应用效果的路径选择

水利工程中的高喷防渗技术应用，需要从工艺参数、材料搅拌机制、高喷防渗技术应用的角度进行针对性讨论，其工艺参数主要以高压水、压缩气、浆液为中心，并从钻孔工艺、材料搅拌机制、灌浆工艺等方面入手，希望提高高喷防渗技术在水利工程中的应用价值。

3.1 高压喷灌的工艺参数设定

在利用高喷防渗技术对水利工程的坝体进行泥浆浇筑时，其侧重点需要针对水、气、泥浆等方面进行工艺参数设定，例如，在对高压水方面的压力、流量设定，需要以1.8m、37MPa为基础参数，以此确保水压力的相对恒定，具体工艺参数见表1。

表1 工艺参数设定

通过对表1的工艺参数设定进行针对性分析，在注重压力、泥浆颗粒密度及泥浆本身气密性控制的前提下，对上述气压、水含量、泥浆结构等方面进行针对性处理，既可以明确设备的型号选择，也可以实现水利工程浇筑质量的针对性控制。

3.2 材料搅拌机制的专项控制

在对泥浆混合材料进行搅拌的过程中，需要从流量控制、搅拌时间、材料结构等方面进行综合分析，在注重高喷防渗技术应用的前提下，需要依照设计图纸、喷射方式及高压管型号设定等方面入手，而且需要控制硬化剂的含量，这是防止泥浆固化过快的关键性工作。的例如，在水泥与泥浆混合后，需要对土颗粒、脉动性能等方面进行控制，这是优化坝体防渗漏性能的基本措施。

3.3 高喷防渗技术的实践应用

喷射试验是设备、钻孔、材料搅拌等工艺参数设定的重要依据，对工程质量、气密性、力学性能等方面有重大影响。试验要科学地选择有代表性的地层进行高喷注浆现场试验。要采用群孔进行设计，以确定高喷灌浆的方法及其适用性，注意最佳有效喷射范围、施工参数、浆液性能的落实，需要从孔距排距、墙体防渗性能等方面进行深化，以此确保高压浇筑施工的质量。在利用高喷防渗技术对泥浆进行灌注的过程中，需要对工艺参数、钻孔、泥浆角质层、灌注频率等方面进行处理，这是强化高喷防渗技术应用价值及实现坝体防渗漏效果提升的关键性工作。最后，在针对工艺参数设定及设备型号选择、钻孔设定的过程中，需要从数据参数、数据信息及土颗粒密度控制等角度进行细化，以此防止冒浆、压力降低等情况的出现。在对坝体气密性进行控制的前提下，需要充分考虑并分析施工环境，确保施工环境控制、工艺参数调整的基础上，提高泥浆浇筑质量及防渗漏特性，是确保水利工程整体施工质量达到相关要求的有效途径。