水利泵站施工中高喷防渗墙技术浅析

高 健，刘邦俊

（南京市水利规划设计院股份有限公司，江苏 南京 210000）

泵站作为输配水工程的水头动力来源，关乎整个工程的安全运行以及经济社会效益的发挥。工程基础的渗漏问题是危及泵站安全运行的最大隐患，因此，采取必要的工程措施做好防渗处理十分必要。高喷防渗墙技术作为泵站常用的防渗措施具有施工简单，防渗效果好等优点。因此有必要对高喷防渗墙技术做系统的分析，以便推广应用。

1 高喷防渗墙技术

高喷防渗墙技术是指在普通钻孔切割地面土体结构的操作基础上，向钻孔中喷射高压射流从而改变其原有性能，之后在钻孔中加入适量的混合浆液并使土体和浆液融合，凝固后形成高强度、高质量的防渗体系[1]。与其他技术相比，高喷防渗墙技术简单易行、成本低廉，且防渗效果极佳，是水利泵站工程中的首选防渗技术[2]。

1.1 准备工作

水利泵站是水利工程中重要的工程项目，必须建立系统化管理体系、科学施工。施工前需做好各方面的准备工作。具体如下：（1）确定工程建设的施工地点，精准掌握施工地点的具体情况，及时清理场地的杂物，确保场地平整。防止场地因素影响施工过程防渗性能的不达标。（2）确保施工所用的机械设备、原材料等齐全，并检查符合规格要求，以便工程顺利进行。（3）确保施工队伍的专业程度，要求每一位施工人员都具备良好的职业素养和专业技能。（4）施工前进行高喷试验，分析试验获得的相关数据，制定科学的施工方案，预测并避免可能发生的意外。

1.2 技术要点

利用高喷防渗墙技术进行水利泵站工程施工时，应先做好上述的准备工作。然后在施工过程中注意以下要点：一是仔细研究施工图纸，并确保施工所用的压力、流速等数据符合相关规定。检查管道的清洁程度和密封性，尤其要确保软管接头处的牢固性，良好的密封性是确保灌浆质量的关键。二是在需要垂直施工的部分，保持一定的偏斜率，国内施工通常选用低于1.5%的偏斜率，不仅有利于降低施工难度，还能提高工程质量。三是基础钻孔打好后，喷射高压射流时，应随时监控管道情况，严格避免堵塞的发生，确保喷射过程顺利进行。四是在高压射流喷射时，尽量使喷管连续地旋转与提升，减少拆卸和重装操作，能够节约人力、节省工时。五是在搅拌喷浆的过程中，调和水灰比，并将搅拌好的水泥进行妥善储存，防止产生沉淀，影响水泥质量。

高喷防渗墙技术中最为关键的操作是高压喷射注浆过程，应需要严格控制注浆质量、气压等因素，实时监控工程过程，出现意外时及时采取相关措施止损。例如当遇到冒浆量瞬时降低等意外情况时，立即停止注浆操作，停止数小时以上，及时清理输浆管道，清理干净后方可重新进行喷射。

1.3 泵站施工中的质量控制措施

高喷射防渗技术进行泵站施工的中，须对施工质量进行全方位、有力的控制。制定系统性的施工方案，不仅是实现质量控制的前提，同时还能保证其科学性和合理性。施工前的准备，首先要明确施工方案，对所用到的机械设备、原材料等进行预先测试并备案，排除一切可能发生的机械隐患。由于泵站施工工程自身的特点（一般在地下），工程具有一定的隐蔽性，后期性能和使用情况的排检登记工作难度很大，因此在施工过程中进行严格的控制是非常关键的[3]。施工过程中实现质量控制，需要工程管理者把主要精力放在钻孔与喷浆两大操作上，钻孔是高喷防渗墙技术的基础，决定工程的命脉，且能够直接影响到泵站的防渗情况，因此必须充分重视钻孔质量；钻孔使用的泥浆决定着钻孔的质量，除了润滑作用和清洁污垢外，还能起到保护钻头的作用，对泥浆质量必须进行严格把关。粘度在17 s～20 s之间的泥浆润滑效果最好，采用优质硼润土作为主要原料，同时采用优质粘土作为辅料，且二者比重应控制在1.2～1.3之间，除此之外还要保证胶体率高于90%，砂含量大于4%等。喷浆时应重点控制材料质量和制浆操作，水泥是浆体的主要成分，必须采用高质量水泥[4]。由于水泥易沉淀、干结，所以必须要现用现配，使用前要过筛，确保无大颗粒。

2 工程实例分析

2.1 工程概述

某泵站工程横跨自然河道，地下水资源较为丰富。工程选址经过有关部门推算批准，符合周边水利工程要求，总建设面积约5000 m2，高喷防渗墙长约1.2 km，防渗墙的面积约为1.2万m2，高喷防渗墙的厚度为145 mm，孔间距为130 cm，夹角为25°，高喷段地质主要为含泥质中细砂、含泥质粉细砂等。

2.2 施工准备

动工之前，进行高喷试验，通过试验得到相关数据，见表1。

表1 高喷试验相关数据

按照上表设置实验条件，1组为试验组，2组为对照组。确保其他条件不变的情况下，1组中的几个关键数据（浆压、气压、转速）在合理范围内变化，先后进行高喷实验。实验后，通过对比2组与1组实验所得的防渗墙的防渗效果、高喷设备的状态等，评估具体方案的优劣。最终确定的高喷操作的具体参数，见表2。

表2 实际高喷操作所用的参数

通过以上数据可以掌握施工地点的具体情况，对施工过程中的具体方案进行修改或完善，确保工程质量。

2.3 施工方法与过程

本泵站高喷防渗墙施工采用三重管法进行，技术参数、条件全部依照上表中的对照1组进行调整。施工时根据此工程的实际计算与最初的设计要求，安装钻机并确保钻机与设计好的孔位对准。在进行钻机造孔作业时，先鉴别桩端土，依据土质判断该孔位是否合理。如果发现漏水、薄弱层等不良现象，要及时停止操作，进一步确定是否换孔。喷射管下放到设计深度的过程中，要保证同时低压输送水、气、浆，尽可能使喷射管和其他三者同时达到指定深度。喷射管达到设计深度后，应按照设计要求逐渐提高喷射管的高度，从底部到顶部的顺序射流。注射开始后，应时刻留意灌浆压力、风量、流量、提升速度等参数的变化，并将这些数据进行详细记录，施工完成后绘制出工艺曲线存档。当喷射管重新回到原有高度后，同时停止水、气、浆的输入，最后提出喷射管。当注入完成后，将管内滞留物排干净，用清水冲洗备用。

施工结束后，对施工质量进行了全面检查，首先考虑可能存在质量缺陷的施工部位，然后进行开挖检查，对于表面均匀平整、搭接轮廓分明的施工部位，可以直接视为合格。

经检查，此次水利泵站工程施工中的高喷防渗墙符合标准，防渗能力可以满足工程的要求，施工结束后高喷设备状态良好，视为合格。

3 结束语

综上，高喷防渗技术具有施工简单、成本低廉等优点，且防渗效果极佳，已被广泛应用在水利泵站施工的防渗中。随着科技水平的不断提高与进步，高喷技术也不断改进和发展，高喷防渗墙技术将会在水利水电工程中起到越来越重要的作用。