一类浅析水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术

任兴贵

摘 要：在我国的水利工程项目中，工程的实际施工过程是极为重要的环节，其重要原因不仅是因为水利工程可以有效推动我国农业生产的有效发展，并且开展水利工程的建设，可以使其发挥自身抗洪、蓄水等功能，目前，我国水利水电工程的建设受到了人们的广泛关注。本篇文章在对贵州普安县水务局实际工作进行了解后，首先对高压喷射灌浆技术进行简单的介绍，对其应用的意义进行了具体介绍。并且对水利水电工程建设中高压喷射灌浆施工技术的各种特点与应用原理等进行了具体阐述，期望通过相应的分析来推动高压灌浆噴射施工技术在我国水利水电工程建设过程中的进程和改革，使得水利水电能够在今后获得更好的发展，为社会发展进程供应自身的力量。

关键词：水利水电工程;高压喷射灌浆;施工质量

引言：

站在整体的角度来看，目前，贵州普安县水务局在开展水利水电施工活动时，发现影响工程质量与安全性的重要原因主要是渗透与稳定两方面问题，有关工作人员应该对其引起高度重视。在过去的水利水电工程建设中，影响工程质量的原因多种多样，对其最为关键的两个方面是施工人员和施工技术的影响。在水利水电工程施工中使用高压喷射灌浆技术需求工作人员具有较高的专业技术与能力，并且应对施工中的各个细节引起重视，应该结合工程的实际状况，选出最适应的喷射灌浆技术，这样才能有效确保水利水电工程建设的整体质量与安全[1]。

1高压喷射灌浆技术的简介与意义

1高压喷射灌浆技术的简介

高压喷射油浆技术属于灌浆技术的一种类型，也可将其看成是灌浆技术的衍生，也就是在遵守灌浆原理的基础上，对高压喷射技术进行实际使用的地基加固方法。高压喷射灌浆技术主要表示利用高压射流的冲击力破坏灌土，让浆液和土粒混合凝结，以此来形成不透水板墙的施工技术。使用这一技术对堤坝工程开展防渗透与墙体加固时，应该首先在设计环节对转孔位置进行预订，并添加高压注浆管，然后利用管道和高压水泵、空气压缩机、水泥搅拌机等设计进行连接。在实际操作中，根据相应的规定与要求在进行灌注浆液的同时，提高高压注浆管，以此来有效落实水泥浆与土粒的充分混合，形成凝结体，孔接孔连续进行，最后连接成板墙帷幕，以此来实现防渗加固的目的。

1.2应用高压喷射灌浆技术的重要意义

站在功能方面来讲，修建水利水电工程的主要目的是为社会提供服务，以此来有效满足人们的根本用水需求。另外，还可以在干旱的时候为农作物供应浇灌的条件，同时还能在汛期时发挥防洪的作用。由于我国地域辽阔，各个地区的地形地貌各不相同，因此水利水电工程主要是以中小型为主，并且分布在各个区域，为此，水利工程的质量会具有一定的差别。由于工程施工数理的持续增长，我国目前适合建设水利水电工程的良好地基十分稀少，并且在开展工程建设时，工程建设的稳定性与安全性受到了极大的威胁[2]。此外，建筑物在老化以后很容易发生渗透的状况，如果出现这一问题，就有可能对当地居民的生命财产造成危害。因此，水利工程部门应该有效落实防渗加固的工作，并对灌浆工艺技术的选择给予充分关注。

2高压喷射注浆技术原理与分类

2.1工作原理

高压喷射灌浆技术主要是利用高压泵将直径约2～3mm的大量水从水管泵流出，这时形成的高压水流拥有非常高的能量，可以让泥沙浆不断细化并紧密粘合，对细小的缝隙进行填补，通过对泥沙与土粒的搅拌、混合，以此来形成凝块，使得工程的质量能够得到改进，实现防身加固的根本目的。在使用高压喷射灌浆技术开展工程建设时，通常是在有关地层中利用高压水或浆液来实施射流切割搅拌，然后将水泥浆注射到地层中，以此来重新凝聚成凝结体。利用这一方式，能够对以往的地层进行有效加固，并且还能加强地基的承载作用和抗渗透效果。在开展施工工作时，必须使用的机械设备包含了造孔机、钻机等。进行施工活动时，有必要将喷头注浆管放置到预设的地层深度，并使用高压水泵来射出预先制备的浆液。在此环节中，射出的水泥浆液能够达到10Mpa～25Mpa，从而造成对土体的冲击和破坏效果。因为在进行射流时拥有较大的能量，并且速度较快，所以会对以往地层中的土粒进行剥落。在此其中，浆液在冒出地面时会携带大量细小的颗粒，而其余较大的土粒会因为受到的冲击力和重力，随着离心力的影响，与水泥浆共同进行搅拌，并通过重新的排列与组合，来形成全新的凝固体。

2.2高压喷射灌浆技术的分类

根据高压泥浆喷射的形式，可将喷射灌浆技术分成以下几种类型：（1）定喷式。其主要是在固定的单位位置与角度开展的泥浆射液束这一喷射方法，这种方法能够有效形成薄板状泥沙浆凝结块体，通常适合在水位相比较低的防渗加固工程中进行使用，其适合的地质为：砂土、粉土;（2）摆喷式。其主要是在固定的单位位置的一定角度进行摇摆喷射，能够有效形成相对较厚的泥沙浆凝结块体，通常适合在水位居中的防渗加固工程中进行使用，其主要 适合在碎石、砾石、卵石这些地质中进行使用;（3）旋喷式。它能够形成螺旋柱状的水泥混凝块，通常适合在水位较高的防渗加固工程中进行使用，并且还能用于对地基的加固与防渗，其在所有地质中均能使用，但成本较高。

3高压喷射灌浆施工技术在水利水电工程中的应用方式

3.1钻（引）孔

进行转孔的主要的目的是为了把喷射注浆管插进预先规定的地层中，使用转孔的方式应该根据地层中地质的具有状况以及加固深度、机械设备等条件来确定。转孔的深度能够超过30米，在遇到较为坚硬的土层时，应该使用地质钻机钻孔，通常在开展二重管、三重管喷施工过程中，使用地质钻机钻孔。

3.2插管

在实现钻孔以后，应该及时把喷射注浆管插进地质预定的深度，插管和钻孔这两种工艺在这一过程中有效结合，然而在实现地质钻孔以后，必须将岩芯管拔出来，插入噴射管。在此过程中，为了避免泥砂堵塞喷嘴，可以采用一边射水，一边插管的方式，并且水压不能大于1MPa，如果水压太大将会造成孔壁射塌。

3.3喷浆

结合土壤质量、类型、地下水等有关的环境条件，对注浆压力、流量、转速进行调节，可自下而上进行注浆。结合工程的需求开展原味复喷，在进行复喷时其喷射冲击的目标是第一次喷射泥浆与泥土的混合物，射流遇到的阻力比第一次喷射的阻力小，具有增大胶结体直径的作用。

3.4补浆

喷射泥浆和土壤泥浆、搅拌以后，在凝固过程中，因为水泥浆的析水作用，通常会出现不同程度的收缩，导致固结体顶部的凹陷，这是非常不利于地基的加固和防渗的因素。一般情况下，会使用直接由喷孔处注入浆液来填充缩孔，或者使用二次灌浆的方式对凝固体的顶部实施二次灌浆[3]。

4高压喷射灌浆施工技术在水利水电工程中的应用特征

在开展高压喷射灌浆工作的过程中，我们一般选择隔空喷射灌浆这一方式开展施工工作。隔空喷射灌浆主要表示对需求的灌浆孔实施编号，经过编号处理，首先对单号编号的孔进行注浆，在其孔灌浆凝固以后，再开展双号编号的孔注浆作业。高压喷射注浆施工工作可以良好对已完成的基础和结构建筑实施渗透建设，并经过渗透施工对已经完成的结构建筑开展加固工作，以此来达到对建筑工作的加固目标。利用高压喷射灌浆施工工艺的优势可分为以下几种：（1）开展高压喷射注浆工作在整个施工活动中占用的施工面积较少;（2）高压喷射注浆工作不仅能加固建筑物，并且不会对原有的施工结构进行破坏，以此来完成建筑物的加固工作;（3）高压喷射注浆技术在开展工程建设时拥有良好的灵活性;（4）高压喷射灌注技术拥有一定的可操作性。与此同时，还应该重视的是，和传统的灌浆技术相比较，高压喷射灌浆技术可以良好地在不同特点的地质工程中进行使用，特别是适合在低含水量软土地基工程中进行使用。和以往深层次的搅拌灌浆施工相比较，高压喷射灌浆施工拥有加大的使用优点。然而，在进行高压喷射灌浆施工工作中，还应该考虑的问题是高压喷射灌浆技术对水利电力工程项目产生的不良影响。面对这种状况，普安县水务局在开展灌浆施工工作时，应该引起高度重视，在开展施工工作以前，应该对有关处理方式和问题的防范措施进行充分考虑，只有基于这一状况，才可以有效落实高压喷射灌浆施工的加固效用，与此同时，这对水利水电工程的整体建设安全和质量同样是极为不良的影响。

5对高压喷射灌浆施工质量的控制

（1）位置：防渗墙的安装必须符合规定的设计要求，然后墙壁厚度应该和设计要求相同。子距离L通常是2.0米。有效半径为1.8m、摆角为15°，此外，提升速度通常是10cm/min，喷嘴类型为2mm，气嘴是7mm，水压则是29.4～ 34.3mpa，气压735kPa。

（2）在测压管周围应该采用黄沙来做漏层，并规定管口是2英寸的PVC管，在管底1.1m的部分是透水部分，选择400g/m2土工布进行外覆。

（3）在选择水泥材料时应该通过严格的质量检测，由专业人员开展现场取样，再送往检测部门专门开展二次检验，为此，在需要加入外加剂时，同样需要对添加的计量进行试验再确定。

（4）钻孔在通过严格检验以后，可对钻孔以及缝面进行清洗，并使用风和水对孔口进行清洗，可将空气（水）管插进孔底，反复清洗，直到水清方可结束。

（5）灌浆：因为裂缝两侧的混凝土受到了注浆的压力，就会造成不良变形，因此，在开展注浆施工过程中，应该和裂缝的监测应安排在一起。此外，在进行灌浆技术施工过程中，应维持从浅到深，从一边到另一边，从底部到上方的过程。同时，在注浆建设结束以后，其主要标准是在单孔注浆速率接近零后，按顺序进行注浆20 ～ 30分钟，为了规避窜孔对注浆体的破坏，有必要根据顺序来开展喷射灌浆施工工作[4]。

6水利水电工程中，高压喷射灌浆技术存在的难题

6.1冒浆

在进行灌浆喷射的时候，其喷射的破坏力与冲击力所形成的一些细小颗粒随着部分浆液沿注浆管壁面上升到地面。经过仔细观察冒浆的状况，能够及时了解土层的实际情况以及喷射效果、参数等各方面的合理性。

6.2凝固体不完善

在完成高压喷射灌浆工作以后，或者在注浆喷射时因为某种原因中断，都有可能使地基加固而使建筑物的地基不闭合、脱空，发生桩体断连的现象。

6.3固结体不垂直

这种情况将会造成固结体承载能力不断下降，甚至有可能形成极为严重的防渗堵水失效。

6.4喷射流压力较低

如果高压泵的压力太低，将会导致喷射流压力不足，不能实现预期的处理效果，这有可能是由于高压泵性能不完善、距离较远、浆液管道等各种因素造成的。

7解决高压喷射灌浆技术的措施

7.1有效降低冒浆量

冒浆（包括土壤颗粒、水和浆体）地域20则为正常状况，当冒浆量超过20或者根本不冒浆以后，应该对具体因素进行查明，并使用有效的策略。降低冒浆的策略：（1）提升喷射压力;（2）适当降低喷嘴的直径;（3）提高速度、转速等。

7.2使用超高喷射和回灌冒浆、二次灌注的策略

为了避免因为喷射灌注重点而造成的断桩，可保证每一次卸管或者重新下注浆管的时候，其搭接长度不能低于100mm，再次降低注浆管高度，以此来确保固结体的完整性。

7.3调节固结体的垂直度

固结体不垂直通常是因钻孔不垂直造成的，在实际施工过程中，应该明确钻机的位置、稳固、垂直就位。在进行引孔以前，利用水平尺对钻机的垂直度进行校正，以此来确保钻机就位的偏差不超过50mm，垂直度偏差不超过1/100。

7.4及时更换高压泵

高压泵的放置距离太远，加大了高压胶管的长度，并且增加了沿高压射流方向的损失，造成喷射的实际压力不断减少，在具体施工活动中，钻机和高压泵之間的距离不能超过50米。在流量太大而压力较小的时候，应该对各个部分的泄漏情况进行检测，在必要的时候拔出灌注管，并对密封效果进行检查。