高压喷射灌浆技术在病险坝防渗加固中的应用研究

程刚

（德州市水利局，山东 德州253000）

节水防渗工程易于控制，灵活，结构简单，填充量大，应用范围广，原料种类繁多，结构简单，成本低廉，因此高压射流罐头防渗技术得到广泛应用。在实用技术和理论知识方面，它已经有了长足的发展。在某些建筑中，该技术的设计和应用还与水文条件，地质条件，水泥含量，高喷涂材料，喷涂压力以及施工过程中施工现场泥浆的其他因素密切相关。而且很可能会出现漏洞。因此，倾斜，粘附，泥浆泄漏，堵塞，孔洞塌陷等。因此，有必要加强对技术应用的研究，并改善和规范施工过程和设计。

1 某水库概况及存在问题

该水库位于山东省德州市陵城区，大坝地址距城区约25km。该水库是一项中型水库项目，重点是主城区城市供水，兼顾农业灌溉和水产养殖的综合利用。由于大坝建设的限制，大坝的基础没有被切割，并且通过使用粘土芯壁和涂层防止渗透，但是由于排水条件的限制，粘土涂层的质量非常差。自那时以来，水库的自存储操作在东大坝的粘土覆盖层中发现了裂缝，大坝的基础存在严重的泄漏问题。多年来，水库的水一直在泄漏和流失，这也使大坝处于危险之中，并且对大坝的防洪标准低下，对其收益产生了严重影响。汛期最初的设计极限水位为24.50m，但目前的水库运营需要降低到18.5m，使水库储水能力大大降低。

2 高压喷射灌浆技术在水库防渗加固中的应用要点

2.1 检查桩身直径并严格控制开挖坡度

这种防渗透增强材料使用屏障来阻挡可渗透的黏土层。由于储层不是空的，并且必须在储层的正常运行条件下运行防渗透增强层，因此有必要从大坝顶部通过粘土开挖高压射流灌浆。为确保高压注浆孔之间的有效连接，确保单桩的直径，确保防渗墙的有效连接，并避免出现钻孔现象，需要控制垂直度。钻孔时，应逐段测量钻孔。如果井眼特定部分的垂直度超过标准，则应及时进行扫描和纠正。这种设计要求高压喷射灌浆孔的斜率≤0.5%。

2.2 高喷防渗墙与上下接合面之间的有效连接

新增加的高压射流防渗墙与黏土墙，基层以及连续旋转墙之间的有效连接是防渗工程质量的关键。对于随后的高压喷射和接头的上下表面，应采取适当的措施，例如增加喷射压力，降低升程速度，复喷，中断接头表面的升程以及在现场切断高压射流，加强接合面的连接，下接合面需要高喷防渗墙进入基层表面0.5-1.0 m。由于水泥浆的下沉和收缩，在上接合面可能会出现部分空隙，特别是对于大直径的旋转灌浆桩头，更有必要采取步骤解决桩头空隙现象。

2.3 高喷防渗墙施工处于动水条件下施工

由于不能排空水库，因此即使选择了施工水位，坝体上游和下游之间的水位差也很大，并且在施工期间总是会渗入地层。因此，有必要考虑动态水条件对屏障建设的影响。地下渗透可形成局部浓度。在此部分的施工过程中，应采取以下措施：增加墙体的有效半径，使用初始强度水泥，增加浆液的浓度，向浆液中添加促凝剂以及降低喷雾的提升速度，必须保证形成连续的防渗墙体。

3 高压喷射灌浆加固土体的基本性状

当用灌浆喷射土壤层时，一些相对较小的土壤颗粒以“半置换”的方式被拉出地面，而剩余的土壤颗粒则通过高压射流冲击，离心力和重力的共同作用而重新排列，形成具有特殊成分的固化土壤结构（多管喷射灌浆可以完全替代切削土体），固结土体具有高容量、重量轻、低渗透性、坚固耐用的特性。

3.1 固结体的形状不同

固结体的形状与高压喷射流的作用方向、运动轨迹和连续喷射时间密切相关，并且可以通过调节喷射参数来控制固结体的形状。固结体的形状根据土壤质量和过程而不同。可以形成均匀的圆柱形状，不均匀的圆柱形状，盘形，板壁形状和扇形壁形状。

3.2 大直径

所形成的固化物的直径与土壤的类型和密度密切相关。单管旋转喷涂的压实直径通常为0.6-1.2m，对于三管旋转喷砂，压实直径可以达到1.2-2.2m。旋转喷雾可使固结体达到2.0-4.0 m。压实质量的变化压实的重量取决于土壤的质量。通常，粘性土壤的压实度比未扰动的土壤轻约10%，而沙质土壤的压实度比未扰动的土壤重约10%。

3.3 固结体强度高，但不均匀。

喷洒土壤后，土壤颗粒会重新排列，水泥和其他浆料的含量很高。通常，外部土壤颗粒直径大，数量大且泥浆成分高，因此它们的横截面中心强度低，外部强度高，并且在与土壤的交换边缘处具有坚硬的外壳。压块的抗压强度通常是抗拉强度的5 至10倍。

3.4 透气性和透水性

固结体的空气/水渗透性差，渗透系数达到10-8至10-7cm /s，并且具有优异的不渗透性。

3.5 单桩承载力

旋转喷射固结体本身具有高的抗压强度和不均匀的外观，因此具有大的承载能力。通常，压块的直径越大，承载能力越高。

3.6 耐久性

压实的材料具有防冻性，并且耐干湿循环，因此通常在-20°C 时稳定，如果冻结温度高于-20°C，则可用于永久工程。

4 高压喷射灌浆技术应用要求

4.1 地质勘测

为了满足高压注浆技术应用中的防渗透和增强要求，我们需要集中精力进行地质调查工作。换句话说，在地质调查工作中，有必要重点研究基岩的形状，土壤类型，化学成分，天然水含量等。在土壤调查过程中，将钻孔深度控制在2-3 m，厚度要大于3 m 的致密土层，计算沉降量，并总结土层的状况。同时，在水文地质调查过程中，要注意水位上升，渗透系数，水特征，水流，水向等的探测，以充分控制水文地质环境，满足高压喷射灌浆技术的运行要求。在开展地质调查工作中，我们将从地下结构，空间大小，地下管线，地下障碍物等方面对周围环境进行调查，并着重分析周围环境和污染物运输道路的污染排放状况是必需的。避免在高压喷射灌浆操作中出现水污染。从以上分析可以发现，在应用高压喷射灌浆技术的过程中，对地质勘测作业环节的改善是极为必要的，并且有必要提高谨慎度，以最大程度地提高技术应用效果。

4.2 高注浆材料

4.2.1 由于高喷涂灰泥材料的选择与常规灰泥配方中冷凝物的质量，物理指标，化学稳定性等有关，因此，通常使用水泥浆，例如常规波特兰水泥425 使用时应注意。与水泥浆等同时，在水泥浆组合物的过程中将水灰比控制为1：（1 至1.5）。在处理压坯的过程中，确认压坯的抗压强度在28 天后增加到约20 MPa。此外，混合快速固化，快速强度浆料的过程需要仔细选择材料，例如水玻璃，三乙醇胺和氯化钙。

4.2.2 在高喷灌浆材料组合物的过程中，必须注意扩散剂和无机盐化合物组合的应用，以提高凝固体的强度。在此，扩散器是NR，NNO，Na：SiO。等待。同时，在水泥浆的施工过程中，必须将粉煤灰，矿渣等与水泥浆混合，以提高凝固体的强度，以达到节能运行的目的。另外，在水泥浆组成过程中混合2%至4%的水玻璃也可以达到防止渗透的目的。

4.3 孔距的安排

在应用高压喷射灌浆技术的过程中，必须注意严格遵守孔间距的要求，以达到设计高喷射屏障的孔间距的目的。砂层孔间距控制在1.6-2.5m，填充层间距控制在1.5-2.0m，卵石层间距在1.5-1.5m，壁厚控制在10-2.5m。如果为30 厘米，则符合防渗透操作的要求。同时，在布置微摆的孔间距的过程中，砂层的孔间距为1.6 至2.2m，填充层的孔间距为1.5 至1.8m，而卵石层的孔间距为1。在0-1.5m，壁厚为20～40 时代的情况下，可以得到可靠性高的防渗透效果。另外，在十字形的坑配置中，必须将砂层的间距控制在1.6～2.5m 以内，将填充层的间距控制在1.5-2.0m 以内。孔距控制在1.0 到1.5m 之间，并且壁为蜂窝状以最大程度地防止渗透。

5 工程施工

工程施工流程（如图1）。

图1 施工工艺流程

开挖时，确认施工现场的平坦度，准确确定开挖设备的位置，并在开挖过程中控制孔的倾斜度，孔的错位和泥壁的固定效果。一旦检查工作完成，就可以满足危险大坝加固的需要。同时，在制浆工艺的发展中，为了提高防渗透和增强水平，将制浆时的混合时间控制在30 秒以上，对制浆的物料进行称重，秤重误差在5%以内。它需要被抑制。然后测试浆液的密度以查看制浆效果。

图2 灌浆流程

在灌浆过程中，需要控制参数，例如提升速度，灌浆量，意外喷雾停止以及最终孔的重新填充。例如，在高压喷射灌浆过程的连续运行中，如果由于事故需要停止喷涂1 至2 小时，施工人员将针对灌浆环境采取特殊措施，灌浆操作应小于0.5 m。您需要开始提升喷雾以获得最佳状态。撒在衣服上以防止泄漏，并改善Gendu 防渗透加固材料的质量。

结束语

综上所述，当前可用的防止和加固土石坝的技术包括混凝土防渗墙，劈裂灌浆，防止土工膜渗透以及稳定的浆状灌浆。高压喷射灌浆技术可有效减少渗透线，并通过减少泄漏和水力梯度来提高坝坡的稳定性。在实际应用中，应根据施工现场的地质条件，水文特征以及气候和环境因素做出合理科学的选择，以最大限度地采取加固措施。它在及时实现技术方面发挥作用。