高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用

何東明

摘 要：隨著社會(huì)化進(jìn)程的不斷加快以及經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展趨勢，我國的各行業(yè)領(lǐng)域都有了很大的進(jìn)步，特別是一些工程項(xiàng)目，施工技術(shù)水平更加科技化、智能化。水利工程作為與人們生產(chǎn)生活等活動(dòng)密切相關(guān)的行業(yè)，其施工技術(shù)種類也日漸多樣化。高壓噴射灌漿技術(shù)是水利工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于地下和基礎(chǔ)工程防滲加固工程中。高壓噴射灌漿施工技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，在實(shí)際的水利工程施工中經(jīng)常被用于防滲漏處理。文章主要對高壓噴射灌漿技術(shù)的作用原理、相關(guān)工藝參數(shù)的確定及防滲效果進(jìn)行了介紹，并探討了高壓噴射灌漿施工技術(shù)的特點(diǎn)、流程及施工質(zhì)量控制工藝要求等。

關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿；原理；水利工程；應(yīng)用

引言

由于我國水利工程起步較晚，發(fā)展速度緩慢，在20世紀(jì)80年代才在全國范圍內(nèi)逐漸推廣應(yīng)用高壓噴射灌漿施工技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于堤壩、涵閘的防滲工程中。使用高壓噴射灌漿技術(shù)具有很大的優(yōu)勢，可以加強(qiáng)地基的強(qiáng)度，減少、整治建筑物中存在的沉降或者不均勻沉降現(xiàn)象。另外，在砂石層，只要砂石的直徑不差過一定的范圍，也可以起到加固的作用，但是高壓噴射灌漿技術(shù)不適合應(yīng)用于地下水流速過快的地層中。高壓噴射灌漿技術(shù)是一種采用高壓水或高壓漿液而形成高速噴射流束，可以沖擊、切割及破壞地層的主體，將水泥基質(zhì)漿液填充、摻雜其中，使?jié){液和被灌地層中的顆?；旌希纬蓸吨虬鍓畹哪Y(jié)體，起到提高地基防滲及承受能力的作用，從而防滲加固圍壩。高壓噴射灌漿技術(shù)具有成本低、施工速度快、固結(jié)體強(qiáng)度大及可靠性高的特點(diǎn)，可以加快水利工程施工速度，節(jié)省施工期限?；A(chǔ)防滲處理是水利工程施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是影響水利工程施工質(zhì)量的重要因素，在基礎(chǔ)土質(zhì)不滿足施工需求，且滲透性較強(qiáng)時(shí)，加之水流的作用，就會(huì)嚴(yán)重危害水利工程的基礎(chǔ)施工。

1 高壓噴射灌漿技術(shù)的工藝原理

1.1 沖切摻攪作用

高壓噴射灌漿技術(shù)的工作原理主要是利用高壓射流，并在強(qiáng)烈的沖擊下，使?jié){液在有效范圍內(nèi)快速擴(kuò)散，填充土層，與土石?；旌嫌不笮纬赡Y(jié)體，從而改變原有的地層結(jié)構(gòu)及組成，提高防滲能力和承載力。

1.2 升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用

不同于其他水利工程施工技術(shù)，高壓噴射灌漿技術(shù)具有很大的獨(dú)特性，施工速度快，節(jié)省了施工時(shí)間，可以在極大程度上優(yōu)化水利工程質(zhì)量。高壓噴射灌漿技術(shù)的施工原理是在空氣的作用下將水、氣、漿等從噴嘴中噴出，經(jīng)過一定的反應(yīng)后達(dá)到破壞地層結(jié)構(gòu)的目的，并對其起到升揚(yáng)的作用。另外，高壓噴射灌漿施工技術(shù)還可以將土石碎屑等填入地層中，填充土層，剩余的空隙由漿液進(jìn)行補(bǔ)充，起到轉(zhuǎn)換的作用。

1.3 擠壓、滲透作用

除了起到揚(yáng)及轉(zhuǎn)換作用之外，高壓噴射灌漿工業(yè)還起到擠壓和滲透的作用，這也是被廣泛用于水利建設(shè)施工中的重要原因。隨著高噴射流強(qiáng)度與射流距離成反比例關(guān)系，距離越大，強(qiáng)度反而越小，當(dāng)距離達(dá)到一定時(shí)，強(qiáng)度就會(huì)衰減至射流束的末端，從而對底層起到擠壓的作用。在噴射環(huán)節(jié)完畢之后，接下來就進(jìn)行靜壓灌漿，對有效范圍內(nèi)的土層起到滲透作用，最終使凝結(jié)體與周圍土體緊密結(jié)合，在外側(cè)形成滲透凝結(jié)層，提高防滲性能。

1.4 位移握裹作用

由于地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有很多較小的塊石，在大能量的噴射之下，加之升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用，將漿液填滿塊石的周圍縫隙。需要注意的是，在遇到較大的塊石或者塊石區(qū)域時(shí)，要降低噴射速度，提高噴射強(qiáng)度，將大塊石進(jìn)行位移及松動(dòng)，同時(shí)，重復(fù)填充漿液的步驟，將漿液滲入塊石空隙中。通過高壓噴射擠壓、余壓級(jí)滲透等綜合方式，產(chǎn)生握裹凝結(jié)作用，從而形成連續(xù)的、密實(shí)的凝結(jié)體。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用

2.1 凝結(jié)體的性能

高噴施工形成的凝結(jié)體在水利工程防滲處理過程中占據(jù)重要地位，具有良好的穩(wěn)定性及防滲性，不需要很強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度。凝結(jié)體的防滲性受很多因素的影響，主要包括地層組成成分和顆粒級(jí)配、施工方法、施工工藝、漿液材料等等。雖然由高噴形成的凝結(jié)體的形狀不規(guī)則，但是其可以與地層緊密結(jié)合，凝結(jié)體周圍不僅具有漿皮層，還具有滲透凝結(jié)層，可以起到很好的防滲透作用，對有效開展防滲處理有著不可替代的作用。

2.2 高壓噴射灌漿技術(shù)——三管法

高壓噴射灌漿技術(shù)的種類是由管數(shù)決定的，分為單管法、雙管法，以及三管法。其中，在利用三管法高壓噴射灌漿技術(shù)施工的過程中，使用到的主要設(shè)備和材料分別是液壓地質(zhì)鉆機(jī)和高濃度的純水泥漿，可以極大地提高施工效率級(jí)施工質(zhì)量。

2.3 施工工藝和施工要點(diǎn)

2.3.1 鉆孔。在水利工程施工時(shí)，鉆孔是不可缺少的一項(xiàng)施工工藝。因此，必須由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行施工，保持鉆機(jī)與地面垂直，使孔內(nèi)的泥漿順利流出，防止泥漿滲漏。另外，還要注意從始至終都將鉆孔與進(jìn)套管緊密結(jié)合。

2.3.2 下入噴射桿。噴射桿是水利項(xiàng)目施工的關(guān)鍵工具，在鉆孔施工之后使用。噴射桿可以一直插入泥漿固壁的鉆孔的底部。在進(jìn)行下入噴射桿的過程中要注意以下兩點(diǎn)內(nèi)容，首先，在拔管之前，要將具有高密度的塑性水泥注入套管之中，并在拔管時(shí)持續(xù)注入水泥，直到水泥的高度與孔口持平，待套管完全拔出后，插入噴射桿，并將其深入孔的底部。其次，為了減少不必要的麻煩，可以事先制作套管護(hù)壁，這可以通過將塑料管插進(jìn)套管內(nèi)實(shí)現(xiàn)，為順利插入孔內(nèi)奠定基礎(chǔ)，當(dāng)套管拔出時(shí)，再完全插入噴射管。

2.3.3 高噴施工。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷創(chuàng)新，高壓噴射技術(shù)的種類日益多樣化，不同種類的高壓噴射技術(shù)在設(shè)定參數(shù)時(shí)差異很大，在不同灌漿壓力的影響下其提升速度也不同。不同的水利工程施工現(xiàn)場地形條件復(fù)雜，地層結(jié)構(gòu)多種多樣，與水壓、氣壓相比而言，高壓噴射施工質(zhì)量不會(huì)隨著施工方法的不同而有所變化，但是提升的速度差異較大。

2.4 施工工藝

與其他建設(shè)項(xiàng)目相比，水利工程施工比較復(fù)雜，受地形地貌條件影響嚴(yán)重，只有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)需求將施工現(xiàn)場進(jìn)行清潔、平整，才能順利正常、順利開展施工。施工技術(shù)人員要有專業(yè)的施工技能、充足的施工經(jīng)驗(yàn)，保障施工工藝的有效性，在確定墻體位置時(shí)，首先要確定施工現(xiàn)場的墻體中心線，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行墻體中心線的測量。另外，施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軟土地基或者地基不平的情況，對施工速度影響嚴(yán)重，甚至危害施工人員的生命安全。因此，相關(guān)人員要采取有效措施進(jìn)行防范，減少安全隱患。

強(qiáng)化噴墻管理。對提升速度快慢、灌漿時(shí)壓力的大小以及掘進(jìn)速度的快慢要進(jìn)行控制。送氣量應(yīng)保持能夠使?jié){液保持沸騰狀態(tài)，為防止墻體有夾層保證墻體均勻，灌漿過程中應(yīng)該避免斷漿以及離析情況的發(fā)生。做好設(shè)備的維護(hù)工作，盡量避免因故障停機(jī)。

3 結(jié)束語

綜上所述，文章主要闡述了高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用。近年來，由于高壓噴射灌漿技術(shù)具有的獨(dú)特優(yōu)勢，如成本低低廉、固結(jié)體強(qiáng)度大，以及穩(wěn)定性高等等，備受水利工程施工單位的歡迎，被廣泛應(yīng)用于防滲漏處理施工環(huán)節(jié)中。但是高壓噴射灌漿施工技術(shù)在施工時(shí)是很難控制的，相關(guān)施工人員必須要做好對其的控制工作，全面掌握高壓噴射灌漿施工技術(shù)的施工流程，提高施工過程的質(zhì)量管理水平，對其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)控制，保障水利工程施工質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。高壓噴射灌漿技術(shù)大大提高了水利工程的防滲能力，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]葉斌，李學(xué)武.高壓噴射灌漿施工技術(shù)[J].西部探礦工程，2004（10）.