高噴灌漿在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用

董曉娜

【摘要】高噴灌漿技術(shù)主要是構(gòu)筑地下防滲體，將不穩(wěn)定的地基及滲水地層固化穩(wěn)定，防止?jié)B水，起到一個(gè)全方位的保護(hù)作用。原理是用灌漿機(jī)械鉆洞打孔，達(dá)到設(shè)計(jì)深度，再用三管法（即高壓清水泵、空壓機(jī)、泥漿泵三泵同時(shí)輸送水、氣、漿）通過(guò)噴嘴噴漿至設(shè)計(jì)深度，使其形成一個(gè)整體，與地層形成一個(gè)切割面，再灌注進(jìn)去，使?jié){液能夠在孔洞內(nèi)擴(kuò)散、充實(shí)，與地層的土石形成一個(gè)混合體并凝結(jié)成一個(gè)整體，從而形成一個(gè)個(gè)高噴連接板墻，達(dá)到防滲的目的。

【關(guān)鍵詞】高噴灌漿；水庫(kù)；除險(xiǎn)加固；應(yīng)用

1、高噴灌漿工藝概述

高壓噴射灌漿法的主要施工技術(shù)是鉆孔使用，帶有噴嘴到預(yù)定位置插入注漿管，使用能輸送水、氣、漿的三個(gè)通道的噴射管，從內(nèi)噴嘴中噴射出壓力為20-40MPa的超高壓水流，同軸噴射的水流與氣流沖擊破壞土體，一些細(xì)土與泥漿流出水面，剩余的土壤顆粒在沖擊射流、離心力和重力作用下，與漿液混合攪拌，并按一定比例將水泥土定期重新排列。當(dāng)水泥漿凝固后，達(dá)到提高樁體防滲能力。

目前，在高噴灌漿施工中，主要采用單管法、二管法、三管法、新三管法，近年來(lái)在上述基本的噴射灌漿工法的基礎(chǔ)上，又先后開(kāi)發(fā)出了能夠施工大直徑的超高壓大流量、交叉射流工法，多管?chē)娚浞ǖ?。本文著重介紹前三種施工方法不同。首先，單管高壓噴射水泥漿會(huì)對(duì)土體造成一定程度的損傷，從而導(dǎo)致水泥漿和土壤混凝。雙筒和單筒的方法不同的是，前者水泥漿射流中心高壓空氣層，在注射的同時(shí)，這樣做的目的是為了減少在注射過(guò)程中的混合漿最大損失的動(dòng)能，并有效地提高了土壤的破壞程度，位移的土壤顆粒和填充順利完成。三管?chē)娚渲行姆ㄔ诟邏嚎諝飧邏核骷案邏耗酀{泵成形中的應(yīng)用，兩種形式的沖擊會(huì)對(duì)土體造成嚴(yán)重的破壞，然后進(jìn)行水泥的置換和填筑施工?；谝陨系慕榻B可以在三種高速?lài)娚渥{技術(shù)是土壤儲(chǔ)層損害的作用下，高壓噴射，然后水泥漿液和土壤混合，但從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，三種高壓注漿效果進(jìn)行三管射流，射流管?chē)娮?、雙關(guān)。在高速旋轉(zhuǎn)噴霧過(guò)程中，如果周?chē)袎嚎s空氣，則會(huì)形成氣環(huán)，而氣環(huán)會(huì)對(duì)高壓射流的流動(dòng)能力造成一定的破壞，水中的損傷更為顯著。

2、工程概況

磨河水庫(kù)位于河南省禹州市西北萇莊鄉(xiāng)磨河村東，潁河支流磨河中游上，控制流域面積34.2km2，河道長(zhǎng)度14.9km，河道比降0.013，是一座以灌溉為主，兼顧供水、養(yǎng)殖的小型水庫(kù)。大壩建在第二層地基上，組成壩基為二疊系石英砂形成，分布不規(guī)律，厚度變化大，對(duì)壩基防滲不利。但兩側(cè)壩基清基不徹底，左側(cè)壩基與山體巖石縫隙結(jié)合處滲水，第一層土層單元滲透性為微透水，第二層土層單元滲透性為弱透水，導(dǎo)致壩基滲漏嚴(yán)重。

3、施工方法

3.1施工設(shè)備選擇

鉆孔設(shè)備選用SPC-300型液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆灌漿孔，灌漿機(jī)和灌漿泵采用WJG80型攪拌機(jī)，空壓機(jī)選用YY型活塞式普通空壓機(jī)，高壓水泵采用3XB系列臥式三柱塞泵。施工前先進(jìn)行灌漿試驗(yàn)確定各灌漿參數(shù)，灌漿結(jié)束后要進(jìn)行取樣和注水試驗(yàn)檢查灌漿效果。

3.2高噴灌漿布孔

本次設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)磨河水庫(kù)的基礎(chǔ)研究，多方案的論證比選，采取三管?chē)娚溲b置進(jìn)行高壓擺噴灌漿，造孔沿水庫(kù)軸線布置，孔距1.8m，分兩序孔加密，噴射軸線與大壩側(cè)面平行，漿液采用水泥漿，三管法，擺角20-30°。

3.3高噴灌漿施工程序

高噴灌漿施工工藝流程為：測(cè)量放線→確定孔位→鉆機(jī)成孔→攪拌制漿→供氣供漿→噴射灌漿→帽漿→擺動(dòng)提升→成樁成墻→充填回灌→清洗結(jié)束。按照上述流程，進(jìn)行高噴灌漿擺射技術(shù)施工，下噴射管前，要先在地面進(jìn)行試噴，并調(diào)整好噴射角度，下管時(shí)，要對(duì)噴嘴做好保護(hù)措施，以防地層泥沙堵塞噴孔。要對(duì)噴射設(shè)備的高壓壓力、噴嘴等各個(gè)部位進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)管路，高壓泵等系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，這是高噴灌漿的必要步驟之一。在噴射完成后，停止噴射的步驟為：先停水，再停止灌漿，再停風(fēng)。灌漿完成后，對(duì)孔洞用水泥漿進(jìn)行靜壓回填，直至漿面不積水，不下沉為止。在進(jìn)行高噴灌漿時(shí)，宜對(duì)全孔洞進(jìn)行連續(xù)灌漿，一次作業(yè)完成。

3.4工程質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)

工程施工完畢后，板墻凝結(jié)成型，在工程自檢之后再通過(guò)河南省基本水利建設(shè)檢測(cè)有限公司對(duì)其進(jìn)行壩基防滲檢測(cè)，采用鉆孔對(duì)板墻進(jìn)行防滲系數(shù)檢測(cè)，通過(guò)電磁波實(shí)驗(yàn)對(duì)板墻滲透系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。檢查試驗(yàn)數(shù)為總灌漿數(shù)的10%，通過(guò)鉆孔，檢查固結(jié)體的整體性、均勻性，強(qiáng)度特性（包括軸向壓力、水平推力、抗酸堿性、抗凍性的抗?jié)B性等）；溶蝕和耐久性。

4、結(jié)論

高噴灌漿技術(shù)施工速度快，墻體凝固效果好，水泥漿更不會(huì)破壞生態(tài)與地下水環(huán)境，因此在水庫(kù)除險(xiǎn)加固中可以廣泛應(yīng)用。在高噴灌漿施工時(shí)，必須要根據(jù)水庫(kù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件來(lái)設(shè)計(jì)高噴灌漿的施工參數(shù)，針對(duì)不同的參數(shù)采用不同的施工設(shè)備、施工工藝等，這樣才能確保施工質(zhì)量，使防滲墻體連續(xù)性、可靠性都有所保障。當(dāng)前高噴灌漿技術(shù)仍在不斷地探討研究中，還可以通過(guò)更多實(shí)踐成果去驗(yàn)證和改進(jìn)，使之在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中應(yīng)用起來(lái)更得心應(yīng)手。

參考文獻(xiàn)：

[1]王玉竹.鉆噴一體化高壓噴射灌漿技術(shù)在水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程中的應(yīng)用[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015，11（33）：115～116.

[2]邱賽挺.水庫(kù)除險(xiǎn)加固中高壓噴射灌漿實(shí)施探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015，7（11）：108～109.