水利水电工程中高压喷射灌浆施工技术探析

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　　摘要：在水利的施工中，高压喷射光讲防渗技术是水利施工中很重要的环节之一，由于此技术的特殊性，列为在处理软土地基的先进的工艺之一，因此，才会被广泛的应用，相对来讲，正是由于技术的特殊性，才会给施工的质量控制方面来带来麻烦和影响，就更需要专业的技术人员也要在施工中首席各项技术的规范流程，只有这样，才能控制好高压旋喷灌浆技术的每个环节，最终保证期水利工程的质量，来为百姓造福。
　　1 高压喷射灌浆技术的特点和工作原理
　　 1.1 高压喷射注浆法是在注浆法的基础上，应用高压喷射技术而发展起来的一项新的地基加固方法
　　它与其它地基处理的方法相比，具有适用范围广，施工简便，具有较好的耐久性等特点，不失为众多地基处理方法中的一种好的地基处理方法。
　　 1.2 高压喷射注浆法机理
　　高压喷射注浆法是利用高压水或浆液射流切割搅拌地层，同时射入水泥浆或复合浆液，形成新的凝结体，改变了原地层的结构或全置换成新复合材料结构，提高承载力或原地基的防渗能力，达到加固地基和防渗的目的[2]。其工艺是利用钻机或其他造孔设备造孔，然后把带有喷头的注浆管下至土层的预定深度，由高压水泵或高压泥浆泵把浆液以10～25Mpa的高压射流在喷嘴中射出，以冲击和破坏预定深度地层的土体。该射流能量大，速度快，当呈脉动状态的射流动压强度大于土体强度的时候，土粒便从原土体中剥落下来，一部分细小的土粒随着浆液冒出地面，其余较粗的土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力作用下，与随之射入的水泥浆等浆液渗搅混合后，按一定的浆土比例和质量大小规律地重新排列，在土体中形成凝结体。喷射时，若一面提升一面旋转，则形成柱状体即旋喷桩，若一面提升一面按一定的方向角度摆动，则形成墙状体。
　　 2 高压喷射灌浆施工技术的特点
　　 （1）利用高压喷射法进行施工时，其主要是利用钻机来进行钻孔，当钻机达到要求的深度时，则利用高压泥浆泵的高压射流来对周围的土体结构进行破坏，同时再不断的将钻杆进行旋转提升，并在此过程中利用特殊喷嘴来向周围土体中高压喷射固化浆液，使其浆液与土体达到有效的固化，从而形成一定性能和正式成立的固结体，增加土体的强度和稳定性。（2）固结体形成什么样的形状，这是与喷射流的移动方向有紧密联系的，因为在喷射过程中，通常会采用旋转、定向和摆动三种喷射方式，这样就会导致在旋喷情况下形成旋喷柱，这对于提高地基的抗剪强度，加固地基都具有良好的作用，而且可以对于地基土变形的情况有较好的改善作用，特别是当上部具有较大荷载时，具有良好的承载作用，不至于变形或是受到破坏。而利用定喷时固结体则会呈现壁状，而摆喷则会形成厚度较大的扇状，这对于地基的防渗作用都具有非常好的效果，可以有效的确保边坡的稳定性，进一步改善地基土的水力条件。
　　3 水利水电中高压喷射灌浆的施工技术
　　3.1 钻孔
　　 在高压喷射灌浆技术中，钻孔是为了将喷射注浆管插入到施工的地層中去，钻孔的方法一般也是不同地层、不同深度而用用不同。钻进深度可达30m以上，当遇到较坚硬的土层时宜采用地质钻机钻孔，一般在二重管和三重管旋喷法施工中，采用地质钻机钻孔。
　　 3.2 插管
　　 在上一步的钻孔施工结束后，就要将注浆管插入，其实在实际施工时这两个步骤是合二为一的，现在为了解析清楚所以分开来讲。但使用地质钻机钻孔完成后，必须拔出岩芯管，插入喷射管。在插管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水、边插管，水压力一般不超过1MPa，压力过高易将孔壁射塌。
　　3.3 喷浆
　　 在喷浆时要注意以下几个方面，主要包括土质、地下水环境等等，不同环境下喷浆的压力、流速、流量等等都是有所不同的，要做到自下而上喷射注浆。根据工程需要进行原位第二次喷射（复喷），复喷时喷射流冲击的对象为第一次喷射的浆土混合体，喷射流所遇阻。
　　3.4 补浆
　　 喷射的浆液与土搅拌混合后的凝固过程中，由于浆液的析水作用，一般均有不同程度的收缩，造成在固结体顶部凹陷，对地基的加固和防渗堵水极为不利。目前一般采用直接从喷射孔口注入浆液填满收缩空洞，或采用二次注浆的方法对固结体顶部进行第二次注浆。
　　 4 在水利水电中高压喷射灌浆施工技术常见问题及对策
　　4.1 冒浆
　　 在喷浆时一定会出现冒浆的现象，只是有多有少的问题，这是不可避免的，这是因为喷射过程中冲击力过大破坏土层所产生的部分细小土粒随一部分浆液沿着注浆管管壁冒出地面。通过对冒浆的观察，可以及时了解土层状况、喷射的大致效果和喷射参数的合理性等。冒浆量小于注浆量20者为正常现象，超过20或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。减小冒浆的措施有：一是提高喷射压力;二是适当减小喷嘴直径等。
　　 4.2 固结体不完整
　　 高压喷射注浆完毕后，或在喷射注浆过程中因故中断，均可能产生加固地基与建筑物基础不密贴或脱空、桩体不连续现象。防止因喷射注浆中断导致的断桩，可在每次卸管及重新下注浆管时，保证停顿部位的搭接长度不小于100mm，以保证固结体的整体性。
　　 4.3 喷射流压力偏低
　　 高压泵压力偏低会造成喷射流破坏力较低而达不到处理效果，可能的原因有高压泵性能不足、高压泵摆放距离过远、浆液管路泄漏等。实际施工中，钻机与高压泵的距离不宜大于50m;流量较大而压力偏低时，应检查各部位的泄漏情况，必要时拔出注浆管，检查密封性能。
　　4.4 检查。
　　 完成灌浆工作之后，还需要进行检查，要严格全面的检查施工质量，并且检查周期维持在一个月。比如，对灌浆区的钻孔进行检验，压水试验就是必须要进行的，通过观察岩心胶，来判断它的施工质量是否出现了问题。同时，还需要分析各种参数。需要注意的是，施工质量并不是只能够通过压水试验来确定，在评定工程灌浆质量的时候，还需要考虑其他的因素; 在蓄水之前，需要仔细检查工程的原始记录，并且仔细分梳灌浆资料记载。对检查孔进行构建，并且做好检查工作，帷幕灌浆和固结灌浆，为了对胶结现状进行检查，都需要去除岩心，要将压水试验应用到设立的检查孔中。如果将帷幕灌浆的方法给应用过来，还需要对钻孔的数量进行检查，根据十分之一的灌浆孔来设置数量，按照 20 比 1 的标准来设置固结灌浆的比例。
　　 对于检查孔的直径，帷幕灌浆和固结灌浆方式的检查孔分别控制在 110 毫米以内和 140 毫米以内。在对钻孔进行压水试验时，需要严格依据相关的试验技术规范，在实验之前，还需要进行冲洗作业，采用的设计水压需要超过水压1. 5 倍，这样获得的流量方可以保证更加稳定。完成了所有工程之后，质量工程师要进行最后一次的复查和审核，严格依据原来的设计图纸和现场施工记录来进行，避免在施工过程中有遗漏的桩位，然后对检测单位的资质等级和技术配备进行审查，要帮助建设单位，对检测单位进行确定。
　　5 结语
　　水利水电工程施工由于其施工环境较为恶劣，大多数需要在水下进行施工，所以为了更好地提高工程基础的防渗性能，则在水利水电工程中通常采用高压喷射灌浆施工来进行施工，由于该种施工技术不仅施工成本较低，而且有利于基础的加固，具有较高的可靠性，所以在当前水利水电工程施工中得以广泛的应用，有效地确保了水利水电工程施工的顺利完成。
　　参考文献 ：
　　[1]于福臣.高压喷射灌莱技术在水利工程施工中的使用[J].中国新技术新产品，2011（24）：16.
　　 [2]郭科普.高压喷射灌莱技术在水利工程中的应用[J].农业科技与信息，2013（3）：31.
　　作者信息;吴清清，女，身份证号：5224241989****0043
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