祁敬鋒

(哈爾濱市呼蘭區(qū)澇區(qū)管理站，哈爾濱150522)

概評(píng)水利工程中高壓噴射灌漿作用與技術(shù)應(yīng)用

祁敬鋒

(哈爾濱市呼蘭區(qū)澇區(qū)管理站，哈爾濱150522)

一直以來，為了能夠切實(shí)有效的解決水利工程等工程的滲水現(xiàn)象，我國已經(jīng)進(jìn)行了大量深入的研究和實(shí)踐，以期能夠找出一種切實(shí)有效的防滲措施。尤其是在現(xiàn)代水利工程進(jìn)行施工的過程中，基礎(chǔ)防滲工作成為了保證水利工程防滲的一個(gè)關(guān)鍵措施，而在工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性和可靠性較差的情況下，就極易受到水流作用的影響。文章針對(duì)水利工程中高壓噴射灌漿技術(shù)的實(shí)際作用應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

高壓噴射灌漿技術(shù);工藝原理;水利工程;技術(shù)應(yīng)用

0 前言

高壓噴射灌漿技術(shù)是現(xiàn)代建筑工程中一種應(yīng)用廣泛的重要的施工技術(shù)。該技術(shù)能夠極大的提升地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得地基通過裂縫連接固定的方式，形成一個(gè)整體。本文主要針對(duì)水利工程中高壓噴射灌漿技術(shù)作用與應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

1 工藝原理

高壓噴射灌漿技術(shù)自身主要是利用壓力極高的噴射流，在土層之中采用切割和擾動(dòng)的方式，滲入到裂縫之中，從而使得其中的漿液能夠在高壓噴射的影響之下，快速地滲透到周邊的土層、裂縫之中后，會(huì)迅速和裂縫中的石料進(jìn)行混合，漿液在完全硬化之后，使松散地質(zhì)狀況形成堅(jiān)固的凝結(jié)體，從根本上有效地改變了地基的穩(wěn)定性和組成成分以及構(gòu)成方式，大大提高了承載能力，經(jīng)過處理后最終達(dá)到提高地基荷載能力、滿足工程施工的要求，變不利承載條件為可利用條件，體現(xiàn)水利工程中高壓噴射灌漿技術(shù)作用的應(yīng)用重要性［1］。高壓射流對(duì)地層結(jié)構(gòu)的影響范圍、程度及固結(jié)質(zhì)量，取決于公式中比能值E，表達(dá)公式:E=PQ/100V (1)式中:E為每米旋噴柱所耗用的能量，MJ/m，字母P代表噴射時(shí)所需的的灌漿壓力值，Map;Q為所需射流漿量，L/min;V為提升時(shí)的速度，cm/min。

公式中，E值很重要，E值越大，旋噴柱的直徑會(huì)越大，在一般情況下選用直徑在50～70 cm的較好。具體操作還應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)通過做試驗(yàn)測(cè)試確定。

2 凝結(jié)體的性能

利用高壓噴射方式所形成的凝結(jié)體在土層之中并不規(guī)則，但是卻能夠極好的與地基地層緊密地結(jié)合起來，這主要是由于高壓噴射的凝結(jié)體，除了自身的漿皮層以外，通常其中還有防滲性凝結(jié)體的物質(zhì)存在，該物質(zhì)能夠發(fā)揮出極好的復(fù)合防滲作用，最大限度的提升了凝結(jié)體地防滲性能。

3 高壓噴射凝結(jié)體的結(jié)構(gòu)形式及布置方式

使用高壓噴射灌漿技術(shù)在進(jìn)行施工的過程中所噴射出的凝結(jié)體形狀，與噴射的過程、方式有著重要的聯(lián)系，新高壓噴射的過程中一般有3種不同的噴射形式:旋噴、擺噴、定噴［2］。也就是在噴射的過程中，邊提升噴射槍邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這一方式施工形成的凝結(jié)體形狀便是圓柱體。而在噴射的過程中邊提升邊擺動(dòng)噴射槍，通過這一方式所形成的凝結(jié)體形狀便是啞鈴狀。在噴射的過程中僅僅只是用定向噴射提升的方法，那么所噴射出來的形狀變成為板狀，也就稱之為定噴板。

4 高壓噴射所需材料

高壓噴射材料大多采用由水泥制備的漿液構(gòu)成，通常采用普通硅酸鹽水泥，最適用的水泥標(biāo)號(hào)為42.5或52.5。漿液大體分3種，其中普通型漿液，在采用普通硅酸鹽水泥時(shí)，不加外加劑。廣泛適用于沒特別要求的工程。第二種是速凝早強(qiáng)型漿液，適用于過早承當(dāng)荷載的工程和地下水位較高，此時(shí)需加入氯化鈣、三乙醇胺等速凝早強(qiáng)劑。另一種是高強(qiáng)型漿液，選高標(biāo)號(hào)水泥，高效能的擴(kuò)散劑和無機(jī)鹽組成的復(fù)合配方等。為提高抗?jié)B性，可加入2% ～4%的水玻璃。

5 主要的工藝和施工要點(diǎn)

高噴灌漿施工工序主要有兩大部分組成，第一部分是做孔，第二部分是灌漿，其中做孔主要工序是:放線布孔、鉆機(jī)就位、鉆機(jī)調(diào)平、鉆孔、封堵漏漿通道、終孔。灌漿主要工序是高噴臺(tái)車就位、地面試噴、下噴射管、輸漿、定向、噴射提升、回漿、終漿、回灌、管路沖洗、高噴臺(tái)車轉(zhuǎn)移。

在泥漿固壁回轉(zhuǎn)(或沖擊)鉆進(jìn)時(shí)，在造孔過程中，做好充填堵漏工作，其實(shí)質(zhì)在于使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，泥漿攜砂或泥能返出孔外，直至終孔成功。跟管鉆進(jìn)時(shí)，邊鉆進(jìn)邊隨時(shí)協(xié)調(diào)配合跟入套管，直至終孔成功。

有泥漿固壁的鉆孔，下噴射桿時(shí)，操作時(shí)最好將噴射桿直接進(jìn)入孔內(nèi)，直至孔底。跟管鉆進(jìn)的鉆孔，有2種以下情況需注意:①為了防止塌孔，做好防范，拔管前必須在套管內(nèi)注入密度大的塑性泥漿，保證孔壁壓力平衡，注滿后，才可起拔套管，起拔過程中要互相配合協(xié)調(diào)，邊起拔邊注入，使?jié){面長期保持不低于孔口，保證對(duì)側(cè)壁足夠壓力，持續(xù)時(shí)間直至套管全部拔出為止，第二次再將噴射桿下入孔內(nèi)直至孔底。重復(fù)施工一次，注意方法同第一次一樣;②施工中也可以在套管內(nèi)下入管壁均勻的硬質(zhì)塑管，目的是直到套管的底部，起到護(hù)壁作用，目的是一樣的。而后將套管全部拔出，之后將噴射桿下入到管底部。

在高噴施工當(dāng)中，施工中所用技術(shù)參數(shù)與使用高噴的方法要做調(diào)整。應(yīng)隨使用方法不同做相應(yīng)協(xié)調(diào)。對(duì)各種地質(zhì)構(gòu)成情況而言，若使用同一種施工方法，則水壓、氣壓、漿壓的變化不會(huì)大，唯有改變提升時(shí)的速度，這是保證高噴質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在通常情況下，確定提升速度要注意以下3個(gè)方面:①根據(jù)地層存在的差異性，例如在砂層中施工時(shí)的提升速度，可以適當(dāng)稍快，在砂卵(礫)石層中施工時(shí)的提升速度應(yīng)相應(yīng)放慢些，假設(shè)當(dāng)遇到(粒徑達(dá)到40cm以上)塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更加慢，應(yīng)根據(jù)不同地層做不同調(diào)整。②根據(jù)孔先后分序的不同時(shí)機(jī)，在先序孔提升速度時(shí)可以稍慢，在后序孔提升速度時(shí)可適當(dāng)稍快。③當(dāng)施工中突然出現(xiàn)高噴孔內(nèi)返漿量減少時(shí)，及時(shí)放慢提升的速度，避免出現(xiàn)施工斷層，保證施工質(zhì)量。

施工位置確定前，必須先平整場(chǎng)地，能滿足機(jī)械對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要求，場(chǎng)地內(nèi)障礙物需清理掉。對(duì)于某些地段地基軟，難于平整等地段，有可能引起整機(jī)翻倒傾斜事故的，一定要采取穩(wěn)妥防范技術(shù)處理措施。放線定位時(shí)體按中心線進(jìn)行測(cè)量定位，控制好平面位置。對(duì)灌漿時(shí)的壓力、提升速度，送氣量的大小要求，應(yīng)能滿足使?jié){液呈沸騰狀。灌漿時(shí)漿液不允許發(fā)生離析、斷漿，配合比不合理等現(xiàn)象，確保墻體質(zhì)量均勻，無夾心，無空洞。假若發(fā)生管道堵塞或因故短暫停機(jī)，應(yīng)迅速搶修，恢復(fù)繼續(xù)施工，保證施工連續(xù)性。

6 工程質(zhì)量檢測(cè)方法

可以采用挖探坑數(shù)米的方法，用電子填土密實(shí)度檢測(cè)儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。也可以從固結(jié)體中取得巖芯，在室內(nèi)做物理力學(xué)性能試驗(yàn)，并在取樣鉆孔中做壓水、抽水試驗(yàn)，測(cè)出其抗?jié)B能力是否滿足要求。還可做標(biāo)準(zhǔn)貫入度或荷載試驗(yàn)。以上檢測(cè)結(jié)果應(yīng)滿足土體密實(shí)度和承載力均大于原土體。

7 結(jié)語

在進(jìn)行高壓噴射灌漿技術(shù)施工的過程中必須要嚴(yán)格按照施工步驟來進(jìn)行施工，同時(shí)施工的各個(gè)細(xì)節(jié)方面也要嚴(yán)加監(jiān)管，以此來保證施工沒有任何遺漏，促進(jìn)高壓噴射灌漿技術(shù)施工的最佳質(zhì)量與防滲效果。

［1］王海鵬.高壓灌漿技術(shù)在水庫工程的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2013，41(11):160-162.

［2］陳文濤.高壓噴射灌漿施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用［J］. 水利技術(shù)監(jiān)督，2009(05):70-71.

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1007-7596(2014)06-0103-02

2014-04-15

祁敬峰(1975-)，男，黑龍江哈爾濱人，工程師。