姬慧娟

摘要：水利水電工程在農(nóng)業(yè)發(fā)展當中始終扮演著重要角色，一方面，水利水電工程能夠為農(nóng)作物生長提供充足的灌溉用水，進而達到增產(chǎn)增收的目的。另一方面，水利水電工程能夠有效降低干旱、洪澇、水土流失等災害的發(fā)生概率，這就為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設置了一道堅固的防護屏障。尤其在進入二十一世紀后，隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展速度的逐年加快，水利水電工程建設數(shù)量也呈現(xiàn)出逐年遞增態(tài)勢，由于水利水電工程所處的地域多為砂類土、黏性土、淤泥土等軟弱土層，因此，施工單位多采用高壓噴射灌漿技術來開展施工活動，該技術能夠提高基礎承載力，形成有效防滲體，這就為水利水電工程質(zhì)量的提升提供強大的技術支持。本文將緊緊圍繞高壓噴射灌漿技術發(fā)揮的重要作用以及施工技術要點予以全面闡述。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)發(fā)展;水利水電;高壓噴射灌漿;技術要點

高壓噴射灌漿技術具有適用性廣、可控性好、施工工藝簡單等特點，而被廣泛應用于水利水電工程的堤壩、圍堰等結(jié)構(gòu)的施工當中。由于該技術針對軟弱土層具有良好的加固作用，因此，對提高水利水電工程的整體質(zhì)量與穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性作用。近年來，隨著高壓噴射灌漿技術的日漸成熟，水利水電施工單位也將該技術列為施工過程中的首選應用技術類型，通過施工實踐證明：應用該技術修建的水利水電工程在對抵御洪水侵蝕以及蓄水等方面，其自身的應用優(yōu)勢均得到切實體現(xiàn)。

1 高壓噴射灌漿技術概述

高壓噴射灌漿技術主要是將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到孔洞當中的預定位置，然后利用高壓水泵或者高壓泥漿泵，將水或者漿液直接噴射到土層當中，在高壓作用下，下層土體將被直接沖擊和破壞，被沖散的土體顆粒利用沖擊力、離心力與重力，與噴嘴噴射出的漿液混合攪拌到一起，待漿液凝固以后，土體中的分散顆粒便與漿液形成了一個堅固的凝結(jié)體，進而對土層起到良好的加固作用。目前，高壓噴射灌漿技術多適用于砂類土、黏性土、黃土、淤泥土等軟弱土層當中，并且均可以收到良好的加固效果[1]。

根據(jù)不同的噴射介質(zhì)與管路，高壓噴射灌漿技術主要包括單管法、二管法以及三管法。其中，單管法所采用的是一根管路，并利用20～30Mpa的高壓漿液，向鉆孔當中進行噴射作業(yè)，這種方法的成樁直徑一般在40～50cm，該技術的主要優(yōu)勢是加固質(zhì)量好，施工速度快，投入成本少，但是，固結(jié)體的直徑較小，因此，僅適用于一些小型的水利水電工程施工當中。二管法主要使用雙通道的二重灌漿管，并在管的底部側(cè)面設置一個同軸雙重噴嘴，從噴嘴噴出的高壓漿液，瞬間壓力值達到20Mpa以上，而固結(jié)體的最大直徑也能夠達到150cm。而三管法則是采用水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管，利用這種方法，可以有效減少水射流與周圍介質(zhì)的摩擦力，進而使水射流的切割能力大幅提升，在這種情況下，被噴射出去的漿液將在地層下形成一個較大的負壓區(qū)，進而形成直徑較大、強度較高的固結(jié)體，因此，三管法在一些大型水利水電工程當中得到普遍推廣和應用。在放孔階段，施工單位主要根據(jù)施工圖紙要求，對孔位進行放樣，放樣時，每一個孔位的偏差不得超過5cm，如果孔位需要變更，則應當征得建設單位與設計單位同意后，方可修改孔位的具體位置。在鉆孔階段，施工單位可以利用回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機進行鉆進作業(yè)，或者利用沖擊回轉(zhuǎn)偏心鉆進行跟管鉆進，鉆孔必須和孔的方向保持垂直，并且保證鉆機安裝穩(wěn)固牢靠。鉆孔工序結(jié)束以后，技術人員應當對鉆孔的斜率以及孔內(nèi)沉碴厚度等參數(shù)進行檢查驗收，保證鉆孔斜率在1.5%以下，孔內(nèi)沉碴厚度不得大于10cm，孔深誤差應保持在1%以內(nèi)。當鉆孔檢驗完畢，技術人員需要檢查管路的暢通性，以及各項參數(shù)是否與設計值相符，當確定滿足施工標準要求后，方可下噴射管，當噴射管下放到與鉆孔深度相吻合后方可進入到噴射工序。一般情況下，噴射的漿液采用425號普通硅酸鹽水泥，為了保障漿液的和宜性，在制作漿液時，可以向漿液當中加入細砂、粉煤灰等摻合料。另外，在拌和漿液過程中，應當按照標準水灰比進行攪拌，每次攪拌的最低時間不得小于3min，如果利用高速攪拌機，攪拌時長應當在30s以上，以確保漿液的均勻度能夠滿足施工要求。在噴射漿液時，高壓泵用水不得含有雜質(zhì)或者贓物，以避免堵塞噴嘴。當孔口位置出現(xiàn)返漿現(xiàn)象以后，應當及時進行提升作業(yè)，并對提升速度進行有效控制，當漿液噴射工序結(jié)束后，應當利用壓實設備對鉆孔進行靜壓，然后對缺漿部位進行補漿處理，直到鉆孔內(nèi)漿液不再下沉為止。

2 高壓噴射灌漿技術在水利水電工程中發(fā)揮的重要作用

2.1 加固防滲作用

在水利水電工程施工過程中，應用高壓噴射灌漿技術首先可以對工程所在位置的地下土層產(chǎn)生巨大的沖擊作用，對土體產(chǎn)生切割與擾動作用，在強烈沖擊力的作用下，土體的整體結(jié)構(gòu)將被割離，在這種情況下，噴嘴噴射出的漿液直接填充到被割散的土壤顆粒當中，同時，與這些土壤顆粒進行充分混合，當噴射的漿液固化以后，將共同與土壤顆粒形成一個堅固的凝結(jié)體，這時，地下土體結(jié)構(gòu)將發(fā)生質(zhì)的變化，進而使噴射漿液的部位變得更加堅固，這樣可以有效防止?jié)B漏現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

2.2 置換土層作用

伴隨著強烈的沖擊力，高壓噴嘴在噴射漿液時，同時也會噴出壓縮空氣氣流，這一氣流可以快速將鉆孔內(nèi)的水分吹干蒸發(fā)，并將地下土層與被切散的土壤顆粒直接帶到鉆孔的上緣部分，這時，鉆孔的下緣部分將處于空余狀態(tài)，而噴射出來的漿液恰恰占據(jù)了這一空間，并將原土層取代，由此可見，這種置換土層的作用為后續(xù)整體堅固結(jié)構(gòu)的形成創(chuàng)造了一個有利條件。

2.3 擠壓滲透作用

噴嘴噴射出的漿液隨著鉆孔深度的增加，其沖擊力也逐漸下降，當漿液到達鉆孔底端時，漿液的沖擊力達到最小值，在這種情況下，雖然高壓沖擊力已經(jīng)無法對地下土層產(chǎn)生切割作用，但是，由上至下的沖擊氣流仍然可以對土層施加擠壓力，這時，土層的致密性也將進一步提升。另外，由于漿液本身的性狀屬于液態(tài)，當漿液與鉆孔底端土層接觸以后，這些液體將沿著土層縫隙直接滲透到土層當中，當漿液凝固以后，依然可以和土體形成一個堅固的凝結(jié)體。D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531

2.4 包覆位移作用

由于地下土層當中含有大量的微小顆粒與小石子，一旦漿液滲透到土體當中以后，漿液將四處擴散，直至將這些微小顆粒與小石子緊緊包裹成一個團狀物，這就加快了地下土層的固化速度。與此同時，在遇到塊石的集中區(qū)域時，如果操作人員降低提升速度，提高噴射能量，那么在巨大沖擊力的作用下，這些塊石將在土層當中發(fā)生位移，在塊石移動過程中，自然會留下一些縫隙，這就給漿液滲透提供了一個便利條件。

3 水利水電工程高壓噴射灌漿技術要點

3.1 鉆孔技術要點

在水利水電工程施工開始之前，施工單位應對工程概況予以詳細了解，包括工程周邊的地質(zhì)情況、水文信息、氣象信息等。然后進入鉆孔工序，在利用鉆進設備鉆孔時，跟管施工應當與鉆進工序保持同步，為了提高鉆進穩(wěn)定性，技術人員應當事先調(diào)整好鉆孔機的角度，并在機體的底部鋪設一些墊塊，確保機體在鉆進施工時不出現(xiàn)搖晃現(xiàn)象。當鉆頭進入到土層以后，測量人員需要每間隔一段時間對孔深、孔徑等參數(shù)進行現(xiàn)場測量，在確保各項數(shù)據(jù)滿足施工標準后，方可繼續(xù)鉆進。一般情況下，孔位的偏差應當控制在50mm左右，鉆孔灌漿率誤差也需要控制在0.5%以內(nèi)，鉆孔深度不得小于設計的底高程。為了防止鉆進角度出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，鉆頭每鉆進3m時，測量人員都需要及時獲取各項技術參數(shù)，以避免孔距過大或者孔深超限情況的發(fā)生。

3.2 噴射桿下入技術要點

在下入噴射管時，施工人員應當注意以下幾點：第一，如果采用套管跟管鉆進，可以在技術人員的指導下，選擇最為優(yōu)化的方法，一般情況下，套管跟管鉆進常用的方法有兩種，一種是終孔工序結(jié)束后，將鉆桿取出，然后下入噴射桿，拔出套管。另一種方法是終孔后取出鉆桿，并向鉆孔內(nèi)注入護臂泥漿或者下入PVC管護臂，這種方法的可靠性更高。第二，如果施工單位采用泥漿護臂鉆孔的方法，那么在鉆孔工序結(jié)束后，應當直接將噴射桿下入鉆孔當中。第三，如果采用旋轉(zhuǎn)振動鉆進法和射水法進行鉆進作業(yè)時，施工單位可以將鉆桿直接作為噴射桿使用。第四，在下入噴射管道之前，技術人員應在地面進行試噴試驗，如果發(fā)現(xiàn)管路堵塞，應當及時予以疏通，并對各個部件的工作運轉(zhuǎn)情況進行仔細檢查，在下入噴射管道后，應當及時調(diào)整管道的下放角度，以確保漿液能夠準確的噴射到鉆孔當中[3]。

3.3 高壓噴射技術要點

以三管旋噴法為例，管路當中包含高壓水、水泥漿與壓縮空氣三種介質(zhì)，當噴射管下放到鉆孔的指定位置后，可以遵循這三種介質(zhì)的排布順序進行噴射作業(yè)。首先，在噴射作業(yè)開始以后，需要采取靜噴的方法，靜噴時間介于1～3min，當發(fā)現(xiàn)鉆孔當中有漿液冒出以后，開始啟動高壓噴射模式，在漿液噴射過程中，技術人員應當對提升速度、噴射壓力值、漿液的流量等參數(shù)進行實時觀測，以保證各項參數(shù)指標符合施工設計圖紙要求。

4 高壓噴射灌漿固結(jié)體質(zhì)量檢測要點與施工注意事項

4.1 質(zhì)量檢測要點

針對高壓噴射灌漿固結(jié)體進行質(zhì)量檢測時，應當著重采取以下檢測方法：第一，開挖檢驗，即地下土體與漿液的固結(jié)體達到一定強度值以后，施工人員應當采取挖掘土體的方式，對地層當中的固結(jié)體的形狀、硬度、質(zhì)量、垂直度等參數(shù)進行檢測，并與施工設計圖紙標準進行比對。第二，鉆孔檢驗，即當灌漿施工結(jié)束以后，為了檢驗固結(jié)體的強度，施工人員可以利用鉆孔的方式，在固結(jié)體表面鉆出一個巖芯，然后將其運回實驗室，對巖芯的物理性能進行檢測，在鉆孔過程中，為了檢測固結(jié)體的抗?jié)B性，可以利用壓水與抽水的方式，來測定抗?jié)B能力是否達標。第三，載荷試驗，該試驗主要為了驗證固結(jié)體的強度是否滿足標準要求，具體操作方法主要包括水平靜載法與垂直靜載法，即在固結(jié)體的受力位置澆筑厚度為0.2～0.3m的混凝土層，然后對固結(jié)體的強度值進行檢測。第四，圍井試驗，即在板墻的一側(cè)增加噴孔，進而與板墻形成一個封閉的圍井，這時，技術人員可以在圍井當中做壓水與抽水試驗，并通過對圍井中水位的觀察來檢查固結(jié)體的防滲效果。

4.2 高壓噴射灌漿施工的注意事項

4.2.1 防止發(fā)生塌孔事故

由于水利水電工程施工區(qū)域的地下土層結(jié)構(gòu)較為復雜，土質(zhì)性狀也呈現(xiàn)出多樣化特點，尤其對于塊石較為集中的區(qū)域來說，鉆孔難度相對較大，如果當?shù)氐牡叵滤S富，降水量大，那么也將給鉆孔工作帶來更多阻礙與困擾。比如在塊石集中區(qū)域進行鉆孔作業(yè)，鉆頭一旦與塊石長時間接觸，則極易發(fā)生卡鉆、斷鉆、掉鉆的情況。另外，如果鉆孔過深，那么土層上方的塊石則極易滑落，在這種情況下，如果沒有護壁管的保護作用，則極易發(fā)生塌孔事故，進而給工程進度造成嚴重影響[4]。

4.2.2 規(guī)避極端天氣

極端天氣主要是指暴雨、大風或者酷暑天氣，在采用高壓噴射灌漿技術時，施工單位應當做好充分的事前準備工作，尤其應當掌握當?shù)氐臍庀笮畔ⅲ渲?，影響高壓噴射灌漿的最為主要的天氣因素是暴雨的侵蝕，如果雨量過大，那么鉆孔內(nèi)部將出現(xiàn)大量的積水，在這種情況下，施工單位需要立即停工，等大雨過后，施工人員需要及時清理孔洞中的積水，以避免影響固結(jié)體的整體強度。

4.2.3 均勻攪拌漿液

在拌和漿液時，技術人員應當做好技術交底工作，在保證水灰比滿足標準要求的前提下，應對漿液進行充分攪拌，如果出現(xiàn)攪拌不均勻的情況，那么在噴射過程中，漿液當中的大顆粒與土壤顆粒的結(jié)合度也將受到嚴重影響，進而使固結(jié)體的整體強度大幅下滑。

4.2.4 嚴把材料質(zhì)量關

在高壓噴射灌漿施工中，除了配制漿液的基礎原材料以外，還需要大量的裂縫封口材料以及外摻劑等材料，如果這些材料存在質(zhì)量缺陷，那么則極易影響固結(jié)體本身的強度性能。比如在拌制水泥漿液時，由于技術人員疏忽而使外加劑的摻入比例失衡，當拌和好的漿液進入到土體以后，漿液與土體本身也不容易結(jié)合，進而嚴重影響固結(jié)體的加固性能，因此，施工單位應當對嚴把材料質(zhì)量關，對所有進場材料進行細致檢測，對不符合質(zhì)量標準的材料應當堅決予以剔除。

5 結(jié)語

綜上，水利水電工程是推動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟快速穩(wěn)步發(fā)展的先決保障，而決定水利水電工程質(zhì)量的關鍵要素是施工技術的先進性，基于這一思想，高壓噴射灌漿技術作為水利水電工程施工中應用頻率相對較高的技術類型，其施工技術水平的高低與工程質(zhì)量有著必然聯(lián)系。因此，在高壓噴射灌漿施工中，施工單位應當嚴把質(zhì)量關，并始終秉持“與時俱進”的態(tài)度，不斷對施工技術進行優(yōu)化和改進，為我國農(nóng)村經(jīng)濟振興注入源源不斷的驅(qū)動力。

參考文獻

[1] 高歌.基于農(nóng)業(yè)發(fā)展的水利水電工程高壓噴射灌漿施工探究[J].南方農(nóng)機，2019，50（20）：49.

[2] 曾文俊.基于水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術研究[J].居舍，2019（20）：44-45.

[3] 戴智偉.水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術研究[J].珠江水運，2019（19）：22-23.

[4] 賈振國，胡昌蘭.水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術[J].科學技術創(chuàng)新，2018（31）：102-103.D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531