论文部分内容阅读
河源市华建水利水电建筑工程有限公司 广东河源 517000
摘要：高压喷射灌浆技术主要应用于地下和基础工程的防渗加固工程中。该技术具有较高的优越性，成本低、固结体强度大并且可靠性好，因此防渗加固效果明显，提高了安全性。本文主要介绍了高压喷射灌浆技术的性能和特点以及在水利工程中的应用，并对水利应用中该技术的质量控制提出相关建议。
关键词：高压喷射灌浆技术；水利工程；应用
我国在水利工程中高壓喷射灌浆技术是应用开始于20世纪80年代，主要用于堤坝和涵闸的防渗工程中。如今，该技术已广泛用于江、河、湖、堤、坝等水利工程建筑物的防渗加固，如加强地基强度、挡土围堰、地下工程、坝体加固、边坡加固和隧道顶加固等。
一、高压喷射灌浆技术
（一）高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术是利用高压水或高压浆液形成高速喷射流束对地层土体进行冲击、切割、破碎，或是利用工程钻机进行钻孔后，并在其中填充、掺混水泥基质浆液，进行强制混合固化，从而形成具有一定性能和形状的桩柱或板墙状凝结体，实现地基的防渗加固。该技术使用范围广，施工简便，成本较低，灌浆效果好，固结体具有较好的耐久性，对环境的负面影响小。
该技术一般有两种施工方式，一是无损贴嘴灌浆法、二是打孔埋管灌浆法。无损贴嘴灌浆法操作流程依次为：注浆嘴加工、打磨、冲洗、裂缝描述、贴嘴、封缝、压风检查、灌浆、灌浆嘴清除和质慑检查。打孔埋管灌浆法操作流程依次为：打孔、冲洗、埋管封缝、压风检查、灌浆和质量检查。
（二）性能和特点
1、凝结体防渗加固性能
水利工程中采用高压喷射灌浆技术形成的凝结体具有良好的防渗性和稳定性。凝结体规则性不强，能与地层紧密结合，除了浆皮层外，还存在着渗透凝结层，因此能够实现复合防渗，进一步提高了防渗性能。
2、特点
第一，穿透性强。高压喷射灌浆技术能够穿透已施工完毕的路基、结构物等。
第二，占地面积小，工艺性强。该技术的施工占用树立工程地面施工面积小，不用进行基础结构的破开处理。高压喷射灌浆过程中为了避免发生串孔，对邻孔板墙体形成造成影响，因此，高压喷射一般进行隔孔喷射，即单号孔喷射灌浆初凝后，隔天进行双号孔灌浆。
第三，适应性较强。该方法能够适应不同的地质情况，对软弱地基和砂砾处理效果比深层搅拌法效果好。
第四，对工程存在一定程度的扰动。需要设计妥善的施工方法和预防措施。
二、高压喷射灌浆技术在水里工程中的作用
（一）强制混合固化作用
该技术是通过高压射流对基础结构混合固化，具有强烈的冲击作用和扰动。是一种强制性的混合固化手段，实现土层、砂石粒的混合，硬化，最终形成凝结体。
（二）升扬及转换作用
进行高压喷射灌浆时，空气会被喷嘴中喷出的水、气和浆压缩，形成水或浆液的外包气层，从而使水或浆液的射流到达较远的地层，在保持较大破碎力的同时，将孔壁与喷射杆环状间隙间的土石碎屑和细粒升扬起来，起到升扬作用并带出孔外，并实现浆液填充空余部位，实现了相应的转换。
（三）挤压及渗透作用
高压喷射流的强度会随着距离的增大而降低，会对地面产生挤压作用，而喷射之后的静压灌浆会渗透到周边土体，一方面使凝结体和周围土层更加紧密的结合，还能在凝结体外形成沉头凝结层，起到防渗作用。
（四）位移握裹作用
已知升扬和转换作用，可以让将夜填充土石碎屑的空隙并将其握裹。而当遇到体积较大的石块和块石集中区，则通过降低提升速度增大比能，指石块在在强大冲击震动力下发生移和松动，进而使浆液沿四周空隙或块石间孔隙渗入，实现渗透和握裹凝结。
三、高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用
（一）应用
高压喷射灌浆技术在水利工程中的操作应用主要为造孔，下入喷射杆和高压喷射。
1、造孔
首先，要做好造孔时的充填堵漏，并在造孔进程中跟入套管。钻孔时钻机必须垂直。然后，在钻孔到达设计要求后，用水平尺进行机体水平、立轴垂直度的测量，进而控制孔斜率，防渗墙的有效连接，防止叉桩。选择合适的孔距，保证凝结体的有效连接，保证工程的进度并控制造价等。孔距的选择依据地层的地质条件，并综合考虑防渗性能、高喷灌浆的施工工艺、结构形式和孔深等其他因素，孔距一般定为2.0m。最后，钻孔检验合格后，要对缝面和孔内部进行水、风轮的反复冲洗。
2、下入喷射杆
对泥浆固壁的钻孔在孔内直接下入喷射杆，通常有两种情况：一是先浇筑后拔管。向套管内进泥浆浇筑注满后再进行拔管，并在拔管时连续地相管内注入泥浆，从而维持浆面高度，拔出套管之后，将喷射杆下入管底。二是先下PVC管再拔管，最后下入喷射杆。
3、高压喷射
根据实际环境情况和参数指标进行适合的高压喷射，如确定提升速度，需要考虑土层因素和施工顺序。因为不同是土层性质不同，如在砂层中喷射杆可以适当加快提升速度，而在砂卵（砾）石层中则应适当放慢速度。施工的顺序中先序孔提升速度较慢，后序孔则相反。同时应控制进浆量、进水量和水泥用量。
（二）质量控制
为了保证水利工程中高压喷射灌浆技术的施工质量，需要对高压喷射灌浆施工前、施工过程和施工完成后进行控制。
施工前的控制主要是要确定施工队伍和质量控制队伍具有较高的素质和技术水平、编制科学合理的设计方案和控制细则、做好相关施工设备和质量控制设备的审查，以便实现对施工地的地质环境勘测，制定出合适的施工方案，完成质量较高的工程，并促进对工程质量的控制。
施工中的控制主要是要实现对孔距的确定、测压管的使用、材料的使用、孔的冲洗、压水检查、孔内的干净程度和灌浆过程的控制， 施工后的控制即是要对照设计图纸进行反复核查，排除遗漏，及时掌握施工部分的变化，进行沉降观测等，并做出相应的解决措施。
（三）常见问题
首先，要改进钻孔的技术和质量。根据施工地的底层实际情况，改进钻孔技术排除大型块石以及地表水、地下水的影响。如采用较为先进的钻机，避免卡钻等现象；进行潜孔钻；及时抽除地表水；及时更换护壁管等措施。控制孔斜不能超标，在漏浆时可参入适量的速凝剂以缩短凝结时间，在冒浆量过大事应及时检测是否为喷浆管接头故障等。其次，注意自然环境条件的影响。避免高温作业，增强阴雨天的排水措施等。
四、水利工程中高压喷射灌浆施工实例
某大坝坝基的防渗加固采用高压喷设灌浆进行施工，主要采用三管法摆喷进行成墙。该施工地的土壤地质类型为粉质型，因此，选择柱摆式凝结体结构，该墙长101米，厚度为15厘米，墙深3米，孔距为1米。喷嘴2.3毫米，高压水28MPa，气压0.7MPa，浆压0.2MPa，流量每分钟70立方，提升速度1每分钟15厘米。三重管每分鐘摆动10次。该设计达到了要求的固结体，起到加固或防渗的作用。
根据施工地点实际情况进行高压喷射灌浆的设计，才能实现有效的防渗加固作用，否则会起到相反的作用，无法达到预期的效果。
结束语
高压喷射灌浆技术已普遍用于水利工程的防渗加固工程中，该方法材料来源广阔，价格低廉，浆液集中，流失较少，设备简单，管理较方便，并且对环境的负面影响小，无公害。该技术下，形成的凝结体防渗加固效果显著，在水利工程中比常规的规砼防渗墙更加经济适用，开挖量少，占地少，施工方便，对周边其他建筑或工程的影响小，促进了工程的质量，保障了人们的生命财产安全，有较高的社会经济效益，同时促进了社会经济的发展。
参考文献：
[1]杨玉广.高压喷射灌浆技术的作用机理及其在水利工程中的应用[J].价值工程，2010，29（28）
[2]张银来.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].科技致富向导，2011，（9）
[3]范以宇，于元康，秦艳红等.水利工程中高压喷射灌浆技术的应用分析[J].广东科技，2013，（24）
[4]张刚强.水利工程高压喷射灌浆施工管理的探讨[J].华章，2011，（14）
摘要：高压喷射灌浆技术主要应用于地下和基础工程的防渗加固工程中。该技术具有较高的优越性，成本低、固结体强度大并且可靠性好，因此防渗加固效果明显，提高了安全性。本文主要介绍了高压喷射灌浆技术的性能和特点以及在水利工程中的应用，并对水利应用中该技术的质量控制提出相关建议。
关键词：高压喷射灌浆技术；水利工程；应用
我国在水利工程中高壓喷射灌浆技术是应用开始于20世纪80年代，主要用于堤坝和涵闸的防渗工程中。如今，该技术已广泛用于江、河、湖、堤、坝等水利工程建筑物的防渗加固，如加强地基强度、挡土围堰、地下工程、坝体加固、边坡加固和隧道顶加固等。
一、高压喷射灌浆技术
（一）高压喷射灌浆技术
高压喷射灌浆技术是利用高压水或高压浆液形成高速喷射流束对地层土体进行冲击、切割、破碎，或是利用工程钻机进行钻孔后，并在其中填充、掺混水泥基质浆液，进行强制混合固化，从而形成具有一定性能和形状的桩柱或板墙状凝结体，实现地基的防渗加固。该技术使用范围广，施工简便，成本较低，灌浆效果好，固结体具有较好的耐久性，对环境的负面影响小。
该技术一般有两种施工方式，一是无损贴嘴灌浆法、二是打孔埋管灌浆法。无损贴嘴灌浆法操作流程依次为：注浆嘴加工、打磨、冲洗、裂缝描述、贴嘴、封缝、压风检查、灌浆、灌浆嘴清除和质慑检查。打孔埋管灌浆法操作流程依次为：打孔、冲洗、埋管封缝、压风检查、灌浆和质量检查。
（二）性能和特点
1、凝结体防渗加固性能
水利工程中采用高压喷射灌浆技术形成的凝结体具有良好的防渗性和稳定性。凝结体规则性不强，能与地层紧密结合，除了浆皮层外，还存在着渗透凝结层，因此能够实现复合防渗，进一步提高了防渗性能。
2、特点
第一，穿透性强。高压喷射灌浆技术能够穿透已施工完毕的路基、结构物等。
第二，占地面积小，工艺性强。该技术的施工占用树立工程地面施工面积小，不用进行基础结构的破开处理。高压喷射灌浆过程中为了避免发生串孔，对邻孔板墙体形成造成影响，因此，高压喷射一般进行隔孔喷射，即单号孔喷射灌浆初凝后，隔天进行双号孔灌浆。
第三，适应性较强。该方法能够适应不同的地质情况，对软弱地基和砂砾处理效果比深层搅拌法效果好。
第四，对工程存在一定程度的扰动。需要设计妥善的施工方法和预防措施。
二、高压喷射灌浆技术在水里工程中的作用
（一）强制混合固化作用
该技术是通过高压射流对基础结构混合固化，具有强烈的冲击作用和扰动。是一种强制性的混合固化手段，实现土层、砂石粒的混合，硬化，最终形成凝结体。
（二）升扬及转换作用
进行高压喷射灌浆时，空气会被喷嘴中喷出的水、气和浆压缩，形成水或浆液的外包气层，从而使水或浆液的射流到达较远的地层，在保持较大破碎力的同时，将孔壁与喷射杆环状间隙间的土石碎屑和细粒升扬起来，起到升扬作用并带出孔外，并实现浆液填充空余部位，实现了相应的转换。
（三）挤压及渗透作用
高压喷射流的强度会随着距离的增大而降低，会对地面产生挤压作用，而喷射之后的静压灌浆会渗透到周边土体，一方面使凝结体和周围土层更加紧密的结合，还能在凝结体外形成沉头凝结层，起到防渗作用。
（四）位移握裹作用
已知升扬和转换作用，可以让将夜填充土石碎屑的空隙并将其握裹。而当遇到体积较大的石块和块石集中区，则通过降低提升速度增大比能，指石块在在强大冲击震动力下发生移和松动，进而使浆液沿四周空隙或块石间孔隙渗入，实现渗透和握裹凝结。
三、高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用
（一）应用
高压喷射灌浆技术在水利工程中的操作应用主要为造孔，下入喷射杆和高压喷射。
1、造孔
首先，要做好造孔时的充填堵漏，并在造孔进程中跟入套管。钻孔时钻机必须垂直。然后，在钻孔到达设计要求后，用水平尺进行机体水平、立轴垂直度的测量，进而控制孔斜率，防渗墙的有效连接，防止叉桩。选择合适的孔距，保证凝结体的有效连接，保证工程的进度并控制造价等。孔距的选择依据地层的地质条件，并综合考虑防渗性能、高喷灌浆的施工工艺、结构形式和孔深等其他因素，孔距一般定为2.0m。最后，钻孔检验合格后，要对缝面和孔内部进行水、风轮的反复冲洗。
2、下入喷射杆
对泥浆固壁的钻孔在孔内直接下入喷射杆，通常有两种情况：一是先浇筑后拔管。向套管内进泥浆浇筑注满后再进行拔管，并在拔管时连续地相管内注入泥浆，从而维持浆面高度，拔出套管之后，将喷射杆下入管底。二是先下PVC管再拔管，最后下入喷射杆。
3、高压喷射
根据实际环境情况和参数指标进行适合的高压喷射，如确定提升速度，需要考虑土层因素和施工顺序。因为不同是土层性质不同，如在砂层中喷射杆可以适当加快提升速度，而在砂卵（砾）石层中则应适当放慢速度。施工的顺序中先序孔提升速度较慢，后序孔则相反。同时应控制进浆量、进水量和水泥用量。
（二）质量控制
为了保证水利工程中高压喷射灌浆技术的施工质量，需要对高压喷射灌浆施工前、施工过程和施工完成后进行控制。
施工前的控制主要是要确定施工队伍和质量控制队伍具有较高的素质和技术水平、编制科学合理的设计方案和控制细则、做好相关施工设备和质量控制设备的审查，以便实现对施工地的地质环境勘测，制定出合适的施工方案，完成质量较高的工程，并促进对工程质量的控制。
施工中的控制主要是要实现对孔距的确定、测压管的使用、材料的使用、孔的冲洗、压水检查、孔内的干净程度和灌浆过程的控制， 施工后的控制即是要对照设计图纸进行反复核查，排除遗漏，及时掌握施工部分的变化，进行沉降观测等，并做出相应的解决措施。
（三）常见问题
首先，要改进钻孔的技术和质量。根据施工地的底层实际情况，改进钻孔技术排除大型块石以及地表水、地下水的影响。如采用较为先进的钻机，避免卡钻等现象；进行潜孔钻；及时抽除地表水；及时更换护壁管等措施。控制孔斜不能超标，在漏浆时可参入适量的速凝剂以缩短凝结时间，在冒浆量过大事应及时检测是否为喷浆管接头故障等。其次，注意自然环境条件的影响。避免高温作业，增强阴雨天的排水措施等。
四、水利工程中高压喷射灌浆施工实例
某大坝坝基的防渗加固采用高压喷设灌浆进行施工，主要采用三管法摆喷进行成墙。该施工地的土壤地质类型为粉质型，因此，选择柱摆式凝结体结构，该墙长101米，厚度为15厘米，墙深3米，孔距为1米。喷嘴2.3毫米，高压水28MPa，气压0.7MPa，浆压0.2MPa，流量每分钟70立方，提升速度1每分钟15厘米。三重管每分鐘摆动10次。该设计达到了要求的固结体，起到加固或防渗的作用。
根据施工地点实际情况进行高压喷射灌浆的设计，才能实现有效的防渗加固作用，否则会起到相反的作用，无法达到预期的效果。
结束语
高压喷射灌浆技术已普遍用于水利工程的防渗加固工程中，该方法材料来源广阔，价格低廉，浆液集中，流失较少，设备简单，管理较方便，并且对环境的负面影响小，无公害。该技术下，形成的凝结体防渗加固效果显著，在水利工程中比常规的规砼防渗墙更加经济适用，开挖量少，占地少，施工方便，对周边其他建筑或工程的影响小，促进了工程的质量，保障了人们的生命财产安全，有较高的社会经济效益，同时促进了社会经济的发展。
参考文献：
[1]杨玉广.高压喷射灌浆技术的作用机理及其在水利工程中的应用[J].价值工程，2010，29（28）
[2]张银来.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].科技致富向导，2011，（9）
[3]范以宇，于元康，秦艳红等.水利工程中高压喷射灌浆技术的应用分析[J].广东科技，2013，（24）
[4]张刚强.水利工程高压喷射灌浆施工管理的探讨[J].华章，2011，（14）