高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用

高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用

王中峰

安徽省阜南县水利建筑安装工程有限公司  安徽阜南236300

摘要：高压喷射灌浆技术作为一种利用高压射流的冲击力破坏被灌土体的灌浆工艺，不仅能够促进砂类土、黏性土、黄土等底层均匀加固，更有利于形成一个防渗板墙，提高水利水电建设工程地基、墙体结构的稳定性。目前，高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用已经全面展开，但是仍然存在着一些工艺问题亟待解决。对此，特对高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用问题进行分析，提出对应的策略，从而进一步增强高压喷射灌浆技术的价值作用。

关键词：高压喷射灌浆技术；水利水电工程

引言

高压喷射灌浆技术作为一种先进的灌浆工艺手段，有效提升了基础防渗的质量及效果，且增强了对结构目标的加固作用，形成一个坚固、可靠、稳定的防渗板墙。目前，整体来看，虽然高压喷射灌浆技术在水利水电功施工中的应用价值明显，但是存在着诸多问题亟待解决。故立足高压喷射灌浆技术的工艺特点，分析高压喷射灌浆技术的实施难题，提出改善建议。

1.水利水电施工中高压喷射灌浆技术的优势

水利水电施工中，高压喷射灌浆技术的优势主要有:一是材料易于获取且成本较低。高压喷射灌浆技术下，施工材料主要为水泥，并且以价格较低的普通硅酸盐水泥为主。若水利水电工程地基所处的环境内包含腐蚀性元素，或气候条件不利于浆液固结，则需要在水泥中添加有助于速凝、抗冻、耐腐蚀的外加剂，也可以在水泥中添加易于获取、成本低廉的粉煤灰等材料。由此可见，高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用，有助于拓宽材料选择范围、降低材料成本。二是浆液集中且流失较少。在高压喷射灌浆技术的支持下，射流外围一般会施加一定压力的气流或水流，除有少量浆液沿管壁冒出之外，绝大部分浆液都能集中在破坏范围内，并冲切、搅拌土体，可以节约浆液的用量，切实避免材料的过度消耗。三是设备简单且操作便捷。现阶段水利水电施工中高压喷射灌浆技术较为成熟，所使用的机械设备可以连续作业、相互配合，且施工中所用的机械设备具有体量小、性能优、占地面积小、能耗低等优势，适用于多种施工条件。伴随着现代科技的发展，智能型设备也被用于高压喷射灌浆施工中，安装在设备上的压力传感器、速度传感器以及自动停机装置等，可以自动化采集设备运行数据，智能化调节设备的降压或停机，有效避免因堵孔升压而导致的事故。

2.高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用路径

2.1做好施工前准备工作

水利水电施工中有效应用高压喷射灌浆技术的前提条件在于做好准备工作。首先，实地勘察并把握好水利水电工程所在地的地质状况、现场施工条件，全面采集工程相关信息，设计好施工计划组织方案。同时对施工人员进行技术交底与安全交底。为确保现场施工人员、质量管理人员与安全管理人员理解并准确把握好高压喷射灌浆施工技术要点，可以利用BIM技术构建工程实体模型，模拟现场施工环境与施工流程，标记出隐蔽工程以及质量控制关键点、安全管理要点，以可视化的技术交底与安全交底以确保施工作业的有序实施。其次，与监理单位积极沟通，划分工程单元，做好施工场地准备工作，主要包括场地平整、布置水电系统、准备好施工材料、规划好施工道路等。尤其是在材料准备阶段，要对进场材料的质量、规格、资质证书、数量等进行全面检查，严格把控材料质量，以此为高压喷射灌浆技术的应用奠定基础。最后，通过现场试验以确定浆液材料的配合比。若无特殊要求，则可以使用普通型浆液，以普通硅酸盐水泥为主，无需添加外加剂，确保水灰比在0.8:1至1.5:1的范围内，保证固结体强度达到20MPa;若工程所在地的地下水位较高，则需要使用速凝—早强型浆液，在水泥内添加适量的三乙醇胺等外加剂，加入一定比例的氯化钙，以此提升固结体的抗压强度;若工程对固结体强度的要求较高，则需要选择高标号水泥，掺入2%至4%的水玻璃以提升固结体的抗渗性。

2.2把握定位与钻孔要点

利用高压喷射灌浆技术进行水利水电施工作业时，在做好施工准备的前提下要把握好定位与钻孔施工技术要点。首先，充分考虑工程所在地土层结构、土体类型与密度、喷射方式对固结体大小的影响，根据现场试验结果以确定喷射范围。其次，根据高压喷射灌浆施工工艺以及现场施工条件以确定喷射桩布设形式、桩距、孔距等施工技术参数。如采用旋转喷射或摆动喷射技术时，若钻孔处理深度超过20m，土层结构较为复杂，则需要布设双排或三排孔，排距一般为固结体半径的1.5倍桩距一般为喷射桩直径的3至4倍。最后，严格按照施工图，根据现场试验结果以及喷射范围，使用全站仪放出施工区域的控制桩，根据桩距传递放出喷射桩的具体位置并做好标记。定位后将高压发生装置、钻机、特种钻杆、高压管路等机具移动至施工部位，钻机或高压浆液泵等机械设备就位时机座要稳定，立轴或转盘与孔位对正，将倾斜角度的误差控制在5°以内。对不符合垂直度要求的钻杆，需要采用水平尺等机具进行调整。为确保桩位准确，可以使用定位卡，将桩位的对中误差控制在5cm之内。钻孔施工中，根据地质情况以选择成孔方法。若钻孔深度超过15m，则每钻进5m需要进行一次孔斜率检测，保证钻孔的实际位置与设计位置的偏差不超过50mm。

2.3小心谨慎插入注浆管

在水利水电施工中应用高压喷射灌浆技术，可以在钻孔的同时完成插管，为避免水泥砂浆堵塞喷嘴，需要一边喷水、一边插管，将喷水压力控制为20MPa，达到设计标深后停止钻进，钻机在搅拌的同时提升，提升速度为15cm/min，钻杆旋转速度为20r/min为宜，将气流压力控制为0.7MPa。为实现钻孔与插管两项工序的结合，需要对喷嘴位置进行预处理，可以通过绑扎胶带以防止喷嘴堵塞。钻孔结束后检查成孔质量并进行清孔，确保清除孔内残留浆液与其他杂质，成孔质量检验合格后下喷射杆。在下喷射杆的过程中要把握好两大要点:是在拔管之间，将塑性水泥注入套管内，伴随着水泥的持续灌入同时进行拔管，直到所灌入的水泥高度与孔口持平。拔管后下喷射杆，保证喷射干插入孔的底部；二是对套管进行护壁处理，避免在下喷射杆的过程中造成孔壁坍塌。

2.4注重喷射施工的质量

一是结合现场试验结果，严格按照设计要求以配置浆液，将喷射杆放入孔内的同时拌制浆液，并将浆液倒入集料斗中，浆液搅拌后到使用时不能超过四个小时，超过四小时后需要检验其性能，检验合格后方可投入使用。在喷射过程中，针对冒出地面的浆液，经过过滤、沉淀、浓度调剂之后可以回收再利用。高压喷射灌浆施工前，检查高压设备与管路系统，确保设备性能良好且性能稳定，检查管路是否畅通无阻。二是严格把控高压喷射施工环节。将喷射杆插入预定深度后，按照由上到下的顺序进行高压喷射灌浆，严格按照设计标准以及试验结果开展施工作业。高压喷射采用分段施工方法，每段之间的搭接长度应超过1cm，高压喷射灌浆后，桩顶标高需超过设计标高0.3至0.5m。高压喷射灌浆施工过程中，密切关注冒浆情况，检查喷射注浆的效果以及喷射参数选择是否合理。若出现灌浆压力骤减、冒浆量过大等异常情况时，需立即停止施工并查明原因，采取科学有效的措施以调节灌浆压力与速度。以此提高高压喷射灌浆施工质量。三是在高压喷射灌浆施工完成后迅速拔出注浆管，用清水冲洗管路。也可采用冒浆回灌等方式冲洗管路。

结语

在实际应用中要把握好关键施工环节的技术要点，严格按照施工计划组织流程、施工设计以及施工图开展各项施工作业，把握好各项施工环节的质量控制要点，加强对施工技术的合理运用，以此充分发挥高压喷射施工技术的作用。

参考文献

[1]刘银贵.水利水电工程中高压喷射灌浆技术[J].云南水力发电，2023，39(01):151-153.

[2]苑广会.高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的应用[J].云南水力发电，2022，38(10):234-236.