水利工程泵站施工高喷防渗墙技术分析

水利工程泵站施工高喷防渗墙技术分析

戚思文

苏州市水利建设监理有限公司 江苏苏州 215200

摘要：水利工程涉及防洪、防渗和供水等方面，直接关系到人们的生命财产安全和社会经济发展。其中，防渗技术作为水利工程建设中的关键环节之一，对于保障工程的长期稳定运行和有效利用水资源具有重要意义。本文旨在对高喷防渗墙技术的应用进行探讨，通过具体案例展示其在水利泵站工程中的应用效果和实际效益，进一步推动高喷防渗墙技术在水利工程中的应用，提高工程的防渗效果，保障水利工程的安全运行。

关键词：水利；泵站；高喷防渗墙

引言：泵站通常建设在地下水位较高或地质条件较差的地区，如果不采取有效的防渗措施，地下水可能渗入泵站结构，导致设备损坏、地基沉降，甚至影响周边环境和地下水位，严重影响泵站运行安全和效率。因此，采用高喷防渗墙技术等先进技术，能够有效阻止地下水的渗透，保障泵站设施的安全稳定运行，提高水利工程的防渗性能和长期稳定性。

一、高喷防渗墙在泵站施工中的应用

（一）施工流程

高喷防渗墙施工的流程是一个复杂系统的过程，需要充分的前期准备和精细的施工管理，其在施工前必须进行详细的地质勘查，以了解地质结构和地下水位等关键参数，从而制定科学合理的设计方案，地质勘查包括钻探取样、物探测量等步骤，确保对施工区域的地质条件有全面的认识[1]。根据勘查结果，设计人员会制定详细的施工图纸和技术参数，包括喷射深度、喷射压力、浆液配比等。施工阶段首先需要进行钻孔操作，使用专用钻机在预定位置钻出垂直或倾斜的孔道，钻孔深度和间距根据设计要求确定。钻孔完成后，进行高压喷射注浆，通过高压泵将浆液以高压喷射的方式注入孔内，使浆液在土体中扩散、填充和凝固，形成密实的防渗墙体。喷射过程中需要严格控制喷射压力、喷射速度和浆液量，确保防渗墙的连续性和均匀性，施工人员还需不断监测浆液的流动和扩散情况，及时调整施工参数，以应对复杂的地质条件和施工环境。注浆完成后应进行质量检测，以确保防渗墙的施工质量，常用的检测方法包括取芯检测、超声波检测等，通过这些方法可以评估防渗墙的密实度和均匀性，检测合格后再进行施工验收，确保防渗墙符合设计要求和施工规范。

（二）施工设备

高喷防渗墙技术在水利泵站施工中离不开先进施工设备的支持，高压泵是其核心设备之一，它可以提供足够的压力将浆液注入地下，高压泵通常选用电动或柴油驱动，具有稳定的输出和高效的工作性能。钻机也是施工中的重要设备，用于在地基上钻孔，这些孔道是高压注浆的通道，钻机的选择根据地质条件而定，常用的有旋挖钻机和冲击钻机，前者适用于松散地层，后者则适用于坚硬地层[2]。此外，高压喷射设备也是关键设备，它包括喷嘴和高压管路系统，喷嘴的设计和质量直接影响浆液的喷射效果和防渗墙的成墙质量。以某地处河流冲积平原的水利泵站为例，该地区地质条件复杂，含水层多且渗透性强，传统防渗措施难以满足要求，施工方采用高喷防渗墙技术，通过配备先进的高压泵和专用喷射设备，成功在复杂地质条件下实施了防渗施工。施工团队使用旋挖钻机在指定位置钻孔，孔深达到设计深度后，利用高压泵将特制的水泥浆液通过高压管路输送到喷嘴，以每平方厘米几十兆帕的压力喷射到孔壁，浆液迅速渗入土体，并在高压作用下形成密实的防渗墙。整个过程中，施工团队严格控制钻孔和喷射参数，通过实时监测浆液流动和喷射效果，确保防渗墙的均匀性和连续性。

（三）施工材料

高喷防渗墙施工的主要材料包括水泥浆液、添加剂和水。水泥浆液是高喷防渗墙的主要材料，配比和性能直接影响防渗墙的质量和效果，通常采用普通硅酸盐水泥，其细度和稳定性满足工程要求，确保浆液具有良好的可泵性和流动性。为了增强浆液的防渗效果和耐久性，施工中常加入适量的添加剂，如膨胀剂、减水剂和增稠剂等，这些添加剂能够改善浆液的性能，使其在高压喷射过程中能够更好地填充土体空隙，形成均匀、密实的防渗墙[3]。水作为浆液的溶剂，其质量和用量也需严格控制，施工中应使用清洁无污染的水源，以避免杂质影响浆液性能。浆液的配制需根据地质条件和设计要求进行调整，通常采用水灰比控制浆液的粘度和流动性，确保其在高压作用下能够顺利喷射和扩散。浆液的配制过程需严格按照施工规范进行，搅拌均匀，避免出现结块或分层现象。在高喷防渗墙施工中，为确保防渗墙的连续性和均匀性，施工中需不断监测浆液的流动状态和扩散范围，及时调整施工参数，浆液的初凝时间和最终强度也需满足设计要求，以确保防渗墙在施工后能够迅速硬化并达到足够的强度和耐久性。施工环境的温度和湿度也会影响浆液的性能和施工效果，因此在施工过程中需采取适当的措施，如遮阳、保湿等，以保证浆液在最佳条件下硬化和成型。

二、高喷防渗墙技术的挑战与解决方案

（一）质量控制

高喷防渗墙技术在水利泵站施工中面临的质量控制挑战，主要包括施工参数的精确控制、浆液配比的稳定性以及防渗墙体的均匀性和密实度等。高压喷射过程中的压力、流量和喷嘴移动速度等参数需严格按照设计要求进行控制，任何参数的微小偏差都可能导致防渗墙的不连续或厚度不均匀，从而影响防渗效果。为此，施工现场需要配备先进的监测和控制设备，实时跟踪和调整施工参数，确保喷射过程的稳定性和精确性。以某位于地下水丰富区域的水利泵站为例，该项目地质条件复杂，对防渗要求极高，施工过程中项目团队面临的主要挑战是浆液配比的稳定性和喷射过程的均匀性。为解决这一问题，施工方采用了智能控制系统，实时监控浆液的配比和喷射参数，通过高精度传感器和控制器，施工人员能够随时调整浆液的水灰比、添加剂含量以及喷射压力，确保浆液在高压喷射过程中能够均匀扩散和填充土体空隙，形成密实的防渗墙体。防渗墙体的均匀性和密实度是质量控制的另一大难点，施工团队进行了多次试喷实验，以优化喷射参数和施工工艺，施工人员通过在喷射过程中应用超声波检测和取芯检测等方法，实时监控墙体的密实度和均匀性。

（二）成本控制

高喷防渗墙应用的高压泵、钻机和喷射设备等核心设备价格昂贵，且需进行定期维护和保养。特制的浆液材料和添加剂费用也较高，这些材料的品质直接影响防渗效果，因此不能随意降低标准。此外，施工过程的复杂性和高技术要求使得人力成本也较为显著，需要经验丰富的操作人员和技术团队。在预算有限的情况下，为了有效控制成本，项目团队可以在设备采购方面，通过租赁代替购买的方式，减少一次性的大额支出，并通过与设备供应商签订长期合作协议，获得优惠的租赁价格和优质的设备维护服务。在材料采购上，项目团队需要进行市场调研，选择信誉良好的供应商，通过集中采购和批量订购，获取较低的材料单价。团队在材料使用过程中，应严格按照设计配比进行搅拌，避免材料浪费，同时对施工现场进行严格的监督管理，确保每一批浆液都能充分利用。在提高施工效率方面，项目团队可以引入先进的施工管理软件，对施工进度和人员安排进行精细化管理，减少工时浪费，提高施工效率，通过优化施工流程，减少因操作失误导致的返工和材料浪费。同时，团队还可以组织多次技术培训，提高操作人员的技能水平，确保施工过程的顺利进行和高效运作。

三、结语：

综上所述，通过对高喷防渗墙技术的深入研究，可以有效提高水利泵站工程的防渗效果和长期稳定性，保障水资源的有效利用和工程的安全运行。然而在实际施工中，仍然面临着地质条件的复杂性、施工参数的精确控制、质量和成本的平衡等诸多挑战。因此，需要进一步加强技术研究和实践经验总结，不断优化施工工艺和管理模式，提高施工质量和效率。

参考文献：

[1]雷斌.水利泵站工程施工中的高喷防渗墙技术[J].内蒙古水利,2020(11):48-49.

[2]孙益松,周松松,叶柏阳.水利泵站施工中高喷防渗墙技术[J].科学技术创新,2020(15):134-135.