淺談水利工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)的運(yùn)用

淺談水利工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)的運(yùn)用摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)因?qū)Ψ罎B漏處理有輔助作用，故廣泛應(yīng)用于水利工程施工。而其施工過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題也頗受關(guān)注。因此，本文以此為切入點(diǎn)探究出水利工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)的特征以及應(yīng)用，并提出完善此技術(shù)的對(duì)策。關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿；技術(shù)要點(diǎn)；完善對(duì)策高壓噴射灌漿技術(shù)于上世紀(jì)70年代在日本和瑞典提出，發(fā)展到80年代被引入國(guó)內(nèi)并逐步發(fā)展。在地下和基礎(chǔ)工程防滲加固中，高壓噴射灌漿技術(shù)應(yīng)用非常廣泛。該技術(shù)不但可以增強(qiáng)地基強(qiáng)度，避免建筑物的不均勻沉降，也能用于地下工程，做好壩體加固和隧道頂部的加固。這意味著，高壓噴射灌漿技術(shù)具有較好的可行性，也具有完善之空間。一、水利工程防滲處理應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)的意義水利工程在運(yùn)行期間，水利工程受到外部多個(gè)因素的影響，面臨著非常嚴(yán)苛的環(huán)境考驗(yàn)，也為整個(gè)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。因此對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，如何提高建設(shè)質(zhì)量，強(qiáng)化技術(shù)，解決滲透問(wèn)題至關(guān)重要。這就需要分析出水利工程中防滲的主要技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)探究，從而維護(hù)水利工程的整體效益。因此，水利工程防滲處理應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)有以下意義：第一，水利工程防滲漏和其它工程有所區(qū)別，因水利施工對(duì)抗震性要求較高，所以，防滲漏效果對(duì)比其它工程也要有所提升。在水利施工階段中，影響施工質(zhì)量主要安全隱患是滲漏現(xiàn)象，一旦產(chǎn)生滲漏問(wèn)題，不但會(huì)引發(fā)管理施工成本的增加，也會(huì)威脅工作人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全。第二，引發(fā)滲漏問(wèn)題還會(huì)直接降低水利工程的質(zhì)量性能，因此在具體施工階段中，需要相關(guān)人員提前觀測(cè)勘察，分析存在的滲漏隱患，盡最大可能地降低滲漏風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)有關(guān)資料的收集可知：水利施工階段中引發(fā)滲漏問(wèn)題表現(xiàn)如下：第一，因工程設(shè)立的位置不對(duì)，且地基強(qiáng)度不夠，背離了施工階段中的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，第二，因施工技術(shù)存有缺陷，無(wú)法有效地執(zhí)行地基防滲對(duì)策，在此種情況下，不但會(huì)降低防滲漏性能，也會(huì)更容易引發(fā)一些不安全事故。二、高壓噴射灌漿技術(shù)概述擺噴、混合噴和旋噴是高壓噴射灌漿主要工藝。而依據(jù)地質(zhì)和施工條件的不同，在施工階段中也可采取微型擺噴，此種方式呈布子L型特征，且板墻體較厚，擺角呈15°，在噴射階段中經(jīng)常發(fā)生串孔，也會(huì)對(duì)鄰孔板墻體的形成產(chǎn)生影響，所以在此現(xiàn)象之下會(huì)采用隔孔噴射。這種高壓噴射注漿法可以穿透結(jié)構(gòu)物和施工完畢的路基等等，且在對(duì)基礎(chǔ)加固處理階段中占據(jù)施工面積較小，無(wú)需對(duì)結(jié)構(gòu)破開處理，可操作性，靈活性都較高，具備一定優(yōu)勢(shì)，對(duì)比水利工程深層攪拌法，高壓噴射注漿法會(huì)順應(yīng)外部地質(zhì)情況，同時(shí)在對(duì)軟弱地基處理效果上作用也較好。但也要注意，在應(yīng)用高壓噴射注漿法時(shí)，一定要明確其對(duì)水利工程具有擾動(dòng)作用，想要應(yīng)用此種技術(shù)手段，一定要規(guī)劃出穩(wěn)定且可實(shí)施的施工規(guī)劃方案，提出預(yù)防對(duì)策。（一）高壓噴射灌漿技術(shù)分類我國(guó)水利工程常用以下三種高壓噴射關(guān)鍵技術(shù)，即：“單管法”一般選擇42毫米的鉆桿，會(huì)在20到30kpa氣壓下來(lái)進(jìn)行灌漿噴射，應(yīng)用此種方法會(huì)讓原有的土地結(jié)構(gòu)受到破壞，形成灌注樁，單管法具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，也能有效地保障其施工效率，如今在水利工程中應(yīng)用較廣泛。“二管法”將兩個(gè)相同軸距的噴嘴安裝在注漿管的底側(cè)面，在20kpa氣壓下噴射形成樁孔，讓漿液加固凝結(jié)效果更加顯著?！叭芊ā痹诟邏核h(huán)境之下破壞原有土層內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在高壓水射流噴嘴當(dāng)中放置樁孔空氣射流，這樣可以在外部影響因素不高的情況下定向噴射。結(jié)合外部環(huán)境現(xiàn)實(shí)情況調(diào)整噴嘴位置，從而形成較高強(qiáng)度的灌注樁是三管法的主要優(yōu)勢(shì)。與前兩種方式對(duì)比，“三管法”的防滲性和施工效率較高。（二）高壓噴射材料因高壓噴射灌漿施工設(shè)備價(jià)格較低廉且購(gòu)買渠道多，較容易，所以高壓噴射質(zhì)量通?？梢詽M足設(shè)計(jì)的需求，且可以做到就地取材，具有較高的機(jī)械化程度。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)良好，施工效率較高。水泥漿是高壓噴射的材料，強(qiáng)度等級(jí)為42.5mpa，一般在三管法施工階段中，會(huì)用到純水泥漿，特別需注意的是，在施工階段中，灌漿容易被先噴人的水稀釋，所以應(yīng)用的濃漿水灰比要低于1.0。（三）工藝原理1、沖切摻攪作用高壓噴射技術(shù)，顧名思義是借助相應(yīng)的設(shè)備產(chǎn)生的高壓射流引發(fā)強(qiáng)烈強(qiáng)大的沖擊力和外部劇烈的擾動(dòng)。來(lái)讓進(jìn)入到土層里的漿液可以充分均勻并加以擴(kuò)散，讓其和土層周邊的砂石相融合。待到漿液凝固后可以更好的加固和密封原有土層，起到強(qiáng)化土層強(qiáng)度和防滲作用。2、升揚(yáng)，轉(zhuǎn)換作用在水利項(xiàng)目施工階段中，會(huì)受到高壓影響，已經(jīng)被壓縮的空氣隨漿液在外部高壓作用下從噴嘴噴出，在巨大的壓縮氣體包裹之下，漿液可以進(jìn)入更深的地層。且因自身具有一定壓力，會(huì)破壞土層原有結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生較多雜質(zhì)和碎片，它們?cè)谕獠可龘P(yáng)作用之下會(huì)在孔壁和噴桿之間的縫隙大量涌出，這些產(chǎn)生的雜質(zhì)空間會(huì)被漿液所填充，從而起到一定的轉(zhuǎn)換作用。3、擠壓，滲透作用因壓力是有限的，所以噴嘴噴出的射流也會(huì)隨距離的變長(zhǎng)，壓力隨之降低，從而減少對(duì)土層的沖擊力度，但依舊會(huì)產(chǎn)生擠壓作用。在完成噴射灌漿之后，在外部壓力的作用下，漿液依然會(huì)滲透到附近的土層和周邊土層緊密融合，產(chǎn)生凝結(jié)層，起到理想的防滲作用。4、位移握裹作用土層中含有雜質(zhì)和碎石，之間空間較大，再加上漿液具有較高的壓力，會(huì)填滿雜質(zhì)，碎石之間的空間，因此要提升比能值，利用較大的壓力，讓大石塊產(chǎn)生位移，以此讓漿液可以滲透到石塊的內(nèi)部。在高壓噴射滲透，擠壓作用下，從而產(chǎn)生握裹凝結(jié)的作用。（四）工藝和施工要點(diǎn)1、鉆孔為了讓每個(gè)孔內(nèi)的泥漿可以循環(huán)正常，在現(xiàn)實(shí)鉆孔階段中，要關(guān)注堵漏工作，比如在鉆孔環(huán)節(jié)中要跟進(jìn)套管，直到作業(yè)完畢。特別要注意的是，要保障鉆面和鉆機(jī)成直角，以防鉆孔產(chǎn)生傾斜。2、下入噴射桿在泥漿護(hù)壁的鉆孔，可以直接使噴射桿下入到孔內(nèi)直達(dá)孔底，鉆孔有以下兩種情況：第一，在拔管之前，向套管內(nèi)注入較大密度的塑性泥漿，直到注滿之后拔走套管。特別要注意的是，在此階段中要邊拔邊注入，讓孔口和漿面保持齊平，直到完全拔出套管之后，將噴射桿直插孔底，第二，在套管內(nèi)部下放PVC塑管，一直到達(dá)底部，起到護(hù)壁作用。在全部拔出套管之后，再將噴射桿直插管底部。3、高噴施工因?yàn)楦邍姺椒ǖ牟煌?，在水利施工階段中所用技術(shù)參數(shù)也有所差異，而提升速度也會(huì)因灌漿壓力的不同有一定區(qū)別。對(duì)地層來(lái)說(shuō)，應(yīng)用一種施工手段不會(huì)引起水壓和氣壓的較大變動(dòng)。（五）高壓噴射灌漿技術(shù)施工工藝1、確定墻體位置施工人員需結(jié)合水利施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地，遵循施工標(biāo)準(zhǔn)清理地下障礙物，及時(shí)改造軟土地，避免設(shè)備因地基軟產(chǎn)生傾斜，也要整理好高低不平的施工現(xiàn)場(chǎng)，為后續(xù)的合理施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、噴墻管理施工人員需合理控制掘進(jìn)速度、灌漿提升速度和灌漿壓力。最好的狀態(tài)是將漿液調(diào)成沸騰狀。在噴墻階段中，漿液不能發(fā)生斷裂和離析現(xiàn)象，墻體無(wú)夾心層，要保障均勻。一旦因?yàn)橥獠渴鹿驶蚬艿雷璧K，施工人員要第一時(shí)間停工搶修。三、施工階段中高壓噴射灌漿技術(shù)存在的問(wèn)題（一）冒漿問(wèn)題通常來(lái)說(shuō)，正式應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)時(shí)施工階段或多或少會(huì)出現(xiàn)冒漿問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接影響現(xiàn)場(chǎng)施工的進(jìn)程。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員為了避免此風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)在應(yīng)用此技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，保障正常冒漿量不得超于20%。一旦超出，技術(shù)人員一定要第一時(shí)間查明冒漿量超出的原因?？v觀過(guò)往實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析：高壓噴槍噴嘴直徑較大，高壓槍壓力較低是引發(fā)冒漿量較大的主要原因，所以查明原因之后要合理調(diào)整，加以規(guī)避。在壓力較低時(shí)，可以對(duì)高壓噴槍進(jìn)行加壓處理，在直徑過(guò)大時(shí)可以更換適合直徑的高壓槍噴嘴。（二）灌漿問(wèn)題在應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工會(huì)產(chǎn)生較多的灌漿量，引發(fā)施工問(wèn)題，比如樓底平面低于地基底部灌漿面，如不及時(shí)解決，對(duì)后續(xù)施工質(zhì)量和效果均有負(fù)面影響。所以現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可以利用二次灌注或回灌等手段，來(lái)避免灌漿問(wèn)題。同時(shí)也要提升灌漿結(jié)構(gòu)的安全性，比如定期拆卸灌漿管道。（三）噴灌問(wèn)題在噴灌階段中，一定要關(guān)注灌注固結(jié)體具有的垂直效果，預(yù)防灌漿之后灌口不垂直，技術(shù)人員要盡可能的避免噴灌風(fēng)險(xiǎn)，要多次固定鉆孔位置，并確定好水平位置，實(shí)施鉆孔操作，提高合理和安全系數(shù)。（四）施工問(wèn)題很多水利工程施工地層均是由大量塊石回填而成，且地下水相對(duì)豐富，雖然在施工時(shí)會(huì)采用300型油壓鉆機(jī)來(lái)實(shí)時(shí)鉆孔工作，但依舊產(chǎn)生掉鉆頭和卡鉆等問(wèn)題，鉆孔施工難度較高。（五）其他問(wèn)題同時(shí)在施工階段中，因停電或設(shè)備故障也會(huì)造成消極影響，比如很多水利工程多分布在山區(qū)，供電大多屬于農(nóng)電，具有較低的保障率，一旦在施工階段中因停電和設(shè)備故障，都會(huì)引發(fā)停噴事故，多臺(tái)機(jī)械同時(shí)停止，對(duì)施工進(jìn)度和質(zhì)量造成不便。針對(duì)此問(wèn)題，有關(guān)人員有必要采取以下措施：1、和有關(guān)供電機(jī)構(gòu)協(xié)商，停電前提前通知或者架設(shè)專用的供電線路。2、在停噴事故已經(jīng)發(fā)生之后，可以啟用備用電源，或在攪漿桶內(nèi)加入特定比重的紅粘土或檸檬酸，起到緩凝作用，將其攪拌均勻之后注入到孔內(nèi)，也能起到延緩地下漿液凝固的作用。3、如果在停電之后發(fā)生塌孔，要第一時(shí)間用鉆機(jī)掃孔，在對(duì)應(yīng)的泥漿池內(nèi)加入膨潤(rùn)土，持續(xù)掃到孔內(nèi)漿面以下1米，主要目的是便于來(lái)電之后搭接續(xù)噴。在水利工程施工階段中也會(huì)受到外部氣候因素的影響，比如在夏季高溫炎熱，基坑內(nèi)不通風(fēng)，技術(shù)和施工人員時(shí)常發(fā)生中暑現(xiàn)象，再加上夏季雨量較多，排水困難，所以工地管理人員有必要在之后采取增強(qiáng)排漿力量和降暑等措施。四、水利工程施工階段中質(zhì)量控制要點(diǎn)（一）控制鉆孔質(zhì)量做好施工軸線的控制。施工軸線的控制、保障控制點(diǎn)的測(cè)量質(zhì)量需由專業(yè)的人員來(lái)進(jìn)行。監(jiān)理工程師也要做好有效的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督，在此基礎(chǔ)上測(cè)量出高噴防滲墻軸線，每隔25米設(shè)置控制樁，在拐點(diǎn)處也要設(shè)置固定樁，做好孔位的控制。有關(guān)人員結(jié)合圖紙標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行布孔放樣，完畢之后交由專業(yè)的質(zhì)檢員復(fù)核，要求偏差要低于1cm。做好孔斜的控制。通常情況下，會(huì)采取高噴臺(tái)車直接成孔。在開鉆每一個(gè)孔之前，都需讓現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員和質(zhì)檢員檢測(cè)核定機(jī)座和立軸，復(fù)核成功之后才可繼續(xù)施工。一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要經(jīng)校正才可投放施工。同時(shí)，質(zhì)檢員在鉆進(jìn)階段中也要抽檢。一旦發(fā)現(xiàn)偏差，要立即停工修正。做好孔深的控制。結(jié)合圖紙計(jì)算出孔所需的鉆孔長(zhǎng)度，計(jì)算結(jié)果交由現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)檢員來(lái)進(jìn)行復(fù)核。（二）控制噴射施工在施工階段中，如若采取單排孔兩序模式，高噴灌漿相鄰孔間隔時(shí)間要超出24小時(shí)，質(zhì)檢員和監(jiān)理人員在驗(yàn)收鉆孔并合格之后才可繼續(xù)高噴灌漿。噴射管下至到對(duì)應(yīng)深度之后，要對(duì)噴射方向和角度進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢之后，注入標(biāo)準(zhǔn)的漿液靜噴，等到孔口返漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，并未出現(xiàn)其他異?，F(xiàn)象，才可依照標(biāo)準(zhǔn)速度噴射提升。五、水利工程高壓噴射灌漿施工優(yōu)化策略（一）施工前的完善措施第一，要組建專業(yè)且素質(zhì)較高的施工隊(duì)伍。高壓噴射灌漿施工參數(shù)并不是一成不變的。這就需要有關(guān)部門要在現(xiàn)場(chǎng)安排一名有地質(zhì)勘測(cè)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的工程師，各個(gè)監(jiān)理人員也要明確自身的職責(zé)和義務(wù)，結(jié)合水利工程現(xiàn)場(chǎng)施工強(qiáng)度配備對(duì)應(yīng)的控制人員。第二，完善專項(xiàng)控制細(xì)則的內(nèi)容應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員的分工職責(zé)、關(guān)鍵工序質(zhì)量控制的要點(diǎn)、工序檢查方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)場(chǎng)施工存在的問(wèn)題和預(yù)防對(duì)策。第三，對(duì)施工單位的技術(shù)和資質(zhì)水平進(jìn)行審查，和建設(shè)單位一起協(xié)助優(yōu)選施工隊(duì)伍。因高壓噴射灌漿技術(shù)有其特殊性，總承包單位會(huì)將工程分包給各個(gè)施工單位來(lái)綜合施工。這時(shí)就要求質(zhì)量控制機(jī)構(gòu)要對(duì)各個(gè)施工單位的業(yè)務(wù)資質(zhì)和技術(shù)一一審查，判定是否和水利工程相吻合，也要了解是否有同類工程的過(guò)往實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。第四，重點(diǎn)審查會(huì)直接影響水利工程進(jìn)度和質(zhì)量的機(jī)械設(shè)備，包括鉆機(jī)、輸漿管、高壓泵、攪拌機(jī)，嚴(yán)格按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)審查設(shè)備的應(yīng)用要求和性能參數(shù)，為后續(xù)施工的順利進(jìn)行提供外部保障。（二）施工過(guò)程中的完善措施第一，結(jié)合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求布設(shè)防滲刺墻，設(shè)計(jì)的墻厚要和標(biāo)準(zhǔn)相吻合。一般情況下，子距L為2米，有效半徑為1.8米，擺角為15°，高壓噴嘴型號(hào)為2mm，氣嘴7mm，空氣壓735kpa。第二，在測(cè)壓管上要履行標(biāo)準(zhǔn)方加以投放，比如PVC管口為2英寸，管底1.2米高。外用土工布包裹，管子周邊應(yīng)用黃沙來(lái)做漏層。第三，嚴(yán)格控制水利工程所應(yīng)用的材料，特別是水泥質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員要取樣送往專門的機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行復(fù)試，如果在施工中，水泥漿液需摻入外加劑，也需結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算出適合摻加的總量。第四，沖洗鉆孔，鉆孔經(jīng)有關(guān)部門核查合格之后，要沖洗孔內(nèi)和縫面，采取風(fēng)水輪換進(jìn)行，值得注意的是，在沖洗鉆孔時(shí)要敞開孔口，將風(fēng)管插入到底部多次沖洗，直到回清水后才可完畢。第五，檢查壓水。在裂縫縫口材料達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可進(jìn)行壓水的檢查，要逐孔檢查，在檢查每一個(gè)孔中要對(duì)漏水率大小和外漏情況仔細(xì)記錄。第六，在灌漿之前，用壓縮空氣將縫內(nèi)的積水全部沖擠干凈。第七，灌漿。裂縫兩旁的混凝土在灌漿壓力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，影響施工質(zhì)量。所以在施工中，要設(shè)置儀器來(lái)觀測(cè)裂縫，灌漿要嚴(yán)格的依照由下到上，由一側(cè)到另一側(cè)，由深到淺的原則來(lái)進(jìn)行，單孔吸漿綠接近零是灌漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上再繼續(xù)灌注20到30分鐘就可結(jié)束。同時(shí)，在灌漿階段中可實(shí)施分序噴射工藝，主要目的是降低施工對(duì)樁基帶來(lái)的消極影響。（三）施工后的完善措施工程師在施工完畢之后要依照對(duì)應(yīng)圖紙記錄現(xiàn)場(chǎng)施工的有關(guān)數(shù)據(jù)，核查樁位是否遺漏，也要對(duì)單位的技術(shù)和資質(zhì)審查并檢測(cè)，和建設(shè)單位一起確定檢測(cè)單位；與此同時(shí)，也要第一時(shí)間掌握結(jié)構(gòu)物和處理部位的動(dòng)態(tài)變動(dòng)。建議工程師可在施工的第一天就可進(jìn)行沉降的觀測(cè)，特別是要對(duì)一些主要的施工區(qū)域和大壩樁進(jìn)行審核觀測(cè)。在噴射前和噴射之后，都要對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)并記錄。結(jié)束語(yǔ)成本低、施工效率較快、固結(jié)體強(qiáng)度較高、靈活方便