高压摆喷在北部引嫩工程进水闸工程截渗墙施工中的应用

赵建宇

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江 大庆 161300)



高压摆喷在北部引嫩工程进水闸工程截渗墙施工中的应用

赵建宇

(黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江 大庆 161300)

摘要：进水闸工程是中国北部引嫩工程中非常重要的一部分，由于其地理环境问题，进水闸基坑周围的土质较为松软，极易渗水，因此必须建设截渗墙，缓解基坑的透水情况。高压摆喷灌浆技术是进水闸截渗墙施工中最为常用的一种施工技术，该技术的应用能有效保障截渗墙的施工质量。文章将对引嫩工程的进水闸工程的施工要求进行简单阐述，分析高压摆喷技术的含义，探究高压摆喷技术在截渗墙施工中的具体应用。

关键词：进水闸工程；高压摆喷技术；含义；北部引嫩工程；截渗墙施工；应用

北部引嫩工程是将嫩江水通过进水闸引入松嫩平原的一项引水工程，进水闸的建设在引嫩工程中占据非常重要的地位。但是，由于其地质环境所致，土质较为松软，而且具有较强的渗水性，要保证进水闸施工质量则必须避免其带水施工情况的发生。因此，必须在进水闸基坑的周围建立截渗墙，减少渗水量。高压摆喷技术作为一种较为先进的施工技术被广泛应用在截渗墙施工中，文章将对进水闸工程的基本要求进行阐述，并简要介绍高压摆喷技术的概念及原理，分析该技术在截渗墙施工中的应用[1]。

1进水闸工程基本要求

进水闸是引嫩工程中比较重要的一部分，其施工质量问题严重影响引嫩工程的总体质量。由于嫩江附近江岸的土质结构较为松软，而且还具有很强的渗水性，因此极其容易导致在进水闸施工过程中，大量的水渗透到施工现场，严重影响着进水闸工程的施工质量。因此必须在进水闸施工地点的基坑周围建立一圈截渗墙，尽量降低渗水量，避免进水闸工程在施工中带水作业，从而影响整个工程的质量。

2高压摆喷技术简介

2.1　高压摆喷技术的基本概念

高压摆喷灌浆技术主要是把装有喷嘴的注浆管用钻机钻到土层中的指定位置，然后利用高压设备对注浆管中的浆液施加压力，使其成为高压液流，再从喷嘴中喷出，利用这个过程中产生的冲击力对土体结构进行破坏，从而达到剥离土体中土粒的目的。其中一部分被剥离的土粒会随着高压浆液漂浮在水面上，剩下的土粒则会在冲击力、重力和高速旋转带来的离心力的作用下，与浆液搅拌在一起，并按照一定的规律和比例重新进行排列，当浆液凝固之后，会在土层中形成固体结构，其形状随着高压浆液流喷射方向的变化而发生变化。

2.2　高压摆喷技术的工作原理

高压摆喷技术主要是利用三重管对喷射介质进行喷射，其喷射介质为水、水泥浆液和高度压缩的空气，然后利用高压设备对喷射介质进行加压，使其压强达到30 MPa左右，然后利用高压水流的喷射对土体结构进行切割。在喷射过程中，要使喷嘴在一定角度范围内进行摆动，对土体结构进行彻底的切割和破坏，再用水泥浆液对已经破坏的土体结构进行充填、搅拌，使其在土层中能够形成面积较大的扇形断面水泥凝固体。

2.3　高压摆喷技术的工作流程

高压摆喷技术的工作流程如图1所示。

图1　高压摆喷技术的工作流程

3高压摆喷技术在截渗墙施工中的具体应用

3.1　通过现场试验测定高压摆喷灌浆的最佳组合参数

在进行施工之前，要在与截渗墙工程施工现场土质情况相同的范围内进行一次小型的截渗墙施工，用来确定高压摆喷灌浆的组合参数。即使是同一片区域，其土质情况和底下说的情况也都存在着一定的差别。因此，在这种土质、地下水情况都不同的条件下采用高压摆喷灌浆方法建筑截渗墙时，土层中的凝结体的大小和质量也不有所不同。但是，目前尚还无法利用公式对这种差异进行计算，因此必须通过实验来确定高压摆喷灌浆的最佳组合参数。这项实验的主要目的就是为了证实高压摆喷技术在施工现场是否适用，以及其形成的凝结体的防渗性能。

3.2　假设参数，进行实验

根据工程所处的地质条件和施工队伍的实际经验确定一组假设参数，然后根据这组参数来进行高压摆喷灌浆凝结截渗墙的实验，并根据实验结果，在假设参数的基础上对参数进行调整，从而得到最佳参数。例如，黑龙江北部引嫩工程的一处进水闸工程施工地点处于嫩江左岸的河滩上，因此要在这个地点进行截渗墙的施工。根据该地点的实际土质情况，设置如下一组参数：

孔距分别设定为1.0 m、1.2 m、1.5 m，喷嘴的摆角设定为30°~35°，浆液的压力设定为38 MPa，高压设备施加的气压为0.6 MPa~0.8 MPa，其提升速度为8.0~15.0 cm/min，进浆为1.5 g/cm3，回浆为{，孔洞的直径设置为10.8 cm，钻孔深度为黏土层以下1.0 m的位置。

3.3　确定孔洞的位置

在正式进行截渗墙工程施工之前，必须对孔洞位置的质量予以保证：

1)根据防渗墙的具体位置及其轴线的趋势对孔洞具体位置进行确定、设置。

2)在截渗墙的施工过程中对孔洞的位置进行编号处理，在编号时要注意保持编号的连续性。

3)在设置轴线校核孔的时候，必须沿着截渗墙的轴线进行，2个校核孔的间距大约为30 m，同时，在测量过程中，必须保证孔洞位置的误差<30 mm。

3.4　在确定的孔洞位置进行钻孔施工

1)由于钻杆的竖直程度将会对钻孔的施工质量造成非常严重的影响，因此在开始钻孔施工前，一定要仔细检查钻杆的竖直程度。

2)为了保证钻杆的垂直度，在钻孔准备工作完成就位后，还要在一定程度上对钻机进行调整。

3)在施工过程中，要对钻孔施工加以控制，控制钻孔施工的护壁方式主要孔内沉降和泥浆护壁。

3.5　浆液的拌制

拌制浆液有特定的浆液制备池，在施工过程中，高压摆喷灌浆中的浆液应该在制备池中完成拌制。制备池中有特定的浆液搅拌叶，为确保浆液拌制质量，必须对搅拌叶的强度进行严格把关，同时调整搅拌叶的直径，使浆液搅拌工作顺利进行。

在拌制浆液的时候，为保证浆液的质量，一定要采用二级拌制方式。当浆液的一级搅拌完成后，必须将搅拌的浆液进行过滤，然后进行二级搅拌，谨慎处理过滤出来的杂物，避免杂物再次混入浆液中。在浆液拌制过程中要注意，一级搅拌与二级搅拌的拌制时间不能<2 min。

3.6　利用高压摆喷技术进行灌浆

在利用高压摆喷技术进行截渗墙施工的时候，一定要严格遵守施工顺序，从下到上进行施工。将注浆管下放至规定的深度之后，严格按照孔洞的编号进行高压喷浆，相邻2个序号孔洞的喷浆间隔时间最少需要4 d。同时保障施工过程的连续性，如果连续性遭到破坏，施工暂停，那么必须对上一个孔洞进行复喷，确保凝结体的整体性。避免由于施工暂停导致凝结体的结构出现缝隙，使截渗墙失去作用。

参考文献：

[1]孙飚.高压摆喷在北部引嫩工程进水闸工程截渗墙施工中的应用[J].黑龙江水利科技,2011(03)：77.

[作者简介]赵建宇(1979-)，男，黑龙江拉哈人，工程师。

[收稿日期]2015-06-28

中图分类号：TV543.8

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)09-0127-02