水利工程中高压喷射灌桨技术的应用研究

■李茂泉 ■安徽省凤台县水利建筑安装工程公司，安徽 淮南 232100

对于水利工程施工，经常会由于地基土质差、土壤防渗能力差、土壤承载能力差等因素导致水利工程施工质量差，将高压喷射灌桨技术应用在水利工程施工过程中，能有效地解决这种问题，提高水利工程的防渗能力和施工质量，下面就水利工程中高压喷射灌桨技术的应用进行分析。

1 高压喷射灌桨技术的概述

高压喷射灌桨技术是指将浆液以高速喷射流速的形式对地层土地进行冲击、切割，然后掺入水泥浆液，通过搅拌形成桩柱、板墙状凝结体，从而有效地提高地基的承载能力和防渗能力。高压喷射灌桨技术最早起源于日本，在施工过程中，首先利用钻机深钻至设计底标高，然后在钻杆上面安装特殊的喷嘴，利用高压泥浆泵，向周围土体喷射固化浆液，并以一定的速度提升钻杆，逐渐在土体中形成一个具有良好性能的固结体。高压喷射灌桨技术具有施工操作简单、适用范围广、耐久性好、成本低、污染少等特点，将其应用在水利工程中，能极大的提高水利建筑物的防渗性能，提高水利工程的施工质量。

2 高压喷射灌桨技术在水利工程中的作用

2.1 挤压渗透作用

在水利工程中采用高压喷射灌桨技术进行施工时，喷射流的强度会随着射流距离的增加而变弱，高压喷射流虽然不能冲切地层，但能起到挤压地层的作用，当高压喷射结束后，会持续进行静压灌浆，这就会对地层土地进行渗透，从而提高了凝结体和周围土体的密实度，提高了土体基层的防渗能力。

2.2 升扬转换作用

在水利工程施工过程中，通过高压喷射灌桨技术，水体、气体、浆液等都会从特殊的喷嘴喷出，在压缩空气过程中，不仅能对浆液形成外包气层，还能以较大的作用力将浆液透入地层中，并破碎地层结构，起到升扬作用。对于高压喷射流冲切的碎石、地层细粒，会在升扬作用下，从喷射杆、孔壁的缝隙处流出来，由浆液填充其中的空隙，从而起到转换的作用。

对于地层中的块石，在高压喷射的作用下，块石很容易产生位移、松动，同时浆液会沿着块石的空隙渗透进去，同时在升扬、转换、挤压、渗透等综合作用下，浆液会逐渐填满块石和土层之间的空隙，并逐渐移动块石，形成连续密实的凝结体，从而有效地提高基层的综合性能。

3 高压喷射灌桨技术在水利工程中的具体应用

3.1 工程概况

某水电站的基础防渗工程，设计防冲隔墙深度为30m，长度为60m，墙体平均厚度为80cm，设计凝结体布置形式为柱摆式，施工现场土层主要为砂砾土，施工单位通过对施工现场实际情况进行详细分析，决定采用高压喷射灌桨技术，利用水管、气管组成喷射杆，在喷射杆底部安装喷嘴，在高压喷射过程中，利用高压水和高压气将土地搅动，然后注入浆液进行搅拌，从而形成凝结体。

3.2 施工准备工作

施工单位在正式开展高压喷射灌桨施工前，需要做好各项施工准备工作，从而为施工的顺利进行打下良好的基础。在施工正式施工前，施工单位要对工程的具体情况进行详细的分析，根据施工设计图纸，制定合理的施工方案，并对施工方案的合理性、科学性、可行性、安全性、经济性等进行全面分析;施工单位还要对施工需要的高压泵、钻机、输浆管道等施工机械设备进行认真的检查，确保这些施工机械设备能满足施工需求;同时施工单位还要对施工采用的各种材料进行严格的抽查，确保施工原材料的质量符合相关规定，从而为水利工程的施工质量提供保障。

3.3 钻孔施工

施工单位在开展钻孔施工时，必须做好填充堵漏工作，只有这样才能保证泥浆能够正常循环。在钻孔施工过程中，施工人员要注意钻机就为后，施工人员要将钻机垫平，并保持钻机的稳固及垂直，在实际施工过程中，施工人员还要利用水平尺对钻机的立轴垂直度、机体水平度等进行全面测量，确保孔斜率符合设计要求，从而为防渗墙的连续性提供保障。在施工过程中，施工人员要确保钻孔孔位和设计孔位之间的偏差在50mm以内，灌浆孔的孔斜率偏差要控制在0.5%之内。在成孔钻进过程中，施工人员要每钻进4m，对钻孔的倾斜偏差进行测量，确保其在可控制范围之内。

在钻孔施工过程中，孔距的选择是一个十分重要内容，施工单位要根据施工现场的地质情况、高压喷射灌桨施工方法、防渗墙结构形式等各种影响因素，合理的确定孔距。在本次施工中，施工单位通过综合分析，将孔距设定为2.5m，有效半径为1.8m。钻孔施工结束后，施工单位要对其进行认真的检查，确保成孔各项性能均符合施工需求，然后施工人员将成孔清理干净。在清理成孔时，施工人员要将水管、风管插入成孔底部，对其进行反复冲洗，当成孔有清水流出后，结束成孔清洗施工。

3.4 下入喷射杆

在钻孔施工过程中，施工单位要注意跟管钻进，这样能极大的提高施工效率。对于跟管钻进有两种情况，一种是先在套管没有拔出来之前，下入管壁均匀的PVC塑料保护管壁，然后开始进行拔管操作，当套管完全拔出来之后，下入喷射管至管底;另一种是先不进行拔管操作，而是先将泥浆注入套管中，当泥浆注满后，将套管拔出来，施工人员在进行拔管时，要注意不间断的注入泥浆，确保泥浆浆面高度符合相关规定，最后当施工人员完全将套管拔出来后，下入喷射杆至管底。

3.5 高压喷射施工

在进行高压喷射施工时，施工单位要根据工程的实际情况，确定最佳施工技术参数，从而为工程的施工质量提供保障。高压喷射施工的重点是喷射杆提升速度的控制，影响提升速度的因素有很多，但总体上看，土层因素和施工因素的影响最大，对于不同的土层，其综合性质有很大的差异，例如砂层中，施工人员可以适当的提高喷射杆的提升速度;对于砂砾层，施工人员则需要适当的降低喷射杆的提升速度。同时在施工过程中，对于先序孔，施工人员可以适当的加快喷射杆的提升速度，对于后序孔，施工人员可以适当的降低喷射杆的提升速度。在进行高压喷射施工时，施工单位还要注意浆液浓度的控制，确保其符合施工需求，从而为工程的施工质量提供保障。

3.6 施工遇到的问题及处理措施

在本次施工过程中，施工单位还遇到一些问题，对施工的顺利进行造成一定的影响，在施工过程中，有的地区钻孔难度比较大。在施工现场，有的地层存有的大量块石，同时施工现场的地下水存储比较丰富，施工单位在进行钻孔施工时，经常会遇到卡钻、塌孔等现象，为保证施工质量，施工单位及时对工程现状进行分析，制定合理的地下水抽除措施，并通过更换下护壁管等措施，来防止塌孔现象的发生。

4 总结

在水利工程施工过程中，建筑物防渗处理是十分重要的一个环节，将高压喷射灌桨技术应用在水利工程中，能有效地提高基础防渗能力，提高工程施工质量，因此，在实际施工过程中，施工单位要合理的应用高压喷射灌桨技术，从而为我国水利工程的稳定发展创建良好的条件。

［1］李江华.水利工程中高压喷射灌桨技术的作用与实践［J］.民营科技，2013(09):164.

［2］胥军义.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用［J］.科技风，2010(24):132 －133.

［3］俸昌雨，文云.高压喷射灌浆技术在水利工程施工中的应用［J］.大科技(科技天地)，2011(03):117－118.