高压喷射灌浆技术在病险坝防渗加固中的运用

渠红光

(江西省水利水电建设有限公司， 江西 南昌 330000)

高压喷射灌浆技术在病险坝防渗加固中的运用

渠红光

(江西省水利水电建设有限公司， 江西 南昌 330000)

随着科技的发展和进步，水利工程建设对高压喷射灌浆技术进行了广泛应用。这一技术手段具有成本低、质量可控、施工简便等优势，在病险坝防渗加固施工作业中发挥了重要作用。因此，在进行水利工程建设时，要注重结合高压喷射灌浆技术，并对灌浆材料、施工特性、作用机理等方面进行把握，保证这一技术手段在实际应用当中，发挥更好的功能和作用。本文从高压喷射灌浆加固土体性状分析入手，阐述了高压喷射灌浆技术的应用，旨在推进病险坝施工作业的进一步实施。

高压喷射灌浆技术； 病险坝； 防渗； 加固

在水库工程发展背景下，要求当代施工单位在防渗工作开展过程中注重合理化应用高压喷射灌浆加固技术，即在防渗问题处理过程中，规划高喷方案、工艺参数，并通过现场试验形式，做好病险坝防渗工作，且结合病险坝特点，对灌浆施工工艺进行界定，就此打造高质量工程施工环境。以下就是对高压喷射灌浆技术应用问题的详细阐述，望其能为当前病险坝施工项目的有序开展提供有利参考。

1 高压喷射灌浆加固土体性状

就当前的现状来看，高压喷射灌浆加固土体性状主要体现在以下几个方面：

a.从土层喷射灌浆角度来看，高压喷射灌浆技术在应用过程中以“半置换”形式带出细小土粒，剩余土粒在高压射流重力、离心力、冲击力等因素的作用下，重新排列，形成固结土。同时，在高压喷射灌浆作业中，固结体形状易受移动轨迹、持续喷射时间、射流作用方向等因素的影响。在这一过程中，需要加强相关对策，对这一问题予以解决。

b.从固结体情况来看，在高压喷射灌浆技术作用下，单管直径为0.6～1.2m，三重管旋喷作业时固结体直径为1.2～2.2m，二重管为0.6～2.2m，多重管为2.0～4.0m，因而在土层喷射灌浆作业过程中应提高对设备选型问题的重视程度。同时，从固结体质量变换角度来看，在高压喷射灌浆技术作用下，固结土与原状土相比，质量约轻10%，而沙类固结土重10%；

c.从固结土强度角度来看，在高压喷射灌浆技术作用下，固结土抗拉强度为5～10倍，但土粒强度不一，同时，外侧强度高于中心强度。

2 高压喷射灌浆技术应用要求

2.1 地质勘测

在高压喷射灌浆技术应用过程中为了满足防渗加固需求，应注重展开地质勘测工作，即在地质勘测作业环节开展过程中应注重探究基岩形态、土种类、化学成分、天然含水量等。在土层勘测过程中，钻深控制在2～3m、而厚度大于3m密实土层，然后计算沉降，总结土层状况。同时，在水文地质情况勘测过程中，应注重探测水位高程、渗透系数、水特性、水流量、水方向等，就此全面掌控到水文地质环境，满足高压喷射灌浆技术作业需求。此外，在地质勘测作业环节开展过程中，亦应从地下结构、空间大小、地下管线、地下障碍物等角度出发，探究周围环境状况，注重分析周边环境中排污条件、污染物运输道路情况等，就此在高压喷射灌浆作业中，避免水体污染现象的出现[1]。从以上的分析中可以看出，在高压喷射灌浆技术应用过程中，完善地质勘测作业环节是非常必要的，为此，应提高对其的重视程度，达到最佳的技术应用效果。

2.2 高喷灌浆材料

在高压喷射灌浆技术应用过程中，高喷灌浆材料的选择关系着整体防渗加固的效果。为此，在高喷灌浆材料选用过程中应严格遵从以下几点要求：

a. 由于高喷灌浆材料选用关系着凝结体质量、物理学指标、化学稳定性等，因而在普通型浆液配方配置过程中，应注重采用普通型水泥浆，如425号普通硅酸盐水泥浆等。同时，在水泥浆配置过程中，将水灰比控制在1∶(1～1.5)。在固结体处理过程中，确保固结体28d后抗压强度提升至20MPa左右。除此之外，在速凝早强型浆液配方配置过程中，应注重选用水玻璃、三乙醇胺、氯化钙等材料。

b. 在高喷灌浆材料配置过程中，为了提高固结体强度，应注重应用扩散剂、无机盐复合配方，其中扩散剂为NR3、NNO、Na2SiO4等。同时，在水泥浆配置过程中，为了达到节能型作业目的，应将粉煤灰、矿渣等掺入到水泥浆中，提高固结体强度。此外，在水泥浆配置过程中掺入2%～4%水玻璃亦可达到防渗作业目的[2]。

2.3 孔距布置形式

在高压喷射灌浆技术应用过程中，为了达到高喷防渗墙孔距设计目的，应注重严格遵从孔距布置要求，即在折线型孔距布置过程中，应注重将高压喷射灌浆作业环境下砂土层孔距控制在1.6～2.5m，填土层孔距控制在1.5～2.0m，卵石层孔距控制在1.5～1.5m，墙厚控制在10～30cm，继而满足防渗作业需求。同时，在微摆型孔距布置过程中，应保持砂土层孔距为1.6～2.2m，填土层孔距为1.5～1.8m，卵石层孔距为1.0～1.5m，墙厚20～40cm，达到可靠性较高的防渗施工效果。除此之外，在交叉型孔距布置过程中，需将砂土层孔距控制在1.6～2.5m，而填土层孔距控制在1.5～2.0m，卵石层孔距控制在1.0～1.5m，墙体为蜂窝状，就此达到最佳的防渗加固效果。在高压喷射灌浆技术操控过程中，应注重依据高喷体，对孔距排数、排距、孔距等进行确定，且展开现场试验和工程施工工艺，达到最佳的工程建设效果[3]。此外，在高压喷射灌浆作业环境下，亦应注重控制单管、两管等喷射装置工作压力，如在新三管作业环境下，需将高压灌浆泵实用工作压力控制在20～40MPa，而常用工作压力为25～35MPa，满足高压喷射作业要求，达到最佳的防渗加固工程施工效果。

3 高压喷射灌浆技术在病险坝防渗加固中的应用

3.1 现场试验

3.1.1 试验孔布置

某病险坝工程具备养殖、旅游、防洪等功能，但在工程实际应用过程中逐渐凸显出渗水问题，继而在病险坝防渗加固施工中引入了高压喷射灌浆技术。在高压喷射灌浆技术应用过程中布置了试验孔，试验孔位于病险坝轴线上游20m处，共5个，而喷射试验孔孔距分为1.3m和1.6m两种类型，病险坝孔深为1500m[4]。在试验孔位置确定的基础上，相关工作人员在实际位置固定过程中，需将位置偏差控制在小于5cm的状态下，然后用经纬仪固定钻机位置，并保持钻机孔直径为130mm，继而先后进入5个高压喷射孔中。钻机进入作业后对地层、岩性、孔深等信息进行记录，最终在孔斜率为0.8%的基础上，达到钻孔作业目的。

3.1.2 喷射试验

在高压喷射试验孔布置作业完善的基础上，在高压喷射灌浆技术应用过程中展开喷射试验是非常必要的，为此，应注重从以下几个层面入手：

a. 在喷射工艺施工环节开展过程中，为了保障整体喷射效果，应注重将P·0235R无结块水泥作为施工材料，然后对钻孔作业参数进行测量，保障孔位偏差小于5cm，利用三重管方式高压喷射灌浆5个孔，待喷射灌浆完毕后，将1.2m长套管预埋至孔内，达到病险坝防渗加固目的[5]。

b. 在病险坝高压喷射灌浆防渗加固作业实施过程中，为了达到高效施工效果，应注重在喷射工艺开展期间，将喷射灌浆中水压力控制在30～32MPa，流量为80L/min，喷嘴数量为2个，直径为1.7mm。在气参数控制过程中，需保持气压力为0.4～0.6MPa，流量为2000L/min，喷嘴数量为2个，直径为1mm。除此之外，在高压喷射作业中浆参数控制作业中，需将浆压力控制在0.3～0.4MPa，而流量为60L/min，喷嘴数量为2个，直径为12mm。在高压喷射灌浆期间，需保障提升速度为6cm/min，三重管高压喷射灌浆装置摆角为25°，就此达到最佳的防渗加固效果[6]。

3.1.3 效果检查

在病险坝防渗加固工程施工过程中，为了达到最佳的高压喷射灌浆技术应用状态，应注重在开挖现场检查过程中，于高压灌浆作业5d后开展检查工作。在检查过程中应遵从从上至下原则，如若厚薄不均，即表示高压灌浆差异性较大。在防渗加固作业中，需针对地层结构松软等现象进行有效处理，满足防渗作业需求。此外，在喷射开挖检查过程中，应注重利用挖掘机在板墙下进行开挖处理，并将挖深控制在4.3m左右，就此针对板墙搭接、致密性等进行检查。在检查过程中若发现搭接效果较差问题，应针对电压、孔距等参数进行核查，从根本上规避喷射水压低、孔距偏大等问题，达到最佳的防渗加固作业效果[7]。注水实验环节的展开亦可实现对病险坝防渗加固效果的检查，为此，应提高对其的重视程度。

3.2 工程施工

在高压喷射灌浆技术实践应用过程中，为了提升防渗加固效果，严格把控工程施工要点是非常必要的，为此，应从以下几点入手：

a. 在钻孔期间，应对施工场地平整性进行检查，然后精准定位钻机位置，并在钻进过程中针对孔斜率、孔位偏差、泥浆固壁效果等进行控制。待检查作业完毕后，满足病险坝加固需求。同时，在制浆工艺活动开展过程中，为了提升防渗加固水平，需将浆液制备期间搅拌时长控制在大于30s状态下，然后称取制浆材料，将称取刻度误差控制在5%以内，随之针对浆液密度进行检测，保障制浆效果[8]。

b. 在病险坝防渗加固施工过程中，灌浆环节的科学性亦是非常必要的。在灌浆操作过程中，需针对提升速度、进浆量、事故停喷、终孔回灌等参数进行控制。如在高压喷射灌浆工艺连续作业中，若因事故需停喷1～2h，施工人员应针对灌浆环境进行特殊处理，然后在灌浆作业处在0.5m以下位置时开始提升喷射，达到最佳的喷灌效果，并从根本上规避渗漏现象的凸显，提升防渗加固质量。

4 结 语

综上可知，在病险坝防渗加固作业中，引入高压喷射灌浆技术，并在技术应用过程中严格把控现场试验、钻孔、制浆、灌浆等作业环节，并合理调整水、气、浆等工作压力、流量等数值，可达到最佳的防渗加固作业效果。高压喷射灌浆技术的应用可达到节约水资源的目的，满足病险坝防渗需求。

[1] 冯云飞.高压喷射灌浆技术及其在病险坝防渗加固中的应用[J].低碳世界，2016，20(12)：128-129.

[2] 张研.基于水库工程防渗加固的高压喷射灌浆防渗技术要点[J].黑龙江科技信息，2014，14(8)：224.

[3] 黄秋平.高压旋喷灌浆技术在大坝防渗处理中的应用——以藤县大任水库大坝施工为例[J].中国高新技术企业，2014，30(23)：57-59.

[4] 陈正荣.高压喷射灌浆技术在堤坝防渗加固中的应用[J].黑龙江水利科技，2014，14(8)：165-167.

[5] 韦兰旭.高压喷射灌浆技术在土石坝防渗加固中的应用[J].科学之友，2012，13(9)：101-102.

[6] 邹开贵.高压喷射灌浆技术在高堰沟水库防渗加固中的应用[J].四川水利，2010，12(2)：8-9，18.

[7] 史振防，王存安，祝亚平.高压喷射灌浆防渗墙技术在沙颍河大堤除险加固工程中的应用[J].河南水利与南水北调，2010，21(10)：67，69.

[8] 林树文.高压摆喷灌浆技术在病险水库大坝防渗中的设计与施工[J].中国水运(下半月)，2015，12(1)：168-169.

Application of high-pressure jet grouting technology in seepage prevention and reinforcement of risky dam

QU Hongguang

(Jiangxi Water Conservancy and Hydropower Construction Co., Ltd., Nanchang 330000, China)

High-pressure jet grouting technology is widely used in water conservancy project construction with the development and progress of science and technology. The technology has the advantages of low cost, controllable quality, simple construction, etc. It plays an important role in risky dam seepage prevention reinforcement construction operation. Therefore, combination of high-pressure jet grouting technology should be focused during water conservancy project construction. Grouting material, construction features and action mechanism are controlled, thereby ensuring better function and role of the technology means in practical application. The paper is started with analysis on high pressure jet grouting reinforcement soil properties, then the application of high-pressure jet grouting technology is discussed, thereby further implementing risky dam construction operation.

high pressure jet grouting technology; risky dam; seepage prevention; reinforcement

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2016.06.017

TV52

A

2096- 0131(2016)06- 0055- 04