浅论水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术

摘 要：水利水电工程在不断的进步和发展，但其安全稳定问题也是重中之重，安全问题主要包括容易渗透或地基不稳等。高压喷射灌浆技术就是完全针对施工过程中常需要的防水渗透的技术。在技术原理完善的基础上，能够更深入地解决问题。本文内容主要介绍高压喷射灌浆技术，并且对此项技术的应用步骤和相关的质量方面进行合理的分析。

关键词：水利水电工程；施工；高压喷射；灌浆技术

中图分类号：TV543 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）32-0158-02

1 引 言

高压喷射灌浆技术的施工过程是非常简单便利的。因此，在项目施工的过程中，只需要施工人员对于地层进行鉆孔技术，而后向孔中喷射固结体就可以了。另外，这项技术所需要的设备也很简单。而且，项目的后期管理也不是很困难。但是在技术使用过程中，施工人员要格外注意尽量避免出现冒浆等一系列问题。因此，虽然管理简单，但管理人员还是要时刻注意，这样才能保证施工的安全及质量。

2 高压喷射灌浆技术在水利水电工程施工中的应用步骤

2.1 原材料的选择和使用

灌浆施工对浆体的标准很有要求。因为浆体需要满足保水性和可泵性，这样才能满足技术第一步的实施。在施工实施前，首先需要对灌浆的浆体进行科学严谨的处理。按一般情况来说，施工人员会把浆体做成立方体，这样更方便使用且要保养一段时间。一周后，施工人员要对这个立方体进行测试和检查。当然，只有符合标准和测试通过后，这个浆体才能投入使用。如果浆体不符合要求和标准，那么只能重新制作和测试。此外，在人员施工过程中，做好的浆体可能受周边环境等因素的影响，出现干裂或缩减的状况。为防止问题的出现，在使用的浆液中可添加一些膨化物，这样的话，就会尽量避免问题出现。

2.2 钻孔的定位技术

此步骤关键要找到喷灌的地理位置。所以说，施工方的相关人员要按照当初的设计图进行实施，不能后续改动并且要根据实际情况分析各个参数，同时要避免钢筋等坚硬物体的位置，且要找好墙面。而后可以建造桩，工作人员要随时标识各种数据信息以免后续问题的出现。这个步骤是需要专业团队进行检测，必须所有的项目都符合要求了，才可以进行下一步。

2.3 钻孔技术的实施

钻孔其实相对来说是技术的核心也是重要的部分。钻孔目的就是为了那些喷射管全部深入到地层。在很多情况下，钻孔的深度基本上要超过30m左右。如果钻孔的时候，地质很坚硬，那施工方就要选择专业的地质钻来钻孔。与此同时，在实施灌浆技术之前，工作人员需要做很多相关的清洁清理工作。最重要的就是需要将这些工具的内部或者孔内的一些杂尘清理干净，防止后续问题的出现。同样，按规定标准来说，钻头的直径和钢筋之间的数差值要在5mm左右。

2.4 插管的实施

在上一个步骤，钻孔技术完成后，施工人员要将喷射的注浆管子插在刚刚钻好的孔中。而且这个步骤一般而言是需要和钻孔连接在一起的。所以施工顺序则是，施工人员每钻好一个孔后，就要将管子插进孔中，并且送入压缩空气。随后要将泵打开，并且要持续时长30s送入浆液，最后再把钻杆取出。在这个过程中，施工人员想要顺利插管的话，可以在进行插管的时候同时注射水流。此时水压力不能高于1MPa，如果水压力过大，就很可能出现坍塌的情况。此外，水泥浆一般都是普通的硅酸盐水泥制作而成，这些材料必须要求符合行业标准，且施工人员要注意物料的合适比例，因而可以保证在施工的时候物料的高质量。

2.5 喷 浆

喷浆过程中，一般要求从下而上的顺序。在这个过程中施工人员要多方面地考虑问题。比如施工时土质状况、地下水的现状等因素。如果是水利水电工程的需要，那么施工方要在原来位置做二次喷射。这次的喷射一定要注意把这些喷射流完全喷射在混合体上。当这些步骤完成后，要对现场工具进行清理和归置，为了方便以后使用。

2.6 检查工作的实施

在以上的工作结束后，最重要的就是检验检查工作。施工方务必对施工现场进行严格全面的检测和检查，且过程大概要持续30d。如检验灌浆处专业的钻孔，需要施工方做对应的压水测试。测试过程中，要通过观察岩心胶变化来评判施工质量是否会达到规范要求。同时，还应该对现场涉及的各项参数进行合理有效的分析，并且随时记录，方便以后查阅和借鉴。在做测试的过程中，值得注意的一点是，并不是说压水测试通过，施工质量就是完全过关的，这个是不能保证的。因为整个施工现场是复杂的，涉及到很多方面，不能用其中一个实验或者测试就可以评判，还需要大量的佐证及检查工作。比如，当现场需要蓄水之前，要对原始数据进行全面的记载和检查，而且还要对这些数据进行合理仔细分析。施工人员在检查孔的时候，需要严谨的态度及标准，同时要对所有的检查孔进行上述的压水试验。而这个过程，是需要根据实验技术规定的行业标准来严格的执行。施工方在进行相关实验之前，必须要用超过水压1.5倍的设计水压进行冲洗，只有这样按标准执行，才能有稳定的流量和现场完善的数据。

3 高压喷射灌浆技术在水利水电工程施工中应用的作用

3.1 搅拌作用和冲切作用

首先高压喷射出来的泥浆流会对地层造成一系列的反应，如切割和搅动等，而出现这个结果的主要原因是设备结构。因为浆水对地层填充，以及浆水后续的扩散再加上土石等进行搅拌后，等到这些物体凝固并且硬化之后，会对原有的地层结构产生一定的变化，因此达到加固的作用，当然最重要的就是要达到防渗目的。

3.2 置换作用和升扬作用

因为高压喷射不仅仅喷射泥浆，同时还喷射压缩空气。像这样的喷射流产生的维持能量是可以让之前钻的那些孔内产生扬水作用。这个时候，当时钻孔产生的碎屑和土块等各种颗粒物就会随之升扬到钻孔的出口。那么空出来的空间就被喷射的浆液充满。这些操作完成后，本来地质也会被置换，所以这就是置换作用。而升扬作用，最大的作用就是处理碎屑颗粒物。

3.3 渗透挤压作用

在抗渗能力上。高压灌浆技术有了大大的提高，其专业度就体现在对施工地层挤压和渗透的作用上。高压喷射流在末端的强度力量根据距离的变化而变化，距离增加，强度力量就会减小。可事实上，灌浆积水虽然在力度上因为距离变化，但是仍对地层产生相对挤压的作用，而挤压产生了渗透作用。同时，在高压喷射结束后，静压浆会渗透到地层，并且随时间而凝固。综上而言，这项技术会对抗滲透性产生巨大的作用，这是很关键也是很重要的作用之一。

4 高压喷射灌浆技术应用过程中易出现的问题及其解决措施

4.1 冒浆问题

在整个技术的喷浆过程中，冒浆问题实际上是不可避免的。只是分不同的程度。比如，有的施工现场，冒浆会很多，但是有的施工现场就会很少。为什么会出现这些问题呢？其实，这些问题的产生不过就是因为施工人员进行喷射时，冲击力度过大或过小，力度的不同，就会导致地层受到不同程度的冲力。现场一些小石块只能顺着浆液冒出地面，这也就是所说的冒浆问题。但如果现场有经验丰富的人员，他们可以根据现场冒浆情况，判断当下施工对地层和喷射情况以及各个方面的参数是否合理进行专业的分析和评估。按正常情况，如果现场出现了冒浆，但是量并没有超过有关规定的数值可以不用过于担心。但是，如果冒浆量远远超出规定范围，施工人员应该立刻查明原因，并且采取应对措施。问题产生后，解决的方法通常来说有两种，一种就是在施工时注意提升喷射的压力大小；而另一种就是对喷射管的喷嘴直径大小进行适当的调整。

4.2 固结体不够完整

在施工过程中，有时会在现场出现很多桩体并不连续的状况，一般出现在灌浆结束时。这样的话，施工人员在现场就无法用已经加固的地基和水利水电工程地基有效的结合起来，会导致更加严重的不连续状况。为了避免这种情况，施工人员需要对卸管的步骤加以关注，确保停顿的部位搭接长度至少要达到10cm，只有严格按照数据进行，才能够保证固结体的完整。

4.3 固结体不垂直

固结体完整后，有时又会出现并不垂直的状况。如果不垂直，就导致承载力大大的降低，最严重的后果就是防渗透作用彻底失败。那么就需要人员在实施施工的过程中，钻机的位置要准确稳定，并且要确保垂直。在打孔前，施工方需用水平尺校正钻机垂直度，以确保钻机位置的数值偏差不大于50mm，平尺时刻校垂直度的偏差小于1%。

5 结束语

文中介绍的高压喷射灌浆法，会根据现场不同因素而发挥不同的作用。在实施过程中，任何一个因素的不完善都会导致施工的质量有偏差，如在过程中稍稍操作不规范，就会影响当地的地层。然而，高压喷射灌浆技术在各方面相对成熟，可以更好的在施工中应用。就社会现实而言，水利水电工程目的就是在于造福人们，所以施工方要想这项技术得以最大化的利用，就需要在过程中根据实地情况选择是否使用此技术，同时，必须做好质量控制工作。

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收稿日期：2018-9-22

作者简介：张彦丽（1989-），女，助理工程师，大学本科。