水利水电施工中的高压喷射灌浆技术研究

覃 位

（贵州水利实业有限公司，贵州 贵阳 550000）

在水利水电工程施工过程中，通过运用高压喷射灌浆技术，除了可以在承载力上使其基础性能得到提高，还能够有效提升防渗性能，利用凝结体有效连接各个孔洞，以此来形成板式或墙式结构。针对高压喷射灌浆技术展开分析，其在底层具有广泛的使用性能，可以有效控制浆液，施工方式也相对简单，所以广泛应用到水利水电工程项目中。

1 高压喷射灌浆技术概述

在高压喷射灌浆技术的应用过程中，其主要在地基夯实、防渗和加固处理中加以应用，可以利用高压技术有效进行灌浆。对于此技术的核心原理展开分析，可以通过高压技术，在地基结构层中或填筑体内压入水源、混合浆液、压缩空气，并采用预先配制的水泥基质浆液进行灌注。通过运用此技术，可以使其结构板结得到有效加固，使地基结构抗震性能得到改善，从而使其承载负荷力或抗渗能力得到提高。从整体角度来说，高压喷射灌浆技术具有明显优势，不仅技术操作比较简便，具有突出的耐久性，而且原材料的价格相对低廉。所以，高压喷射灌浆技术广泛应用到水利水电工程项目中，可以全面提高水利水电工程建设质量[1]。

2 高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的作用

2.1 搅拌和冲切作用

高压喷射泥浆流能够对底层介质有效筹集、切割和搅动，在填充与扩散浆液之后，可以与土石有效掺拌与搅浑，并在彻底凝结硬化后，可以使地层结构、组分得到改变，对其充分进行加固与防渗。

2.2 置换和升扬作用

高压喷射除了可以对泥浆进行喷射，还能够有效喷射压缩空气，通过维持其喷射流能量，可以在孔内有扬水效果产生，可以使钻孔、灌浆过程中切割下的颗粒、碎屑，在孔洞口升扬，由浆液来代替空出来的部分，有效置换原本的地质层。

2.3 渗透挤压作用

通过运用高压灌浆技术，可以有效提高其抗渗能力，具体可以挤压底层，并具有良好的渗透作用。高压喷射过程中，其末端强度往往随着距离增加而减小，使冲切力得到减小，但对地层仍会产生相应的挤压和渗透作用。除此之外，在喷射结束后，可以在地层当中有效渗透静压浆，可以有效凝结，从而提高抗渗性。

2.4 握裹作用

地层中由于具有喷射能量，可以有效升扬与置换小石块，确保浆液能够有效填满空隙，使其被握裹。通过采取此方式，会影响原本地层结构，使其成为密实和连续的凝结体。对于块石较大和集中位置，通过提高喷射能力和降低速度，会使地层石块发生位移，使浆液在更深空隙中渗透。因此，需要在高压喷射、浆气升串、余压渗透和挤压基础上发挥握裹凝结作用[2]。

3 高压喷射灌浆技术特点和工作原理

对于高压喷射灌浆法，其是对注浆法的升级和发展。对于注浆法，其主要采用注入原理，可以利用具体的仪器和设备在加固工程中有效流入建筑材料。但注浆法的应用还存在一些弊端，具体包括内部结构不紧凑、填充不完整以及填充密度不够等，这也导致工程具有脆弱性，缩短了工程项目的使用寿命。对于高压喷射灌浆技术。其可以采用高压原理，具有填充密度大、填充完全、范围广、力度大以及强度高等特点，可以使建筑材料的防渗漏性、防寒性、防冻性等得到发挥，对资源进行合理利用，防止资源被浪费，使工程施工质量得到保障。

结合高压喷射灌浆法的工作原理展开分析，其可以通过高压水具有的切割性以及强大力量，合理切割底层，从而满足施工需求。在此过程中，需要对混凝土或者沥青进行注入，并要对切割开的地面有效填充，使原始地形具有的薄弱性与脆弱性得到改变，在施工项目中有效打造坚实地基，以此来使地基具有的防寒性、耐压性、防渗漏性以及防冻性得到增加。对于此项技术而言，在挖掘时主要采用钻机等相关钻孔设备，在加固地面深入高压灌浆机喷头，通过相关操作对需要改造的地面进行喷灌，以人力来控制其强度。通常来说，在实际施工前，相关施工范围需要准确测量与计算地面深度，在获得精准数据后，根据计算结果进行正确操作。对于其操作步骤展开分析，具体包括钻机就位、钻孔、地面试喷、下喷射管、喷射提升（先原地喷射）等步骤。当施工难度与强度较大时，需要进行二次喷灌，并做好补浆操作。当地层有许多漂石块时，需要在原地做好高压喷灌浆试验，对其适用性加以确定。这样一来，可以使原本的地层组织结构加以改变，并运用射流原理有效切割与搅拌地层，在注入水泥后使其有效凝固，进一步保证地层的坚固性和防渗性[3]。

4 高压喷射灌浆技术应用优势

4.1 适用范围广

对于高压喷射灌浆技术而言，其具体应用在水利水电工程的前期施工阶段，而且在工程竣工后可以发挥出重要优势，可以避免对建筑结构性能产生影响。

4.2 施工简便

在具体的施工过程中，需要对土层进行钻孔，然后对材料进行喷射，以此来形成固结体，成桩桩径通常为0.5m～2m，固结体的长度一般为0.4m～4.0m，当建筑物建成之后的贴合性良好，能够在此基础上有效建设建筑物。

4.3 可控制固结体形状

为了能够有效提高水利水电工程的建设质量，在实际喷射材料时，应根据具体情况调整旋喷速度，从而使喷射压力得到减少，确保固结体的形状能够与设计要求相符合。

4.4 材料易获得、成本低

水泥是浆液喷射的原材料，通常采用价格相对低廉的425 号普通硅酸盐水泥，其强度等级通常可以达到42.5 级。在工程施工中，如果需要加快凝结速度，可以对化学材料进行适当添加。除此之外，为了使废物得到有效回收和利用，需要对注浆材料成本加以减少，并将适量的粉煤灰添加到水泥材料当中。

4.5 设备管理方便

在对高压喷射灌浆技术进行应用时，设备体积较小，需要确保紧密结合各项构件，并减少占地面积，从而为施工工作开展提供方便。除此之外，在单管、三重和二重管喷射过程中，需要对喷射压力、冒浆量和吸浆量进行及时测量，从而合理调整喷射参数，全面提高固结体质量。

5 水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用要点

5.1 准备工作

在水利水电工程施工过程中，在实际开展喷射灌浆作业前，需要做好现场环境勘察工作，对施工现场的自然环境和地质结构等条件进行全面掌握，以此来获得完备的勘察调研资料，科学合理地编制施工方案。与此同时，相关施工企业需要高度重视现场施工人员的专业技能培训，为各个施工单位做好分工，并要加强和监理单位之间的沟通。在施工组织完成之后，需要在现场有效落实施工准备工作，具体包括设备调试、原材料准备、水电系统布置优化以及场地平整等。

5.2 浆液配制和设备试运行

首先，配制浆液。在工程项目中需要结合基本要求，选择适宜的原材料，使原材料的配制比例得到调整，对工程施工效果加以强化。其次，浆液控制。相关施工人员需要做好简单试验，在保证浆料用量的同时，对水灰比加以调整，使浆料用量得到减少。最后，设备试运行。为了使水利水电工程施工水平得到提升，需要小范围试验材料，在不同设备参数进行检测，从而得到相应的试验结果，使喷射注浆效果得到提高。

5.3 钻孔

在钻孔施工期间，应该循环使用内部泥浆，需要结合施工人员对现状的了解，对施工质量的影响因素展开分析，结合钻井、跟管以及钻孔等技术，确保钻孔机垂直，在钻孔机达到相应的预设位置时。首先需要对其加以垫平，并对相关物理参数进行测定，以此来使钻孔质量得到保证。通常情况下，需要严格控制钻孔孔位和具体位置偏差，具体需要维持在50mm 以内，并要提升钻孔灌浆率为0.5%。在对底高程进行设计时，需要在钻进过程中做好测量工作，每当深度增加3m 之后，需要采用一次水平尺，并有效开展测量工作，使钻孔角度能够和设计要求相符合。钻孔间距对施工经济性和进度具有直接影响，关系到凝结体的整体性和强度。因此，要合理布置钻孔间距，结合工程实际情况加以调整。在钻孔检验过程中，一般需要在孔口敞开风和水轮，并反复冲洗钻孔底部管道[4]。

5.4 插管

在完成钻孔工作之后，需要结合设计深度在底层准确插入注浆管，此项环节需要与钻孔同步施工，在完成各个钻孔工作后，需要将喷射管及时插入，有效输送压缩空气，并将浆泵开启，维持送浆时间到30s，并将钻杆拔出。在插管过程中，应避免泥砂对喷射管的喷嘴造成堵塞，具体应同时实施插管与射水工作，当压力较大时，则孔壁会有射塌情况出现，因此需要有效控制射水水压。

5.5 下入喷射杆

相关施工人员需要将喷射杆一直下入至底，并同步开展泥浆固壁钻孔施工。在实际施工中，在采用套管跟管钻井时，需要在终孔后将钻杆取出，并下入喷射杆，拔出使用的套管，也可在钻孔后直接取出钻杆，从钻孔中灌注护壁泥浆或者PVC 护管壁。在泥浆护壁钻孔的终孔完成之后，可直接实施喷管下入施工。在旋转振动钻进过程中，需要对喷杆作用加以发挥，而且在下入喷灌前需要测试设备运用情况，并做好试喷工作，确保在下入后能够达到良好的应用效果。除此之外，在下入前需要采用胶带包扎等手段，避免在下入时出现喷嘴堵塞问题。

5.6 高压喷射

在喷射管下，高压水、压缩空气、水泥浆达到具体的预定深度后，需要按照具体顺序加以输送，并要静喷1min～3min，当有浆液冒出之后，应结合设计参数有效喷射。在实际喷射时，需要提升流量值、压力值以及速度等参数，确保与设计要求保持一致，并对检测数据进行全面、准确记录。在对此技术进行应用时，喷射操作的各项参数关系到技术应用效果，在钻孔施工的前期阶段，并在下入喷射管时，需要确保各项参数符合具体的设计要求。因此，在实际施工中，一旦某一环节出现问题，将会对水利水电工程施工期间的技术应用效果产生影响。

6 水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术应用的注意事项

首先，在钻孔施工过程中，需要对施工现场情况进行考察，了解现场的地表水和地下水分布情况，而且在地层中可能有大量坚硬岩石分布，因此需要采取有效对策，防止有卡钻和钻头掉落等问题出现，并及时更换潜孔钻与护壁钻等，这样一来可以使钻孔期间的钻头受损、塌孔等问题发生概率得到降低。

其次，需要对施工现场的天气状况进行考虑，防止对高压喷射灌浆技术的应用产生影响，因此在实际施工中需要结合运用地质勘察和水文气象勘察等技术，使防水工作得到强化。

最后，在形成灌浆柱时，为了使其防渗透能力与承载力得到保证，需要同步进行喷射和均匀搅拌。与此同时，在实际施工中，需要严格检查施工材料，不仅要使水泥质量得到保证，而且还需要准确计算水泥浆液配合比。除此之外，在施工期间需要严格检验材料强度效果，避免在灌浆压力作用下混凝土裂缝位置出现损坏和变形等问题[5]。

7 结语

综上所述，随着时代的快速发展，水利水电行业发展步伐也在不断加快，在工程实际施工中，需要全面加强灌浆工程施工，有效运用高压喷射灌浆技术。对于此技术而言，其有着许多影响因素，但通过运用此项技术可以使基础强度得到提高，并对基础渗漏进行有效预防。因此，在工程施工期间需要有效控制高压喷射灌浆质量，对灌浆技术进行合理应用，确保有效发挥水利水电工程的各项功能，全面提高水利水电工程建设质量。