水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用研究

尤 杰

（新疆葛洲坝乔巴特水利枢纽工程开发有限公司，新疆 阿勒泰 836602）

随着社会经济的快速发展，水利水电工程的作用也越来越突出。水利水电工程施工质量较大程度的影响着周边城镇工业、农业及民生安全，为对水利水电工程提供安全保障，对于一些基础薄弱的地方则需要采用地基加固施工技术。作为水利水电施工基础加固技术，高压喷射灌浆技术的合理应用对水利水电基础工程生命周期的延长具有较大的促进作用。

1 概述高压喷射灌浆技术

1.1 定义

利用钻孔技术打孔，在需要灌浆的位置输入带有特制喷嘴的注浆管，使用20-40MPa的高压水泵向指定位置喷射水泥拌合物，利用高压喷射流冲击土体的方法叫作高压喷射灌浆技术。它是一种重力、离心力和冲击力共同作用的效果。在此过程中需按照一定的比例配比灌浆的水泥浆拌合物，凝结之后便会形成相应的加固层。

1.2 施工优势

采用灌浆技术对土体进行加固施工方法较简单，且被加固的土体具有较强的耐用性，加固施工过程中受限制较少，所以在水利水电工程加固施工中得到广泛的应用。

1.3 施工原理和特征

高压喷射灌浆技术通过高压喷射流充分混合水泥浆拌合物和土体，主要目的是提高水泥浆和钻孔土体凝结效果，促使钻孔内壁有一层加固层形成，该加固层会隔绝钻孔和土体，发挥防渗的作用。所以其施工原理便是通过土体和水泥浆结合的阻隔效果的提升达到增强其防渗效果的目的，其成本较低、加固效果较好，且具有和较强的适用性。

2 水利水电施工中高压喷射灌浆技术的应用

2.1 定位技术

主要是确定喷灌位置，严格的按照施工设计图纸进行操作，通过综合考虑各种所需的参数，并错开固有的钢筋位置，准确的确定防渗墙的位置，并构建控制桩，做好标记。相关工作完成确定无误后可进行钻孔。

2.2 钻孔技术

因为灌浆施工时会一定程度上制约到钻孔，在此过程中要保证孔壁和直孔的均匀性。要严格的按照相关施工规范进行施工，如灌浆流程需由前到后依次进行，检查前一钻孔时可以后一钻孔为检查孔，为检查钻孔的吸水量还应该做好压水试验，在吸水量和相关要求相符合的情况下可把后续灌浆工作省略。在灌浆之前需清洗干净钻孔裂隙中的岩粉，保证其清洁。根据相关标准要求，严格控制钢筋和钻头的直径差

2.3 插管

钻孔完成后续根据设计深度及时把注浆管插入地层，该环节一般是和钻孔环节相连接，即每钻完一个孔便需及时把喷射管插入，把压缩空气输入后打开泥浆泵开始送浆，这个过程需控制时间约为30秒，然后把钻杆拔出。为避免在钻孔过程中泥沙对喷射管的喷嘴造成堵塞，插管和射水的工作需同时进行，在压力较大的情况下孔壁可能会被射塌，因此要合理的控制水的压力。由于普通的硅酸盐水泥是水泥浆的主要拌和材料，所以需严格控制其比例，保证其符合相关标准要求，为水泥浆提供质量保障。

2.4 喷浆

喷浆时需按照由下到上顺序进行，还要充分考虑如地下水、土质等相关因素，对喷浆的压力、流量和提升速度合理控制。特殊情况还应进行二次喷射，即喷射上次喷射的浆土混合物，喷射流遇到的阻力将会更小，二次喷射可增加固体的直径。完成喷浆之后要彻底清洗套筒和拉杆，为下次使用提供便利。

2.5 检查

灌浆工作完成后还需对施工质量进行严格的检查，维持一个月的检查周期，如检灌浆区的钻孔，则必须要进行压水试验，通过对岩心胶的观察，判断施工质量有无相关问题存在。另外还应对各种参数进行分析。在此过程中应注意并不是只能利用压水试验对施工质量进行检验，还应在综合考虑相关因素的基础上合理的评定工程的灌浆质量。蓄水前需对工程原始记录认真检查，并对灌浆资料仔细梳理，构建检查孔并认真检查，在检查帷幕和固结灌浆的胶结情况时，应先去除岩心，采用压水试验对检查孔进行设置。选择帷幕灌浆还需对钻孔的数量严格控制，一般钻孔的数量应设置为灌浆孔的1/10，固结灌浆时应设置其比例为20∶1。分别控制帷幕和固结灌浆的检查孔直径小于110mm和140mm。需严格的按照相关技术规范对钻孔进行压水试验，试验前对其进行彻底冲洗，并合理控制其水压，保证获得更稳定的流量方。质量工程师需在完成所有的工程后对设计图纸和施工记录严格按照相关规定做好复查和审核工作，防止在施工中有桩位被遗漏，严格审查检测单位的技术配备和资质等级等。另需对施工结构物的沉降变化和现场处理情况进行详细了解，针对相关问题及时采取有效的处理措施。

3 水利水电施工中采用高压喷射灌浆技术应注意的事项

3.1 钻孔施工相对较难

因为水利水电工程施工的地层存在的块石较多，且拥有丰富的地下水和地表水，所以也增加了钻孔施工的难度，导致其极易发生停钻、卡钻和掉钻头等问题，同时应及时抽取地表水，假如发现块石应及时更换护壁和潜孔钻，避免有塌孔情况发生。

3.2 避免受天气影响

水利水电施工中，天气原因会对施工质量造成一定影响，尤其是在酷暑或暴雨天气，难免对施工质量产生影响，所以勘查人员不仅要深入勘查地质情况，还应充分了解当地水文气象条件，做好防水。

3.3 喷射均匀搅拌

利用喷射形成的高压液态水对地层结构进行切割，同时把泥浆注入切割产生的缝隙中，需在喷射的过程中保证搅拌均匀，使其形成圆柱体的具有较好防水性能的灌浆柱，且地基的承载力也可得到较大的提升。

3.4 材料的选取

要对材料的质量严格控制，尤其是水泥质量一定要通过质检部门检验确认合格后再进入施工现场，在水泥浆液中掺入外加剂的比例需通过试验严格确定，钻孔后续对孔内和缝面进行冲洗，保证裂缝的封口材料的强度，并进行压水检查，对外漏和漏水率进行记录，检查完后还要把钻孔吹干。为避免在灌浆压力作用下导致裂缝混凝土发生变形，需在灌浆时设置可以实时观测裂缝情况的仪器。

4 高压喷射灌浆技术应用时易出现的问题和处理措施

4.1 冒浆问题

在喷浆过程难免会遇到冒浆问题，唯一的区别的工程不同冒浆的程度也不相同。究其原因是在喷射的过程中会产生较大的冲击力，导致土层受到的冲击较大，一些小土粒会随着浆液从管壁中冒出地面。拥有丰富经验的施工人员可以通过冒浆状态来了解土层、喷射情况和各项喷射参数的合理性。一般情况下在冒浆量符合相关规定时可不采取措施，假如冒浆量超出相关规定，则需根据实际情况采取治理措施。通常解决该问题主要有两种方法：第一，提高注浆喷射的压力；第二，合理的调整喷射管嘴的直径。

4.2 固结体不完整

在高压喷射灌浆过程中或结束时都有桩体不连续的情况存在，导致水利水电工程地基和需加固的地基不能实现有效结合。为防止出现该问题和更严重的断桩问题，施工人员需重视下管和卸管环节，保证停顿部位搭接长度不小于10cm，固结体才会更加完整。

4.3 喷射流压力较低

在高压泵压力较低的情况下喷射流的破坏力也会降低，进而对其处理效果造成影响，原因主要包括高压泵摆放距离较大、高压泵缺乏良好的性能、浆液管路发生泄漏等。在具体的施工过程中应控制高压泵和钻机的距离不超过50cm；对于其流量较大但压力却较低的情况应对各部位是否存在渗漏进行检查，如果有必要可拔出注浆管，检查其密封效果。

5 结语

总之，随着国家越来越重视水利水电工程建设，要求在项目实施过程中，强化相关施工技术的应用与规范合理性，达到提升水利水电工程施工质量的目的。现阶段水利水电施工中应用较多的技术主要有高压喷射灌浆技术等，合理的应用该技术可简化灌浆施工的流程，提高工程的施工质量，延长工程的使用寿命，所以施工人员应该严格按照高压喷射灌浆技术的相关标准要求进行操作，尽量避免出现故障问题。