水利水電中高壓噴射灌漿技術(shù)淺談

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摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)是建筑工程加固中的常用技術(shù)，在水利水電工程加固中有著較為廣泛的應(yīng)用，對于提高水利水電工程的施工質(zhì)量、延長工程壽命、簡化灌漿施工的流程有著重要的作用。本文介紹了高壓噴射灌漿技術(shù)的優(yōu)勢、施工原理及特征，分析了水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)，以陽澄湖中西湖連通工程一標(biāo)段工程為例分析了高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用，旨在研究水利水電工程中高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)液壓站

1.高壓噴射灌漿技術(shù)概述

1.1定義

利用鉆孔技術(shù)打孔，將帶有特制噴嘴的注漿管送到需要灌漿的位置，借助壓力為20~40MPa的高壓水泵將水泥拌合物漿噴射到特定位置，這種應(yīng)用高壓噴射流沖擊土體的方法就叫高壓噴射灌漿技術(shù)。它利用的是沖擊力、離心力和重力等協(xié)同作用的效果。灌漿的水泥漿拌合物需要按照規(guī)定的比例配比，灌漿凝結(jié)后就形成了加固層。

1.2施工優(yōu)勢

采用灌漿技術(shù)加固土體的施工技術(shù)施工工藝簡單，被加固的土體耐用性強(qiáng)，加固施工的限制較小，因此應(yīng)用范圍較廣，可普遍使用于水利水電工程施工加固中。

1.3施工原理及特征

高壓噴射灌漿技術(shù)依靠高壓噴射流使水泥漿拌合物和土體充分融合，其根本目的在于提升水泥漿和鉆孔土體的混合度及凝結(jié)效果，使鉆孔內(nèi)壁形成一層具有保護(hù)作用的加固層，這層加固層將鉆孔與土體隔絕，進(jìn)而起到防滲的效果。因此施工的原理就是通過提升水泥漿和土體結(jié)合層的阻隔效果來加強(qiáng)防滲作用。其特征是適用性強(qiáng)、成本低、加固效果好。

2.高壓噴射灌漿技術(shù)分析

2.1單管法施工技術(shù)

單管法高壓噴射灌漿技術(shù)是應(yīng)用20~25MPa的單獨(dú)通道的噴灌進(jìn)行灌漿施工的技術(shù)，該技術(shù)的施工延展性較小，適用于加固需求較小、鉆孔孔徑為0.5~0.9m的水利水電工程土層的加固。單管法應(yīng)用的是水泥漿材料，該材料具有板結(jié)速度快、施工成本低的優(yōu)勢。

2.2二管法施工技術(shù)

二管法是在單管法的之上增加了一個(gè)壓力為0.7~0.8MPa的壓縮空氣通道，通過水泥漿通道和壓縮空氣通道同時(shí)噴射高壓泥漿和空氣，加強(qiáng)噴射的壓力和沖擊力，用于加固需求較強(qiáng)、鉆孔孔徑為0.8~1.5m的水利水電工程土層的加固。

2.3三管法施工技術(shù)

三管法是在二管法施工技術(shù)的之上增加了輸送壓力為30~50MPa的高壓水流的通道，通過水、氣、漿通道同時(shí)噴射壓力為0.7~0.8MPa的圓狀氣流，共同作用于土體結(jié)構(gòu)來沖擊和破壞土體，達(dá)到較大的破壞程度，用以擴(kuò)大灌漿加固的面積和程度，提高加固作用。三管法施工技術(shù)用于水利水電工程中加固需求特大的土體結(jié)構(gòu)，通常泥漿量為80~100L/min、密度1.6~1.8g/cm3，使用與鉆孔孔徑為1.0~2.0m的工程，加固效果要比單管法、二管法大2倍。

3.水利水電工程中高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用

3.1工程概況

陽澄湖中西湖連通工程一標(biāo)段位于蘇州市陽澄湖中西湖北部湖灣連接處，建設(shè)內(nèi)容為重建跨徑13米橋梁1座；新建活動(dòng)堰2座，均為單孔凈寬10米；新建凈寬20米節(jié)制閘1座，雙孔布置，每孔凈寬10米。工程主體結(jié)構(gòu)、主要設(shè)備特征值如下：（1）嚴(yán)家港閘地基加固464根，水泥攪拌樁∮60@110，樁長13-15m；基礎(chǔ)防滲墻526根，水泥攪拌樁∮60@50，樁底▽-11.0m；（2）中心港堰地基加固水泥土、158根木樁∮20@50,樁長4-5m；（3）東廳港堰地基加固水泥土；（4）上字圩西閘地基加固92根，水泥攪拌樁∮60@110,樁長14m，基礎(chǔ)防滲墻199根，水泥攪拌樁，∮60@50,樁底▽-14.40m；（5）直立擋墻基礎(chǔ)加固1308根，水泥攪拌樁∮60@100,樁長12.5m。

3.2施工設(shè)備

液壓泵、驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)、油箱、方向閥、節(jié)流閥、溢流閥等組成的液壓裝置，也就是液壓站。為了保證該工程高壓噴射灌漿技術(shù)的施工質(zhì)量，工程隊(duì)采用液壓機(jī)組自組裝的施工設(shè)備，機(jī)組設(shè)備組裝后進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)檢測。液壓泵站采45鍛件GB/T699的材料制作的閥塊，不銹鋼1Cr18Ni9制作的油箱，油管采用不銹鋼1Cr18Ni9材料制作，泵站系統(tǒng)的清潔度為系統(tǒng)清潔度達(dá)NAS1638標(biāo)準(zhǔn)中的8級。鉆孔采用數(shù)控刨臺臥式銑鏜床TKP6513或數(shù)控落地鏜銑床TJK6920，上安裝有傳感器，可用于監(jiān)測鉆孔狀態(tài)。液壓泵站設(shè)備在油口、液壓閥件、管路走向、油泵-電機(jī)轉(zhuǎn)向、壓力表等處均設(shè)置有醒目銘、標(biāo)牌，以幫助識別和觀測。液壓泵站組裝工序如下：零件、標(biāo)準(zhǔn)件、外購件出庫→去毛刺→清洗→油箱就位→油泵底座就位→閥臺就位→油箱附件組裝→油泵電機(jī)組組裝→閥臺組裝→泵站管路配制→管路清洗→管道循環(huán)沖洗裝置循環(huán)沖洗→泵站自循環(huán)沖洗→液壓泵站試驗(yàn)→表面涂漆→入庫。

3.3施工工藝

3.3.1沖擊切割及摻混攪合

該工藝是高壓噴射灌漿技術(shù)中的擴(kuò)大噴射范圍、提高灌漿延伸的技術(shù)，主要通過高壓射流的沖擊力來切割土體，使土體與水泥漿摻混攪合，凝結(jié)后形成板塊固體，加固土層結(jié)構(gòu)，起到拱頂?shù)淖饔?。沖擊切割的力度和高壓射流的速度、射漿壓力有極大的關(guān)系，一般壓力越大、射漿流量速度越快，切割的作用越大。水利水電工程一般選擇0.5-0.7米的孔徑灌漿。

3.3.2升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換

升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換與轉(zhuǎn)化作用是三管噴射灌漿施工中空氣通過噴射桿的間隙作用升揚(yáng)出孔徑之外，進(jìn)而將空氣壓力轉(zhuǎn)化為噴射壓力的作用，用以提高高壓噴射灌漿對原土層的破壞作用。

3.3.3擠壓與滲透

高壓噴射的水泥漿通過擠壓與滲透進(jìn)入到地層結(jié)構(gòu)中，滲透到地層結(jié)構(gòu)中的水泥漿與土層結(jié)合，凝結(jié)后就會(huì)形成牢固的保護(hù)層，對地層結(jié)構(gòu)起到牢固的加固作用。

4.高壓噴射灌漿施工

高壓噴射灌漿技術(shù)施工前需要先鉆孔，然后下入噴射管道，指導(dǎo)射桿接觸到鉆孔底部，然后設(shè)定高壓射漿的相關(guān)參數(shù)，如水壓、氣壓、漿壓、速度等，最后根據(jù)施工流程實(shí)施噴射灌漿。需要注意的是，高壓噴射灌漿技術(shù)需要提前對施工場地進(jìn)行清理，清除所有的障礙物，防治引起安全事故的發(fā)生。

5.結(jié)語

綜上所述，高壓噴射灌漿技術(shù)的加固效果較好，將其應(yīng)用于水利水電工程施工中可以提升管水壩、水閘底部的防滲效果，確保水利水電工程地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)性。根據(jù)不同水利水電工程的施工需求，高壓噴射灌漿技術(shù)選擇單管、雙管及三管，滿足水利水電工程中不同的加固與防滲需求，保證水利水電工程施工質(zhì)量。而高壓灌漿機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化與智能化的提升，則全面保證了高壓灌漿施工的效率?，F(xiàn)階段，施工企業(yè)及其施工隊(duì)伍應(yīng)該加強(qiáng)對高壓噴射灌漿技術(shù)的研究與改進(jìn)，促進(jìn)這一技術(shù)施工工藝的改進(jìn)和加固作用的提升，保證高壓噴水關(guān)鍵技術(shù)在信息化水利水電工程中應(yīng)用的可行性。

參考文獻(xiàn)：

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作者：戴智偉 單位：中億豐建設(shè)集團(tuán)股份有限公司