水利水電高壓噴射灌漿技術(shù)完善策略
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摘要：高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用對于提升水利水電工程施工質(zhì)量具有關(guān)鍵的作用，因此，需要重視其施工管理。本文對高壓噴射灌漿技術(shù)進(jìn)行了簡要敘述，并對其具體的技術(shù)進(jìn)行了深入分析，并結(jié)合實例對其應(yīng)用進(jìn)行闡述，供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞：水利水電工程；高壓噴射；灌漿技術(shù)
1引言
高壓噴射灌漿技術(shù)的應(yīng)用原理如下：通過高壓水或者是漿液深入地層，并且將水泥漿灌入，使其融合形成強度較大的整體，提高地基的承載能力，完善防滲性能，從而實現(xiàn)工程整體建設(shè)質(zhì)量的提高。該技術(shù)的突出優(yōu)點體現(xiàn)在：施工工藝操作便捷，施工材料簡單，且造價低，同時其使用壽命較長，因此，被廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中。
2高壓噴射灌漿技術(shù)的概述
當(dāng)前，高壓噴射灌漿技術(shù)是水利工程施工比較常見的技術(shù)類型，該技術(shù)的實施在灌漿的基礎(chǔ)上進(jìn)行，從而使得地基的穩(wěn)固性有所提高。國內(nèi)很多水利工程都是中小型工程，分散于我國各個地區(qū)。我國早期的水利工程建設(shè)一般以滿足人民生產(chǎn)生活需求，在汛期時可以起到防洪作用，而在旱期可以用于灌溉甚至是生活用水。由此可見，水利工程建設(shè)對于質(zhì)量的要求較為嚴(yán)格，但是由于早期的施工工藝有限，且發(fā)展不成熟，導(dǎo)致水工建筑物的基礎(chǔ)施工質(zhì)量較差，工程整體的穩(wěn)定性和安全性得不到保障。為此，需要加強對高壓噴射灌漿技術(shù)的研究力度，使其工藝不斷完善。
3高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的作用
3.1轉(zhuǎn)換和升揚作用
在水利水電施工中應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)時，噴射嘴中可以噴射出建設(shè)需要的氣、水、漿和壓縮空氣，這樣不僅能夠生產(chǎn)出漿液和水的外包成，也可以保證漿液和水能夠噴射搭配預(yù)定地點。同時將壓力提升，還可以起到升揚的作用。其應(yīng)用過程如下：借助噴射桿和孔壁之間存有的間隙將水和漿液向外噴出之后，土層中的細(xì)粒以及土石碎屑就可以升揚起來，甚至帶出空氣之外，漿液就可以填補其空余位置。
3.2滲透和擠壓作用
科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也推動了高壓噴射技術(shù)的進(jìn)度，其噴射距離不斷提升，強度在降低，對地面造成了擠壓效果。另外，高壓噴射結(jié)束之后，可以完成靜態(tài)灌漿，使其滲透到土層，土地以及凝結(jié)體可以融為一體，同時也會伸到到凝結(jié)中凝結(jié)體的四周，最終起到了防滲的作用。
3.3位移握裹作用
由于地層中比較細(xì)小的石塊具有較強的噴射能力，可以促進(jìn)升揚，同時還能夠使得漿液包裹于石塊外部，但是如果遇到石塊比較大其分布比較密集的地方，就需要減慢噴射速度，提高比能值。在外部強烈的沖擊作用下，塊石的位置會出現(xiàn)移動，漿液就可以逐漸深入到石塊的中間。
4高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
4.1鉆孔
在造孔時，需要對水利水電工程工程建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行全面了解，及時發(fā)現(xiàn)問題并補漏，以實現(xiàn)內(nèi)部泥漿的循環(huán)使用，反出空外，直至終孔。在此過程中，必要時需要開展跟管鉆進(jìn)工作，而跟管和鉆進(jìn)工作可以同時進(jìn)行。在鉆進(jìn)時需要注意，要保證鉆孔機的角度，垂直向下，當(dāng)其到達(dá)預(yù)定位置先進(jìn)行墊平，再利用水平尺對鉆孔過程中涉及的物理參數(shù)進(jìn)行測量，如立軸和機體的水平制度。通常情況下，在設(shè)計孔位時，需要將其偏差控制在50mm左右，鉆孔灌漿率也要控制在0.5%，其鉆孔深度也不能小于設(shè)計的底高程。在鉆孔時，每鉆進(jìn)3m時，水平尺的測量工作需要一次性完成，以防傾斜偏差問題的出現(xiàn)。在開展防滲施工時，需要選擇適宜的孔距，因為孔距選擇不僅對工程施工進(jìn)度和造價造成影響，而且也會對凝結(jié)體的可靠性造成影響。同時，需要依據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)對孔距進(jìn)行選擇，并且對高壓噴射灌漿施工的影響因素進(jìn)行綜合考量。大多工程建設(shè)時，孔距定為2.0m，半徑為1.8m，15°的擺角。在檢驗工作完成之后，需要利用風(fēng)和水輪換沖洗縫面，在沖洗時要敞開孔口，并將管道插到底部，利用水和風(fēng)反復(fù)沖洗，直到清洗干凈。
4.2下入噴射桿
在對泥漿固壁進(jìn)行鉆孔時，需要將噴射桿深入到孔內(nèi)，一直到底部。在下入下噴桿時，需要注意以下幾點：①采用套管跟管鉆進(jìn)時，主要有兩種方法：a.終孔后取出鉆桿，下入噴桿后拔出套管；b.終孔后取出鉆桿，向孔內(nèi)注入護(hù)臂泥漿或下入PVC管護(hù)臂；②采用泥漿護(hù)臂鉆孔的終孔后直接下入噴桿；③旋轉(zhuǎn)振動鉆進(jìn)和射水法鉆進(jìn)時直接利用鉆桿作為噴桿；④下噴管前，進(jìn)行地面試噴，對機械和管路的運行情況進(jìn)行檢查，同時還要對噴射的方式和擺動的角度進(jìn)行校正；⑤通常利用卷揚機提起噴桿，使得噴頭通過井口對準(zhǔn)孔位中心，將噴桿放入孔內(nèi)直至孔底，為了防止下桿過程中泥砂礫堵塞噴嘴，可采用膠帶包扎的方法將噴嘴貼住。
4.3高壓噴射施工
噴射管下到設(shè)計深度后，先送高壓水，再送水泥漿和壓縮空氣，氣靜噴1~3min，等灌入漿液冒出后，按預(yù)先定好的提升、旋噴或擺動角度，自下而上進(jìn)行噴射作業(yè)。噴射過程中必須時刻注意檢查流量、壓力、氣量以及旋轉(zhuǎn)、擺動、提升速度等參數(shù)是否符合要求，如表1所示，并及時做好記錄。
4.4工程實例分析
以某縣水利水電工程為例進(jìn)行分析，該工程改造升級之后，其設(shè)計防洪能力達(dá)到了100年一遇高潮位，校核防洪能力則高達(dá)300年一遇高潮位，過閘的最大流量為739.0m3/s，該工程等級為Ⅱ等，建筑物等級為2級，次要建筑物等級為3級，屬于中型建筑物。為了使得工程整體更加穩(wěn)固，優(yōu)化其運行能力，需要提高水閘引排水能力，并且盡量減少對于下游護(hù)坦和海漫段的沖刷侵蝕。對此，施工單位在下游防沖段設(shè)施了防沖排樁，其排樁是由準(zhǔn)80cm鋼筋混凝土灌注樁構(gòu)成，樁中心距為90cm，樁接縫之后使用高壓擺噴進(jìn)行處理。在上述工程中，應(yīng)用的主要方法為三管法定向噴射灌漿技術(shù)，即噴射管為三重管或者三列管，噴射介質(zhì)是水、水泥質(zhì)漿液和壓縮空氣的高噴灌漿方法，如圖1所示。該水閘的土層基礎(chǔ)地質(zhì)為粉土或者是粉砂，部分是輕粉質(zhì)沙壤土，工程力學(xué)強度比較低，該地質(zhì)條件中比較弱的就是其抗沖刷能力比較弱，且容易受到水的沖刷侵蝕，對此，高壓噴擺設(shè)計墻體高程是▽-3.4～▽-23.4，高程共20m。同時，利用柱擺式凝結(jié)體進(jìn)行具體布置，而且孔距和每根排樁間距一致，該工程共使用了111根，進(jìn)尺共計2220m。在施工過程中，使用的主要機械設(shè)備為地質(zhì)鉆機和高噴臺車。值得一提的是，需要在孔柱噴射中心先建立一個圓柱體，再完成高壓噴射之后，高壓水和氣體會對土層造成一定的沖擊，使得土層松動，這樣就可以降低攪拌的難度，在其失水硬化之后形成凝結(jié)體。該技術(shù)的應(yīng)用在對現(xiàn)有資源進(jìn)行充分利用的同時，也能夠降低工程的建設(shè)成本，保證其施工質(zhì)量。在上述工程建成投入運行之后，狀況良好，基本穩(wěn)定，防沖排樁和高壓噴射相結(jié)合的技術(shù)措施已較好的滿足了設(shè)計防滲意圖。
5結(jié)束語
綜上所述，水利水電工程建設(shè)對于人們的生產(chǎn)生活可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義，為了保證其建設(shè)質(zhì)量，需要積極開展灌漿工作，并對施工過程進(jìn)行全面的監(jiān)控。通過上文了解到，由于高壓噴射灌漿技術(shù)的施工難度較高，為此需要依據(jù)各個施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況以及建設(shè)需求，謹(jǐn)慎地選擇技術(shù)類型，并做好環(huán)境保護(hù)措施，防止其對周圍群眾的生活造成負(fù)面影響。
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作者：李梅 單位：湖南華力工程建設(shè)有限責(zé)任公司
