水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术

1、    水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术    徐欢摘要：随着我国经济建设水平的不断提升，各项基础设施工程正如火如荼的加紧建设，水利水电工程作为重要的基础设施建设工程，在保障民生，促进经济发展方面起到了重要作用。基于此，文章论述了水利水电工程中高压喷射灌浆技术的应用。关键词：水利水电；高压喷射灌浆；技术应用为提高水工建筑物的防渗水平，找出一种经济合理且技术可行的防渗措施，在我国的水利工程领域，必须做好基础防渗工作。结合工程实践，对高压喷射灌浆施工技术的具体应用进行分析，以探明该技术应用方法和要点。一、高压喷射灌浆施工技术的简介水利水电施工过程中最常见的

2、施工技术之一便是高压喷射灌浆技术，其渗透在施工的各个环节中。该施工技术的优点主要有：第一，在实施高压喷射的同时需在地面预设一定深度的钻孔，通过高压喷射灌浆改善土体的现有结构，使其与工程更适应。在对土体利用高压喷射进行固化时，可采用不同的喷嘴进行浆液喷射，实现土体的高效糅合与固化，提升地质的使用性能，保证其满足水利水电工程对土体的硬度要求，进一步强化土体性能。第二，采用高压喷射灌浆方式凝固土体时，其固结方向与性状受喷射方向与力度的影响。采用不同的喷射方式可形成不同的土体固结，如固定方向喷射、螺旋式、摆动式喷射等，形成不同的土体固结形状。采用固定方向喷射式，可形成壁状固结；利用螺旋式喷射则可形成柱

3、状固结，大大增强了地基可承受的剪切强度，强化地基稳定性。利用螺旋式固结可对地质土质有所改善。当地基需要承受较大荷载时，可增强地基的耐受度，保证地基平稳不易损坏。通过螺旋式喷柱可强化地基的负重能力，尤其是通过喷动式摆设可保证地基不变形，形成较厚的扇形，增强地基的防渗能力，实现对水利水电工程边坡的固定。二、水利水电工程施工中高壓喷射灌溉技术的应用（一）钻孔施工人员对施工现场全面掌握，对施工现场危险因素的正确处理都影响着施工钻孔的进展情况，决定着其内部泥浆的可循环性，因此，在进行钻孔施工时，施工人员不仅要科学地运用钻孔技术，合理的钻机，还需要调整钻孔机的角度保证其垂直钻孔，合理测定钻孔的相关物理参数

4、，保证钻孔质量。通常，应控制实际钻孔位置与设计孔位不超过50mm的偏差，保证灌浆率最少为0.5%，高于设计孔位的预期深度底高。在进行实际钻孔作业时，随着深度的增加，应及时测量水平情况，即每3m用水平尺测量一次，保证钻孔角度满足设计的基本要求。施工的进度和经济效益会受到钻孔间距的影响，不仅如此，钻孔质量还关系到凝结固体的强度，进而影响其整体性能，由此可见，为提升水利工程的施工质量，需要合理布控钻孔的间距，以现场的实际地质结构为依据进行施工技术的选择，充分应用高压喷射技术，同时在应用此技术时，综合考量可能存在的影响因素。通常现阶段的水利水电施工中，多使用直径1.8m、摆角15°的钻孔形式

5、，孔距布置通常为2m，并在具体施工中进行不断的调整。在进行钻孔的检验时，要充分敞开孔口的水轮、实现通风，并对钻孔底部的管道进行充分冲洗清洁。（二）下入喷射杆在进行泥浆固壁钻孔时，应同时进行喷射杆下底施工作业。其主要施工步骤为，利用钻进套管跟管，取出孔终后的钻杆，下入喷射杆，随后拔出套管，也可直接在完成钻孔后进行取杆，利用pvc护管壁或是泥浆护壁向钻孔处进行灌注。完成泥浆护壁钻孔后，可直接进行喷杆下入；钻杆以旋转式振动前进、或是以射水法进行钻进。利用喷杆充分发挥其作用，注意作业施工前充分测试检验应用设备的实际运行情况，利用试喷完成质量检测，进而保证下入后设备可高质量作业；（三）高压喷射高压喷射的

6、常见物质为压缩空气、水泥浆、高压水等，其主要通过下入喷射管至预设土层，同时静喷3分钟左右，以设计参数为标准进行浆液灌注，进行浆液喷射时要保证匀速前进、符合压力设计要求、满足喷射流量的标准，并准确全面的记录数据。由此可见，各项施工技术的参数影响高压喷射灌注技术，因此要注意钻孔的前期准备、喷射管下入施工等，都需要满足各项设计参数基本要求，加强各个施工细节环节的控制，降低外界因素对水利工程施工的影响，提升高压喷射灌浆技术质量。三、工程概况（一）水库工程特性某水库总库容448万m3，最大坝高45m，坝顶高程192.5m。大坝为均质土坝，溢洪道为开敞式实用堰型，坝下涵管位于大坝中底部，钢筋混凝土管内套0

7、.4m铸铁钢管。工程等别为iv等，主要建筑物为4级，次要建筑物5级，水库按30年一遇洪水设计、1000年一遇洪水校核。（二）地质条件及病险情况坝区出露地层有混合花岗岩和第四系松散堆积层，坝址区构造线方向主要呈ne向，岩体的片麻理构造较清晰，产状也比较稳定，主要呈ne45°55°，倾se倾角40°62°。坝区断裂构造主要呈陡倾角闭合状。坝区断层不很发育，仅见5条裂隙状断层。坝址区裂隙中等发育，发育比较明显的裂隙有4条。工程区无活动性断裂及区域大构造通过，区域构造相对稳定。基岩裂隙潜水存于坝基混合花岗岩体节理裂隙中，接受大气降水和区域地下水补给，排泄于河谷低

8、洼处。坝体土体不均一，填筑质量大部分较好，总体呈稍密-中密状，土体含粉、黏粒偏少。坝基为全-强风化混合花岗岩；右岸坝肩岩体单薄，裂隙较发育；左岸山体为强风化山梁。坝基及两岸坝肩均具中等透水性，存在坝基、坝肩渗漏及绕坝渗漏问题。坝体最大水平渗透坡降及坝体逸出坡降均大于允许渗透坡降，渗透性态不安全。（三）喷射施工放样钻机就位，水平调校，使钻杆轴线垂直对准钻孔中心。膨润土护壁，钻孔达设计深度后移开钻机，移入高喷台车，安装好喷射管，对中、调平，同时确定摆喷角度。下注浆管：将三重喷射灌浆管插入孔内预定深度，为防止泥沙堵塞喷嘴，使用低压水和少量压缩空气，边射水边插管。孔底沉渣较多时，先喷泥浆和用旋提摆装置

9、配合扫孔，直至喷射管完全到达孔底。旋摆提升：喷射管达到设计深度后，送空气、高压水，送水泥浆（p.o32.5普通硅酸盐水泥浆）静喷5min，待孔口回浆的比重>1.3g/cm3后开始提升喷射，控制好提升速度自下而上边喷射边转动边提升，直到设计高度。考虑到浆液凝固收缩，停浆位置提高0.51.0m；在发现孔口浆下降后进行回灌补浆或二次注浆。回灌：顶部2m空桩，进行普通注浆后，在邻近孔施工前应进行回灌。（四）防渗效果抽芯取样检测：三个防渗墙抽芯取样孔，均未采集到自上而下连续分布的混凝土岩芯。钻孔注水试验：3个钻孔均采用降水头注水试验法，钻孔中所揭露到的混凝土岩芯孔段，渗透系数为4.5×10-84.0×10-7cm/s，具微透水性。从抽检情况看，防渗墙渗透系数符合设计要求（小于1.0×10-6cm/s），质量合格。挖开察看：现场开挖了2处观测，摆喷成墙明显，泥结厚度3178cm。实际观测渗流量：工程实施后，20142018年五年间对坝后量水堰渗水量观测，与灌浆前相比，渗水量大为减少。加固前正常蓄水位190m，渗水量为825.4m3/d，加固后实测渗水量168.7m3/d（设计渗水量152.9m3/d），坝内最大水平渗透坡降及浸润线出逸坡降均在规范要求之内。总而言之，水利工程的具体施工当中，受到诸多因素影响会造成工程施工的