本文選自北大核心級期刊《施工技術(shù)》，《施工技術(shù)》創(chuàng)刊于1971年，是國家期刊獎提名獎期刊，中國建筑科學(xué)類核心期刊，中國建筑施工行業(yè)惟一的國家級核心期刊，由建設(shè)部主管，亞太建設(shè)科技信息研究院、中國建筑設(shè)計研 究院、中國建筑工程總公司、中國土木工程學(xué)會聯(lián)合主辦。主要介紹國內(nèi)工程建設(shè)施工方面的方針政策和技術(shù)法規(guī)，重大技術(shù)成就，傳播建筑領(lǐng)域采用的新體系、新 技術(shù)、新工藝、新材料、新機(jī)具、新設(shè)備和施工管理經(jīng)驗，以及國內(nèi)外先進(jìn)施工技術(shù)及其發(fā)展動態(tài)。發(fā)行對象：建設(shè)主管部門；大中型建筑（建設(shè)）集團(tuán)公司及施工 企業(yè)；承建商（工程總包、甲方）；規(guī)劃設(shè)計、科研院所；房地產(chǎn)開發(fā)商；監(jiān)理公司；質(zhì)監(jiān)部門；高等院校；以及對土木建筑施工領(lǐng)域感興趣的各界朋友。

　　摘要：高壓噴射灌漿（高噴灌漿）技術(shù)在地下和基礎(chǔ)工程防滲加固工程中的應(yīng)用十分廣泛。由于高壓噴射灌漿施工技術(shù)的優(yōu)越性，在實際水利工程施工中常采用此技術(shù)進(jìn)行防滲漏處理，本文介紹了高壓噴射灌漿施工技術(shù)的作用機(jī)理、特點、流程以及施工質(zhì)量控制工藝要求。

　　關(guān)鍵詞：高壓噴射灌漿,水利工程,質(zhì)量控制,防滲加固

　　高噴灌漿技術(shù)是一種采用高壓水或高壓漿液形成高速噴射流束，沖擊、切割、破碎地層土體，并以水泥基質(zhì)漿液充填、摻混其中，形成樁柱或板墻的凝結(jié)體，用以提高地基防滲或承載力的施工技術(shù)。當(dāng)前，我國大部分水利工程由于經(jīng)過多年的運(yùn)行，都在不同程度上存在著一些病險問題，而基礎(chǔ)滲透就是其中的一個病險問題。一旦水利工程基礎(chǔ)出現(xiàn)滲透，不僅造成水利工程不能正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮其效益，而且還嚴(yán)重威脅到下游人民生命財產(chǎn)的安全。為此，為確保水利工程的安全運(yùn)行，本文就水利工程基礎(chǔ)防滲處理中高噴灌漿技術(shù)應(yīng)用展開闡述，以供參考。

　　1工藝原理

　　1.1升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用

　　高噴施工時冰、氣、漿由噴嘴中噴出，壓縮空氣除能對水或漿液構(gòu)成外包氣層，使水或漿液射流能透入地層較遠(yuǎn)距離并維持較大壓力破碎地層結(jié)構(gòu)外，還可產(chǎn)生升揚(yáng)作用，漿經(jīng)射流沖擊切削后的土石碎屑和地層中細(xì)粒，由孔壁和噴射桿的環(huán)狀間隙中升揚(yáng)帶出孔外，空余部位由漿液替代，同時也起到了轉(zhuǎn)換作用。

　　1.2位移握裹作用

　　地層中較小的塊石，由于噴射能量大，輔以升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用，最終漿液可填滿塊石四周的空隙并將其握裹，遇到大的塊石或在塊石集中區(qū)應(yīng)降低提升速度提高比能值。在強(qiáng)大的沖擊震動力作用下，塊石將會產(chǎn)生位移、松動，漿液沿塊石四周空隙或塊石間孔隙滲入。在高壓噴射擠壓余壓滲透等綜合作用下，產(chǎn)生握裹凝結(jié)作用，形成連續(xù)密實的凝結(jié)體。

　　1.3沖切摻攪作用

　　高噴技術(shù)主要是借助于高壓射流通過沖擊切割和強(qiáng)烈擾動，使?jié){液在射流作用范圍內(nèi)擴(kuò)散、充填周圍土層，并與土石粒摻混攪合，硬化后形成凝結(jié)體從而改變原地層結(jié)構(gòu)和組成，借以達(dá)到防滲或提高承載力的目的。高噴凝結(jié)體是多種因素綜合作用的結(jié)果，高壓射流對地層結(jié)構(gòu)的影響范圍，取決于比能值E的大小，其表達(dá)式為：E=（PQ）/（100V）

　　E—每米旋噴柱耗用的能量MJ/m；P—噴射灌漿壓力Map；Q—射流漿量L/min；V—提升速度cm/min。E值大，旋噴柱的直徑大，一般選用50～70cm直徑較好，但最終應(yīng)通過現(xiàn)場高噴試驗確定。

　　1.4擠壓、滲透作用

　　高噴射流強(qiáng)度隨射流距離的增加而較快地衰減至射流束末端，雖能再沖切地層，但對地層仍產(chǎn)生擠壓作用。同時，噴射結(jié)束后，靜壓灌漿持續(xù)進(jìn)行，這對周圍土體產(chǎn)生滲透作用，這樣不僅可以促使凝結(jié)體與周圍土體結(jié)合更加密實，還在凝結(jié)體外側(cè)產(chǎn)生明顯的滲透凝結(jié)層，具有較強(qiáng)的防滲性能。高噴灌泵技術(shù)有單管法、雙管法、三管法。用水管、氣管、漿管同軸布設(shè)組成噴射桿，桿底部設(shè)置有噴嘴，氣、水噴嘴在上，漿液噴嘴在下，高噴時，隨著噴射桿的旋轉(zhuǎn)和提升，先是高壓水和氣的射流沖擊擾動地層土體，呈翻滾松散狀態(tài)，隨后以低壓注入濃漿摻混攪拌，硬化后形成凝結(jié)體。工藝參數(shù)主要有：水壓38～40Mpa；氣壓0.06～0.8Mpa；漿壓0.3～0.5Mpa。施工設(shè)備價廉、易購，高噴質(zhì)量可滿足設(shè)計要求，工效高，造價低，能充分利用原土地，就地取材，機(jī)械化程度高。

　　2高壓噴射灌漿施工技術(shù)的特點與流程

　　2.1高壓噴射灌漿施工技術(shù)的特點

　　高壓噴射灌漿有擺噴、旋噴及混合噴等多種工藝。也可根據(jù)施工條件和土質(zhì)情況采用微型擺噴，這種型式的特點是板墻體連接可靠而且厚度大，擺角15°。因在噴射過程中容易發(fā)生串孔，影響鄰孔的板墻體形成，所以高壓噴射采用隔孔噴射，即單號孔噴射的灌漿初凝后的第二天噴雙號孔。

　　高壓噴射注漿法可以穿透已施工完畢的路基、結(jié)構(gòu)物等，對其基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理時，占用地上水利工程施工工作面小，不用對基礎(chǔ)上面的結(jié)構(gòu)進(jìn)行破開處理，具有很大的靈活性和可操作性。相對于水利工程深層攪拌法，此法能適應(yīng)不同地質(zhì)情況，特別是對含水率較低的軟弱地基的處理效果要比深層攪拌法要好。使用高壓噴射注漿法時必須充分考慮到它對水利工程的擾動作用，并要有穩(wěn)妥的施工方案及預(yù)防措施方可使用此工法進(jìn)行施工，否則不但不能起到加固作用，還會危及水利結(jié)構(gòu)的安全。

　　2.2高壓噴射灌漿施工的基本方法

　　高壓噴射灌漿施工技術(shù)常見的有兩種：一種為無損貼嘴灌漿法；另一種為打孔埋管灌漿法。其中無損貼嘴灌漿法將是今后推廣的方法。無損貼嘴灌漿法的灌漿施工工藝流程為：注漿嘴加工一打磨一沖洗一裂縫描述一貼嘴一封縫一壓風(fēng)檢查一灌漿一灌漿嘴清除一質(zhì)量檢查。打孔埋管灌漿法的灌漿施工工藝流程為：打孔一沖洗一埋管封縫一壓風(fēng)檢查一灌漿一質(zhì)量檢查。

　　3水利工程高壓噴射灌漿施工的質(zhì)量控制措施

　　3.1施工前的質(zhì)量控制

　　（1）組建素質(zhì)較高的質(zhì)量控制隊伍。高壓噴射灌漿施工參數(shù)不是一成不變的，這就需要安排一名有地質(zhì)勘測經(jīng)驗的質(zhì)量控制工程師，落實好監(jiān)理人員各自的職責(zé)，根據(jù)施工強(qiáng)度配備相應(yīng)質(zhì)量控制人員。

　　（2）編制詳細(xì)的專項控制細(xì)則。控制細(xì)則應(yīng)包括：質(zhì)量控制的組織機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場監(jiān)理人員的職責(zé)分工；控制程序、方法和措施；關(guān)鍵工序質(zhì)量控制點的設(shè)置，工序質(zhì)量檢查方法和驗收標(biāo)準(zhǔn)；旁站方案；可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題和預(yù)防措施。

　　（3）審查施工單位的資質(zhì)及技術(shù)水平，協(xié)助建設(shè)單位認(rèn)真選好施工隊伍。由于高壓噴射灌漿施工工藝有一定的特殊性，工程總承包單位往往會分包給專業(yè)施工單位進(jìn)行施工。這時，質(zhì)量控制單位就要審查分包施工單位的資質(zhì)等級和業(yè)務(wù)范圍是否與本工程相適應(yīng)，并且要了解有無同類工程的施工經(jīng)驗、企業(yè)的技術(shù)水平、質(zhì)量管理措施以及已竣工工程的施工效果。

　�。�4）對直接影響工程進(jìn)度和工程質(zhì)量的施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行重點審查。包括：鉆機(jī)、高壓泵、攪拌機(jī)、儲液罐、輸漿管等的型號、性能參數(shù)以及使用要求，必須滿足高壓噴射灌漿施工工藝需要。為了保證施工的連續(xù)，還應(yīng)備有足夠的備配件。

　　3.2施工中的質(zhì)量控制

　�。�1）位置。根據(jù)設(shè)計要求，布設(shè)防滲刺墻，墻高、墻厚與設(shè)計要求一致。子距L一般為2.0m，有效半徑達(dá)1.8m，擺角一般為15°（與鋼盤堤接觸處噴射擺角增大為26°左右）。提升速度一般為10cm/min.噴嘴型號為2mm，氣嘴7mm，水壓為29.4～34.3MPa，空氣壓735kPa.

　�。�2）測壓管的要求：管口為2英寸的PVC管，管底1.1m高為透水部分，外用400g/m2土工布包裹，管子四周用黃沙做漏層。

　�。�3）材料。對工程中使用的材料質(zhì)量進(jìn)行控制，主要控制水泥質(zhì)量。需復(fù)試的材料經(jīng)監(jiān)理人員現(xiàn)場見證取樣后送專門檢測部門進(jìn)行復(fù)試，當(dāng)需要在水泥漿液中摻入外加劑時，應(yīng)通過試驗確定合適摻量。

　�。�4）鉆孔的沖洗。鉆孔經(jīng)檢驗合格后，進(jìn)行孔內(nèi)和縫面沖洗。采用風(fēng)、水輪換進(jìn)行，沖洗時孔口敞開，將風(fēng)（水）管插入孔底，風(fēng)（水）反復(fù)沖洗，直至回清水后即可結(jié)束。

　�。�5）壓水（氣）檢查。壓水檢查在裂縫縫口材料達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行。采用單孔壓水（氣），逐孔檢查，并詳細(xì)記錄各孔的外漏情況和漏水率大小。

　�。�6）吹于鉆孔、縫面。灌漿前，用壓縮空氣將孔內(nèi)、縫內(nèi)的積水吹擠干凈。

　�。�7）灌漿。為防止在灌漿壓力作用下，裂縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生有害的應(yīng)力和變形，在灌漿施工中應(yīng)布置儀器對裂縫進(jìn)行觀測。灌漿應(yīng)按由深到淺、由下至上、由一側(cè)向另一側(cè)的順序依次進(jìn)行。灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為單孔吸漿率趨于零，再繼續(xù)灌注20～30min結(jié)束。同時建議實行分序噴射工藝，以減少施工對樁基產(chǎn)生不利的影響，同時可防止因竄孔而破壞已噴射注漿的固結(jié)體。

　　3.3施工后的質(zhì)量控制

　　工程全部施工完成后，質(zhì)量控制工程師應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙對照施工記錄進(jìn)一步復(fù)核現(xiàn)場施工樁位是否有遺漏；審查檢測單位的資質(zhì)等級和技術(shù)裝備，協(xié)助建設(shè)單位確定檢測單位。同時為及時掌握處理部位或結(jié)構(gòu)物的動態(tài)變化，應(yīng)從工程開始起每天或每一施工部位開始及完成時均應(yīng)對施工部位進(jìn)行沉降的觀測，對一些重要的施工部位如對大壩樁基礎(chǔ)的處理時，甚至每次噴射前及完成噴射后均應(yīng)進(jìn)行觀測，以便及時調(diào)整處理方案以及分析處理效果能否達(dá)到設(shè)計的要求。

　　4水利工程基礎(chǔ)施工中應(yīng)用高壓灌漿技術(shù)應(yīng)注意的問題及相應(yīng)的處理措施

　　4.1孔斜度過大及處理措施

　　在一定程度上，高噴城墻是否具有較好的連續(xù)性與孔斜度有著很大的關(guān)聯(lián)，是能否順利城墻的關(guān)鍵所在，一旦孔斜度大于上限高度之后，極易導(dǎo)致搭接不良、錯位甚至搭接不上的情況�；�于此，在水利工程基礎(chǔ)施工鉆孔之前，應(yīng)做以下幾點準(zhǔn)備工作：一是保證鉆機(jī)的安裝絕對穩(wěn)固；二是選用長方木用于鋪設(shè)鉆機(jī)底座，并借助水平進(jìn)行找平；三是就主動鉆桿的垂直度進(jìn)行檢測，從而確保鉆桿使用出于順直狀態(tài)；四是鉆孔過程中應(yīng)輕壓緩鉆，從而確保鉆孔垂直，當(dāng)鉆進(jìn)一定深度之后，應(yīng)更換大于五米的長鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)；五是在鉆進(jìn)施工過程中，應(yīng)進(jìn)行全程全方位的檢測鉆孔的垂直度，一旦發(fā)現(xiàn)孔斜度增大就應(yīng)立即停止鉆進(jìn)并及時校對，特別需要注意的是，一旦發(fā)現(xiàn)孔斜度過大，并超過設(shè)計要求，除立即停止施工外，還應(yīng)對所鉆孔洞進(jìn)行二次掃孔，以便于盡快糾正孔斜度。

　　4.2泥漿的漏失及處理措施

　　在水利工程基礎(chǔ)施工中應(yīng)用高壓灌漿技術(shù)，除了控制好孔斜度外，還應(yīng)注意泥漿漏失的控制，這是因為鉆進(jìn)施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)泥漿漏失的情況，通常情況下，導(dǎo)致泥漿漏失的原因主要來自于地層的地質(zhì)情況。如果發(fā)生泥漿漏失，不但嚴(yán)重影響鉆進(jìn)進(jìn)度，還直接影響著噴孔質(zhì)量，進(jìn)而對后續(xù)工序帶來不必要的麻煩�；�于此，如果出現(xiàn)泥漿漏失，應(yīng)結(jié)合漏失泥漿量來采取針對性的措施，如果漏失量不大，則可繼續(xù)施工，待其漏到一定程度不再漏即可；當(dāng)漏失量較大時，則應(yīng)對泥漿漏失部位采用砂土、粘土和少量水泥進(jìn)行封堵。

　　4.3漏漿、孔口不冒漿及處理措施

　　不管是漏漿還是孔口不冒漿，其原因主要就是地層中的空隙較大。這就需要采取一定的措施：首先將一定量的速凝劑參入漿液以加快固結(jié)速度，并確保漿液能在規(guī)定的范圍內(nèi)迅速凝結(jié)，預(yù)防漿液流向更多的空隙，并在空隙較多的地段加大注漿量，若空隙較小，則應(yīng)迅速將其填滿，再進(jìn)行正常施工。

　　5結(jié)語

　　水利工程的高壓噴射灌漿施工技術(shù)由于其特殊性，給施工質(zhì)量控制工作帶來一定的難度。一定要先熟悉其施工工藝過程，做好全過程質(zhì)量管理，控制好關(guān)鍵環(huán)節(jié)，才能保證工程質(zhì)量。

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