水利論文發(fā)表期刊推薦核心級(jí)期刊《人民長(zhǎng)江》，《人民長(zhǎng)江》于1955年創(chuàng)刊，是水利部 長(zhǎng)江水利委員會(huì)主辦的水利水電技術(shù)綜合性科技期刊，2008年改為半月刊。主要內(nèi)容為宣傳長(zhǎng)江治理與開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃，報(bào)道治江工作重大進(jìn)展與建設(shè)成就，總結(jié) 水資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，交流國(guó)內(nèi)外水利水電先進(jìn)技術(shù)。近年來(lái)，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，圍繞“維護(hù)健康長(zhǎng)江、促進(jìn)人水和諧”的治江理念，重點(diǎn)對(duì)長(zhǎng)江 流域的水資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行了宣傳報(bào)道，內(nèi)容豐富、信息量大、實(shí)用性強(qiáng)。
　　摘要：高壓灌注漿技術(shù)在水利工程中除應(yīng)用于地基加固外，更廣泛地應(yīng)用于水工建筑物的防滲工程中。本文主要介紹高壓噴灌注漿施工的技術(shù)施工工藝、技術(shù)要點(diǎn)及在水利工程中的運(yùn)用。

　　關(guān)鍵詞：水利工程,高壓噴灌,技術(shù)工藝,技術(shù)運(yùn)用

　　高壓噴射注漿（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。例如，高壓噴射注漿技術(shù)應(yīng)用于增加地基強(qiáng)度，減少或整治建筑物的沉降或不均勻沉降；應(yīng)用于擋土圍堰及地下工程建設(shè)、壩體的加固及防水帷幕、邊坡加固及隧道頂部加固等。

　　一、高壓噴射灌漿的施工施工工藝

　　1、工藝原理

　　1.1沖切摻攪作用

　　高噴技術(shù)主要是借助于高壓射流，通過(guò)沖擊切割和強(qiáng)烈擾動(dòng)，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?cè)�地層結(jié)構(gòu)和組成，達(dá)到防滲和提高承載力的目的。高噴凝結(jié)體是多種因素綜合作用的結(jié)果，高壓射流對(duì)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)

　　式中：E——每米旋噴柱耗用的能量（MJ/m）

　　P——噴射灌漿壓力（MPa）

　　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(guò)現(xiàn)場(chǎng)高噴試驗(yàn)確定。

　　1.2升揚(yáng)、轉(zhuǎn)換作用

　　高噴施工時(shí)，水、氣、漿由噴嘴中噴出，壓縮空氣，除能對(duì)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，將經(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(shí)也起到了轉(zhuǎn)換作用。

　　1.3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，雖不能再?zèng)_切地層，但對(duì)地層仍產(chǎn)生擠壓作用。同時(shí)，噴射結(jié)束后，靜壓灌漿持續(xù)進(jìn)行，對(duì)周圍土體產(chǎn)生滲透作用，不僅可以促使凝結(jié)體與周圍土體結(jié)合更加密實(shí)，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。

　　2、施工工藝

　　2.1墻體位置的確定

　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求平整好場(chǎng)地，要求場(chǎng)地內(nèi)地下無(wú)障礙物，對(duì)某些作業(yè)地基軟、不平整，有可能引起整機(jī)翻倒引起事故的地段，一定要采取防范措施，在平整場(chǎng)地上對(duì)墻體中心線進(jìn)行測(cè)量定位。

　　2.2噴墻管理

　　應(yīng)控制好掘進(jìn)速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小應(yīng)使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和斷漿現(xiàn)象，保證墻體均勻，無(wú)夾心層，若發(fā)生管道堵塞或因故短暫停機(jī)，應(yīng)迅速搶修。

　　二、高壓噴射灌漿（注漿）的施工技術(shù)要點(diǎn)

　　1鉆孔

　　泥漿固壁回轉(zhuǎn)（或沖擊）鉆進(jìn)。造孔過(guò)程中做好充填堵漏，使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)，返出孔外，直至終孔。跟管鉆進(jìn)，邊鉆進(jìn)邊跟入套管，直至終孔。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意保證鉆機(jī)垂直，偏斜率應(yīng)在1%。

　　2、下入噴射桿

　　泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內(nèi)，直至孔底。跟管鉆進(jìn)的鉆孔，有兩種情況：一是拔管前在套管內(nèi)注入密度大的塑性泥漿，注滿后起拔套管，邊起拔邊注入，使?jié){面長(zhǎng)期保持與孔口齊平，直至套管全部拔出，而后再將噴射桿下入孔內(nèi)直至孔底。二是也可先在套管內(nèi)下入管壁均勻的PVC塑管，直到套管底部，起護(hù)壁作用，而后將套管全部拔出，再將噴射桿下入到管底部。

　　3、高噴施工

　　施工中所用技術(shù)參數(shù)因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同，提升速度也有差異。對(duì)各類地層而言，若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大，而提升速度變化，是影響高噴質(zhì)量的主要因素。一般情況下，確定提升速度應(yīng)注意下列幾個(gè)問(wèn)題：①因地層而異，在砂層中提升速度可稍快，砂卵（礫）石層中應(yīng)放慢些，含有大粒徑（40cm以上）塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更慢。②因分序而異，先序孔提升速度可稍慢，后序孔相對(duì)來(lái)講可稍快。③高噴施工中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)返漿量減少時(shí)宜放慢提升速度。

　　3、根據(jù)施工平面圖要求安裝、調(diào)試好進(jìn)場(chǎng)設(shè)備，開(kāi)挖施工槽、排水溝、泥漿沉淀池，復(fù)核高噴墻軸線的樁粒和標(biāo)高。

　　4、很關(guān)鍵的一點(diǎn)，正式施工前必須高噴試驗(yàn)，確定正式的技術(shù)參數(shù)（編寫(xiě)高噴灌漿試驗(yàn)報(bào)告）。高噴灌漿常用參數(shù)見(jiàn)技術(shù)規(guī)范（DL／T5200—2004）。

　　三、水利工程高壓噴射灌漿施工的質(zhì)量控制措

　　1、施工前的質(zhì)量控制

　　1.1組建素質(zhì)較高的質(zhì)量控制隊(duì)伍。

　　1.2編制詳細(xì)的專項(xiàng)控制細(xì)則。

　　1.3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(duì)伍。

　　2、施工中的質(zhì)量控制

　　2.1位置。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，布設(shè)防滲刺墻，墻高技設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，墻厚與設(shè)計(jì)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(pán)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(hào)為2mm，氣嘴7mm，水壓為29.4～34.3MPa，空氣壓735kPa。

　　2.2測(cè)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。

　　2.3材料。對(duì)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。

　　2.4鉆孔的沖洗。鉆孔經(jīng)檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行孔內(nèi)和縫面沖洗。

　　2.5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(duì)裂縫進(jìn)行觀測(cè)。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。

　　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(jì)圖紙對(duì)照施工記錄進(jìn)一步復(fù)核現(xiàn)場(chǎng)施工樁位是否有遺漏；審查檢測(cè)單位的資質(zhì)等級(jí)和技術(shù)裝備，協(xié)助建設(shè)單位確定檢測(cè)單位

　　四、高壓噴射灌注漿在水利工程中的應(yīng)用。

　　建國(guó)45年來(lái)，在我國(guó)眾多尢中型水庫(kù)中，明顯存在地質(zhì)問(wèn)題的就有近上百座。主要地質(zhì)問(wèn)題是：水庫(kù)滲漏、壩基滲透變形和邊坡不穩(wěn)定。由于這些問(wèn)題的存在，使水利工程難以正常運(yùn)用，甚至嚴(yán)重危及工程的安全，井對(duì)附近的城鎮(zhèn)和廠礦帶來(lái)洪水威脅。

　　下面舉兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明一下高壓噴射灌漿技術(shù)在水利工程中的運(yùn)用

　　1、在某大型水電站樞紐基礎(chǔ)防滲施工中，所采用的噴灌方法為三管法定向噴射成墻施工。防沖隔墻長(zhǎng)為68m，該工程地層為砂礫土，采用凝結(jié)體的結(jié)構(gòu)布置形式為柱擺式，成墻深度為30m，墻厚平均為80cm�？拙�2m，噴射中心有直徑20～30cm的圓柱體。首先用水管、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(shí)，隨著噴射桿的旋轉(zhuǎn)和提升，采用高壓水和氣的射流沖擊擾動(dòng)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。此方法高噴質(zhì)量可滿足設(shè)計(jì)要求，工效高、造價(jià)低，能充分利用原地土體，就地取材，機(jī)械化程度高，其工藝參數(shù)為：

　　①噴嘴直徑：2～2.3０mm；（外φ5）

　�、诟邏核�：10MPa，流量40L/min

　�、蹥鈮海�0.7０MPa，氣量6m3/min

　�、軡{壓：0.3０MPa，流量80m3/min

　　⑤提升速度：15cm/min

　�、奕�重管回轉(zhuǎn)：7r/min

　　施工完成后采用挖深坑數(shù)米，用電子填土密實(shí)度檢測(cè)儀對(duì)周圍土體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量測(cè)試。檢測(cè)結(jié)果為土體密實(shí)度和承載力均大于原土體，施工過(guò)程中有專人負(fù)責(zé)記錄，記錄詳實(shí)準(zhǔn)確。

　　2、用于某河庫(kù)副壩下滲漏通道封堵

　　某河水庫(kù)副壩下有一層厚7m的砂礫卵石層，筑壩時(shí)未作防滲處理。蓄水后副壩下游發(fā)生滲水，距下游壩坡腳18m處出現(xiàn)嚴(yán)重的管涌和塌陷現(xiàn)象。2006年決定采用高噴中的擺噴法，在副壩下構(gòu)筑防滲墻，其長(zhǎng)954m，高度13.18～15.78m，上端插入壩體不少于1.5m，下端伸入基巖1.0m，防滲墻面積1.4萬(wàn)m。旋工中處理大小涌水通道45條，共用水泥76t，其中最大通道的水泥用量l4.8t。現(xiàn)場(chǎng)圍井開(kāi)挖檢查表明，墻體密實(shí)、連接好，墻體厚度土層中為0.21～0.25m，砂卵石層為0.5～0.6m，分別超過(guò)了設(shè)計(jì)要求的0.17m和0.3m，墻體高度超過(guò)設(shè)計(jì)墻頂0.3m以上。圍井注水試驗(yàn)測(cè)得墻體滲透系數(shù)0.0014–0.004m/d小于0.01m/d的設(shè)計(jì)要求。整個(gè)加固工程從2005年7月開(kāi)始施工，到2006年12月30日結(jié)束，歷時(shí)一年四個(gè)月。

　　實(shí)踐證明，高壓噴射注漿是對(duì)病險(xiǎn)水庫(kù)和軟弱地基進(jìn)行加固和防滲處理的好方法。但在高噴的設(shè)計(jì)和施工中也暴露出一些問(wèn)題，如技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，噴嘴直徑偏小，壓力過(guò)大，使噴射流通過(guò)噴嘴出口處流速過(guò)高，產(chǎn)生霧狀，形不成強(qiáng)有力的射流束，破壞力減��；提升速度過(guò)慢，使水泥漿液用量大，但是這些問(wèn)題經(jīng)過(guò)不斷的摸索實(shí)踐不久的將來(lái)一定可以合理的解決。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)上面的分析探討，可以看出高壓噴射灌注漿技術(shù)在水利工程中防滲作用可不同程度地降低工程造價(jià)，具有開(kāi)挖量小，施工方便，對(duì)臨近建筑物影響小等特點(diǎn)。此項(xiàng)技術(shù)很大程度地提高了防滲能力，減輕防洪壓力，對(duì)保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展將起到積極的作用。

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