高喷防渗技术在水利工程技术中的运用

杨洪波赵占利高登朝

山东省莘县水务局252400

摘要：高喷防渗是以高压设备使浆液在射流注入区范围内扩散，充填裂缝、土层、渗漏及危险区等，并与周围的物质掺混搅合在一起，在一定时间内硬化成凝结体与周围物质牢固结合在一起，从而达到施工的目的。

关键词：高喷防渗技术；水利工程；运用

高喷防渗技术广泛应用在地下工程基础防渗中，水利工程项目因为其地质和土质的不同，都会面临不同形式的高喷防渗施工法，为保证工程施工质量，设计在进行理论计算时也参考地质勘查结果，合理给出施工方案，施工人员应该详细了解高喷防渗技术的施工特点和施工工艺，对掩工质量严加把控，建设合格工程。

一、高压喷射注浆的原理

高压水喷射流是通过高压设备获得巨大能量后从一定形状的喷嘴，用一种特定的流体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、能量高度集中的一股液流。高压喷射流的能量和切割能力（破坏力）与高压水的流量、喷嘴出口面积、喷嘴入口压力、水（浆）的密度等有关。

二、高喷防渗技术在水利工程技术中的应用

1、施工准备

采用钻孔喷射灌浆机，所用的喷射管、喷头和高压水龙头应密封可靠、装卸简便。喷射管体应具有足够刚度且连接顺直。喷嘴定向应准确，其结构尺寸和加工精度应能满足高速射流的要求。

搅拌机的性能应与所用浆液类型和需浆量相适应，能保证浆液拌制均匀。宜选用高速搅拌机。储浆桶的容积应满足连续供给高喷灌浆的需要。灌浆泵的性能应与所灌浆液的类型、密度相适应。灌浆泵和高压水泵的压力、流量应满足施工要求，其额定压力应不小于设计规定的1.2倍。在各类泵或输送管道上安装压力表，使用压力宜为压力表最大值的1/3—1/4。压力表应定期进行检测。

空气压缩机的供气量和额定压力应不小于设计规定值。现场供电应满足高喷灌浆设备及场地照明的所用额定用电量，保证现场施工要求。在钻机就位前，测量人员应对各孔位轴线进行放样，并标明确，保证施工时孔距符合要求。施工人员清理场地，保证钻机施工场地的平整。

2、钻孔

高喷灌浆钻孔可根据地质情况选择适当的钻孔方法。孔位与设计孔位偏差应不大于5cm。钻进过程中，出现泥浆严重漏失，孔口不返浆时，可采用加大泥浆浓度、泥浆中掺砂、向孔内填充堵漏材料或对漏失段先行灌浆等措施，直至孔口正常返浆后再继续钻进。

钻孔施工时应采取预防孔斜的措施，钻机安放要平稳牢固，加长粗径钻具，钻杆与粗径钻具的垂直度偏差不应超过5‰，钻孔偏斜率不应超过1％。钻孔有效深度应超过设计墙底深度30cm；钻孔孔径应大于喷射管外径2cm以上。

钻孔过程中可选取部分高喷孔作为先导孔，采取芯样核对地层，孔深有效深度应超过设计墙底深度30cm。

钻进暂停或终孔待喷时，孔口应加以保护。若时间过长，应采取措施防止塌孔。钻进时应详细记录孔位、孔深、地层变化和漏浆、掉钻等特殊情况及其处理措施

3、高喷灌浆

喷射灌浆前要检查高压设备和管路系统。提升速度在砂层中提升速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，含有大粒径（40cm以上）块石或块石比较集中的地层应更慢；先序孔提升速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快；高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。当出现串孔时，可将串孔孔口开挖清理后封闭并压重、降低灌浆压力等措施，灌浆孔结束后，应尽快对串浆孔进行复钻至设计孔深。灌浆时发生漏浆可采取停止喷杆提升或降低提升速度、降低喷射压力和流量、在浆液中掺入速凝剂、加大浆液密度、灌注水泥砂浆或水泥黏土浆等措施。发生冒浆时可采取在冒浆点加覆盖、降低灌浆压力、间断灌浆等措施。

三、如何提高施工质量

1、严格施工程序

施工人员要严格按照设计要求，施工程序和施工工艺都必须安设计图纸进行。要对设计图纸、设计说明书、施工技术要求，详细了解，对出现修订的内容要及时通知。做好施工各个环节的数据记录，规范质量检查，单元工程验收资料，制订有效的防范重大质量事故发生和补救计划。

2、进行严谨、真实的现场喷射试验

喷射试验是高喷进行各种参数设定的重要依据，对工程质量有重大影响。试验要科学地选择有代表性的地层进行高喷注浆现场试验。要采用群孔进行，以确定高喷灌浆的方法及其适用性，寻找最佳有效喷射范围、施工参数、浆液性能要求适宜的孔距排距、墙体防渗性能等，确保施工质量。

3、严格控制各施工参数

喷射布设装备时，要根据设计要求，布设防渗刺墙，墙高要符合设计标准，墙厚要与设计一致。根据多年的经验，子距L一般为2.0m，有效半径达1.8m，摆角一般为15°。提升速度一般为10cm/min.喷嘴型号为2mm，气嘴7mm，水压为29.4—34.3MPa，空气压735kPa.高喷灌浆是高喷防渗施工中一道非常重要的工序，是一项多种介质同步作用的整体性施工。涉及参数较多，在喷射灌浆中，各个参数的科学正确设计，是要保证施工质量的重要一环，一旦某一项参数发生变化有可能影响或导致固结体防渗墙的质量。有的隐患一年半载就能表现出来，有的可能十几年后出现。

4、严格控制钻孔质量

1）不可盲目追求钻孔进尺。钻进过程中要特别注意地质状况，由于不同的土层硬度也不同，钻机钻进的速度也不同，根据不同的土层情况，调整钻机压力，控制钻机钻进速度，在砂卵石层时，钻进效率较高，这时不可盲目增加钻机压力达到快速钻孔的目的，应该密切关注空口返回岩屑，及时调整钻机参数，防止因岩屑产生过多来不及返出而造成人为卡钻事故，影响钻孔工效。

2）避免新旧套管混用。由于护壁套管使用比较频繁，损坏率也较高，部分旧套管的外壁及丝扣在使用过程中已受到不同程度的磨损，在钻机进行深孔钻进时，如果采用新旧套管混用，孔内发生脱丝和断管的概率也会增大，影响成孔效率。

3）严格控制钻孔偏斜。施工时为了防止钻孔偏斜可采用如下措施：钻机就位后，及时调整钻机处于水平位置，钻杆保持垂直；开孔时应采用大一级钻头，在钻进到卵石层后要反复上下活动，避免土层中的砾石造成钻孔偏斜；下入跟进套管要反复校对垂直度，如偏斜超出允许度后，应拔出套管，回填砂砾石料，重新在原处开孔。

结语

高压喷射是水利工程因为开挖量小，占地少，设备少、效率高、对周围环境破坏少等特点，近几年在海堤、防洪堤及水库坝体防渗施工中得到广泛的应用，作为施工技术人员，要熟悉施工工艺过程，控制好关键环节的质量，做好整个工程全过程的管理，保证施工质量。

参考文献：

[1]马红英。浅析防渗施工技术在水利工程中的应用[J].城市建设理论研究，2014,8（14）：86.

[2]甄新娟。浅析水利工程中防渗施工技术的应用[J].房地产导刊，2015,7（12）：242.