梁世昌

【摘 要】20世纪80年代，我国水利工程要想在不受到渗水的影响下充分发挥其功能，就需要在工程建设过程中采用高喷注浆技术，使水利工程具有防渗功能。随着经济与科技的不断发展，施工技术也有了一定的提高，高喷注浆技术作为一种新的防渗技术，在水利工程防渗工程中得到了越来越广的应用。在高喷注浆施工过程中，主要是通过选择先进的施工设备以及参数来进行施工的。本文主要阐述了高喷注浆技术在水电站防渗工程中的应用，并提出了相应的管理措施，以供大家参考。

【关键词】围堰；高喷注浆；喷射参数

0.前言

水利工程主要是为了减灾抗洪以及人民生活用水而建设的，在水利工程的施工中，水电站的建设是其中最为重要的环节，在其中占有非常重要的地位。在水电站建设过程中，施工人员为了保证水电站具有防渗功能，往往会开挖基坑以作围堰，尤其是在众多大中型水电站工程中，围堰的施工具有极其重要的意义，因此施工人员必须要对其认真施工，使其具有防渗作用，保证整个工程的质量以及稳定性。近年来，随着我国越来越多的大型水电站被开发与建设，防渗技术必须要有所提高，才能够满足社会发展以及水电站施工的需要，这也就促使了高喷注浆技术的发展。在水电站施工过程中，有些地区的土壤不能够直接进行施工，这就需要采用高喷注浆的方式来对其进行处理。过去，高喷注浆技术只是运用在一些松散的细砂土层结构中；而如今，施工技术不断发展，机械设备也随之不断完善，高喷注浆技术也得到的相应的发展。在水利工程施工过程中，高喷注浆技术具有施工简便、防渗性能好、易拆除等特点，在水电站工程中运用越来越广泛。

1.高喷注浆机理

高喷注浆技术是工程中一项较为先进的施工技术，在实际工作中，施工人员必须采用先进的设备与技术方法来对工程进行施工，其施工方法一般都是采用置换灌浆，主要措施是：采用相关带有钻头的喷射机将水泥等固化功能较好的材料灌注到泥土当中，此时，土层当中就会形成水泥砂浆柱，再采用搅拌机等机械设备对土层结构进行搅拌，从而使土层结构改变，使其具有强度大、稳定性高、抗渗能力好、承载力高等特点，从而满足工程的施工。在当前的水利工程施工中，高喷注浆技术得到了广泛的使用。

高喷注浆技术的施工也就是通过气流将水泥浆液喷射入泥土当中，使泥土与水泥浆液发生一系列的物理化学反应，有利于施工人员控制该图层结构，便于后期工程的施工，降低了施工的难度，改善了周边恶劣的环境带来的影响。在水利工程施工过程中，工程师一般都会将高喷灌浆技术理论知识以及实践经验有机的结合起来，并进行综合分析，下面主要介绍了该技术的施工机理，主要体现在几个方面：

1.1冲切掺搅作用

在高喷注浆技术的施工中，一般都会将浆液直接喷射到土层结构当中，通过冲力将土层结构切割，使原有的土层结构发生改变。在灌注泥浆的过程中，施工人员需要注意的是：（1）必须要对被切割的土层结构进行严格的处理；（2）使土体的原有结构形式发生变化，使其与水泥浆发生化学反应，从而形成一个高强度的凝结体；（3）在搅拌土体的过程中，一方面需要施工人员对其搅拌均匀，另一方面需要对土体结构进行综合分析，从而达到设计要求。

1.2升扬置换作用

事实上，在采用高喷注浆技术对土体进行冲切的过程中，水泥浆会沿着孔壁射入，从而产生升扬置换作用，这种升扬置换作用主要是对泥浆进行喷射的过程，这样不仅能够对土体结构起到一定的保护作用，还能以气泡的形式将土体孔壁上的泥土升扬到孔口，从而使一部分的土体结构发生升扬置换作用，使被灌入浆液的土层发生结构的变化。

1.3充填挤压作用

射流束末端，能量衰减，虽不能冲切土体，但对土体产生挤压力，同时喷射结束后，静压灌浆作用仍在进行，对周围土体和浆液不断产生挤压作用，促使凝结体与周围土体结合更为紧密。

1.4渗透凝结作用

喷射灌浆过程中除在冲切范围内形成凝结体外，还可以向冲切范围外的土体产生浆液渗透作用，形成渗透凝结层，其厚度与地层的级配及渗透性有关。

2.施工设备

在水利水电工程施工过程中，高喷注浆技术的方法有很多种，其中最为常见的方法也就是单管法、双管法以及三管法。随着我国高科技水平的不断提高，高喷注浆技术也随之不断得到完善，这就使得高喷注浆的三种方法得到了广泛的应用，提高了工程项目的施工质量。

三管法在目前的水利工程施工应用中较为广泛，是结合控制处理方式逐步完善控制措施。所谓新三管法是以水、气、浆为介质喷射的工法，是在原来的三管方法的施工工艺上进行高进和提高形成的一种新型施工方式，这种施工方式的应用为水电工程施工效率的提高奠定了有力的基础。目前的新三管法的工艺特点和应用的管理控制措施是要求利用高压水切割原理来对原始土层和地表进行冲击和处理，然后再使用高压喷浆技术对地表和土壤进行二次切割，在二次切割的过程中能够使得土壤成分形成有效合理的均匀状液体，这些液体的存在为混凝土技术的提高应用奠定了基础，不仅增大了喷射半径，同时也提高了凝结体解释速度以及强度。

2.1钻孔设备高喷注浆中主要采用三种类型的钻机：地质回转钻机、改进型工程钻机、套管跟进钻机

由于国产回转钻机来源广，操作简单，在处理深度不大，地质条件不特别复杂的工程中回转钻机被广泛采用。根据我们的经验，钻机应不小于300型，并针对地质情况采用合金钻头、钢粒钻头、金刚石钻头。

2.2高压水泵

高压水泵是产生高压水射流的装置。高压水射流切割掺搅地层，要求水喷嘴有较高的出口流速，因此这就要求选择压力尽可能高的高压泵。目前多采用3D2/S型高压柱塞泵，其额定排出压力为50或70Mpa，流量75L炖min或50L炖min。

3.高喷灌浆施工工艺

在高喷注浆施工中，使用单向喷嘴和双向（90°～180°夹角）喷嘴，分别或组合采用旋喷、定喷和摆喷工艺，可以形成符合设计要求几何尺寸和性状的桩、板、墙及组合形式的高喷凝结体，达到防渗加固的目的。针对某些地层我们也采用了二次喷射的全置换灌浆工艺，即先以水、气、水喷射，将被冲切的土体掺搅、升扬到地面；再以水、气和水泥砂浆同轴喷射，进行第二次置换灌浆。

4.结语

在水利工程中，水电站的建设是其中最为重要的施工环节。随着施工技术的不断发展，高喷注浆技术也得到了相应的发展，在水电站围堰施工中运用越来越广泛，在采用高喷注浆技术施工过程中，需要施工人员科学合理的选择施工设备以及参数，从而提高水利工程的防渗能力和工作效率，使其在市场中具有优势。

【参考文献】

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[2]张银来.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].科技致富向导，2011（14）.

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