姬慧娟

摘要：水利水电工程在农业发展当中始终扮演着重要角色，一方面，水利水电工程能够为农作物生长提供充足的灌溉用水，进而达到增产增收的目的。另一方面，水利水电工程能够有效降低干旱、洪涝、水土流失等灾害的发生概率，这就为农业生产设置了一道坚固的防护屏障。尤其在进入二十一世纪后，随着我国农业发展速度的逐年加快，水利水电工程建设数量也呈现出逐年递增态势，由于水利水电工程所处的地域多为砂类土、黏性土、淤泥土等软弱土层，因此，施工单位多采用高压喷射灌浆技术来开展施工活动，该技术能够提高基础承载力，形成有效防渗体，这就为水利水电工程质量的提升提供强大的技术支持。本文将紧紧围绕高压喷射灌浆技术发挥的重要作用以及施工技术要点予以全面阐述。

关键词：农业发展;水利水电;高压喷射灌浆;技术要点

高压喷射灌浆技术具有适用性广、可控性好、施工工艺简单等特点，而被广泛應用于水利水电工程的堤坝、围堰等结构的施工当中。由于该技术针对软弱土层具有良好的加固作用，因此，对提高水利水电工程的整体质量与稳定性起到决定性作用。近年来，随着高压喷射灌浆技术的日渐成熟，水利水电施工单位也将该技术列为施工过程中的首选应用技术类型，通过施工实践证明：应用该技术修建的水利水电工程在对抵御洪水侵蚀以及蓄水等方面，其自身的应用优势均得到切实体现。

1 高压喷射灌浆技术概述

高压喷射灌浆技术主要是将装有特制合金喷嘴的注浆管下到孔洞当中的预定位置，然后利用高压水泵或者高压泥浆泵，将水或者浆液直接喷射到土层当中，在高压作用下，下层土体将被直接冲击和破坏，被冲散的土体颗粒利用冲击力、离心力与重力，与喷嘴喷射出的浆液混合搅拌到一起，待浆液凝固以后，土体中的分散颗粒便与浆液形成了一个坚固的凝结体，进而对土层起到良好的加固作用。目前，高压喷射灌浆技术多适用于砂类土、黏性土、黄土、淤泥土等软弱土层当中，并且均可以收到良好的加固效果[1]。

根据不同的喷射介质与管路，高压喷射灌浆技术主要包括单管法、二管法以及三管法。其中，单管法所采用的是一根管路，并利用20～30Mpa的高压浆液，向钻孔当中进行喷射作业，这种方法的成桩直径一般在40～50cm，该技术的主要优势是加固质量好，施工速度快，投入成本少，但是，固结体的直径较小，因此，仅适用于一些小型的水利水电工程施工当中。二管法主要使用双通道的二重灌浆管，并在管的底部侧面设置一个同轴双重喷嘴，从喷嘴喷出的高压浆液，瞬间压力值达到20Mpa以上，而固结体的最大直径也能够达到150cm。而三管法则是采用水、气、浆三种介质的三重灌浆管，利用这种方法，可以有效减少水射流与周围介质的摩擦力，进而使水射流的切割能力大幅提升，在这种情况下，被喷射出去的浆液将在地层下形成一个较大的负压区，进而形成直径较大、强度较高的固结体，因此，三管法在一些大型水利水电工程当中得到普遍推广和应用。在放孔阶段，施工单位主要根据施工图纸要求，对孔位进行放样，放样时，每一个孔位的偏差不得超过5cm，如果孔位需要变更，则应当征得建设单位与设计单位同意后，方可修改孔位的具体位置。在钻孔阶段，施工单位可以利用回转式地质钻机进行钻进作业，或者利用冲击回转偏心钻进行跟管钻进，钻孔必须和孔的方向保持垂直，并且保证钻机安装稳固牢靠。钻孔工序结束以后，技术人员应当对钻孔的斜率以及孔内沉碴厚度等参数进行检查验收，保证钻孔斜率在1.5%以下，孔内沉碴厚度不得大于10cm，孔深误差应保持在1%以内。当钻孔检验完毕，技术人员需要检查管路的畅通性，以及各项参数是否与设计值相符，当确定满足施工标准要求后，方可下喷射管，当喷射管下放到与钻孔深度相吻合后方可进入到喷射工序。一般情况下，喷射的浆液采用425号普通硅酸盐水泥，为了保障浆液的和宜性，在制作浆液时，可以向浆液当中加入细砂、粉煤灰等掺合料。另外，在拌和浆液过程中，应当按照标准水灰比进行搅拌，每次搅拌的最低时间不得小于3min，如果利用高速搅拌机，搅拌时长应当在30s以上，以确保浆液的均匀度能够满足施工要求。在喷射浆液时，高压泵用水不得含有杂质或者赃物，以避免堵塞喷嘴。当孔口位置出现返浆现象以后，应当及时进行提升作业，并对提升速度进行有效控制，当浆液喷射工序结束后，应当利用压实设备对钻孔进行静压，然后对缺浆部位进行补浆处理，直到钻孔内浆液不再下沉为止。

2 高压喷射灌浆技术在水利水电工程中发挥的重要作用

2.1 加固防渗作用

在水利水电工程施工过程中，应用高压喷射灌浆技术首先可以对工程所在位置的地下土层产生巨大的冲击作用，对土体产生切割与扰动作用，在强烈冲击力的作用下，土体的整体结构将被割离，在这种情况下，喷嘴喷射出的浆液直接填充到被割散的土壤颗粒当中，同时，与这些土壤颗粒进行充分混合，当喷射的浆液固化以后，将共同与土壤颗粒形成一个坚固的凝结体，这时，地下土体结构将发生质的变化，进而使喷射浆液的部位变得更加坚固，这样可以有效防止渗漏现象的发生[2]。

2.2 置换土层作用

伴随着强烈的冲击力，高压喷嘴在喷射浆液时，同时也会喷出压缩空气气流，这一气流可以快速将钻孔内的水分吹干蒸发，并将地下土层与被切散的土壤颗粒直接带到钻孔的上缘部分，这时，钻孔的下缘部分将处于空余状态，而喷射出来的浆液恰恰占据了这一空间，并将原土层取代，由此可见，这种置换土层的作用为后续整体坚固结构的形成创造了一个有利条件。

2.3 挤压渗透作用

喷嘴喷射出的浆液随着钻孔深度的增加，其冲击力也逐渐下降，当浆液到达钻孔底端时，浆液的冲击力达到最小值，在这种情况下，虽然高压冲击力已经无法对地下土层产生切割作用，但是，由上至下的冲击气流仍然可以对土层施加挤压力，这时，土层的致密性也将进一步提升。另外，由于浆液本身的性状属于液态，当浆液与钻孔底端土层接触以后，这些液体将沿着土层缝隙直接渗透到土层当中，当浆液凝固以后，依然可以和土体形成一个坚固的凝结体。D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531

2.4 包覆位移作用

由于地下土层当中含有大量的微小颗粒与小石子，一旦浆液渗透到土体当中以后，浆液将四处扩散，直至将这些微小颗粒与小石子紧紧包裹成一个团状物，这就加快了地下土层的固化速度。与此同时，在遇到块石的集中区域时，如果操作人员降低提升速度，提高喷射能量，那么在巨大冲击力的作用下，这些块石将在土层当中发生位移，在块石移动过程中，自然会留下一些缝隙，这就给浆液渗透提供了一个便利条件。

3 水利水电工程高压喷射灌浆技术要点

3.1 钻孔技术要点

在水利水电工程施工开始之前，施工单位应对工程概况予以详细了解，包括工程周边的地质情况、水文信息、气象信息等。然后进入钻孔工序，在利用钻进设备钻孔时，跟管施工应当与钻进工序保持同步，为了提高钻进稳定性，技术人员应当事先调整好钻孔机的角度，并在机体的底部铺设一些垫块，确保机体在钻进施工时不出现摇晃现象。当钻头进入到土层以后，测量人员需要每间隔一段时间对孔深、孔径等参数进行现场测量，在确保各项数据满足施工标准后，方可继续钻进。一般情况下，孔位的偏差应当控制在50mm左右，钻孔灌浆率误差也需要控制在0.5%以内，钻孔深度不得小于设计的底高程。为了防止钻进角度出现倾斜现象，钻头每钻进3m时，测量人员都需要及时获取各项技术参数，以避免孔距过大或者孔深超限情况的发生。

3.2 喷射杆下入技术要点

在下入喷射管时，施工人员应当注意以下几点：第一，如果采用套管跟管钻进，可以在技术人员的指导下，选择最为优化的方法，一般情况下，套管跟管钻进常用的方法有两种，一种是终孔工序结束后，将钻杆取出，然后下入喷射杆，拔出套管。另一种方法是终孔后取出钻杆，并向钻孔内注入护臂泥浆或者下入PVC管护臂，这种方法的可靠性更高。第二，如果施工单位采用泥浆护臂钻孔的方法，那么在钻孔工序结束后，应当直接将喷射杆下入钻孔当中。第三，如果采用旋转振动钻进法和射水法进行钻进作业时，施工单位可以将钻杆直接作为喷射杆使用。第四，在下入喷射管道之前，技术人员应在地面进行试喷试验，如果发现管路堵塞，应当及时予以疏通，并对各个部件的工作运转情况进行仔细检查，在下入喷射管道后，应当及时调整管道的下放角度，以确保浆液能够准确的喷射到钻孔当中[3]。

3.3 高压喷射技术要点

以三管旋喷法为例，管路当中包含高压水、水泥浆与压缩空气三种介质，当喷射管下放到钻孔的指定位置后，可以遵循这三种介质的排布顺序进行喷射作业。首先，在喷射作业开始以后，需要采取静喷的方法，静喷时间介于1～3min，当发现钻孔当中有浆液冒出以后，开始启动高压喷射模式，在浆液喷射过程中，技术人员应当对提升速度、喷射压力值、浆液的流量等参数进行实时观测，以保证各项参数指标符合施工设计图纸要求。

4 高压喷射灌浆固结体质量检测要点与施工注意事项

4.1 质量检测要点

针对高压喷射灌浆固结体进行质量检测时，应当着重采取以下检测方法：第一，开挖检验，即地下土体与浆液的固结体达到一定强度值以后，施工人员应当采取挖掘土体的方式，对地层当中的固结体的形状、硬度、质量、垂直度等参数进行检测，并与施工设计图纸标准进行比对。第二，钻孔检验，即当灌浆施工结束以后，为了检验固结体的强度，施工人员可以利用钻孔的方式，在固结体表面钻出一个岩芯，然后将其运回实验室，对岩芯的物理性能进行检测，在钻孔过程中，为了检测固结体的抗渗性，可以利用压水与抽水的方式，来测定抗渗能力是否达标。第三，载荷试验，该试验主要为了验证固结体的强度是否满足标准要求，具体操作方法主要包括水平静载法与垂直静载法，即在固结体的受力位置浇筑厚度为0.2～0.3m的混凝土层，然后对固结体的强度值进行检测。第四，围井试验，即在板墙的一侧增加喷孔，进而与板墙形成一个封闭的围井，这时，技术人员可以在围井当中做压水与抽水试验，并通过对围井中水位的观察来检查固结体的防渗效果。

4.2 高压喷射灌浆施工的注意事项

4.2.1 防止发生塌孔事故

由于水利水电工程施工区域的地下土层结构较为复杂，土质性状也呈现出多样化特点，尤其对于块石较为集中的区域来说，钻孔难度相对较大，如果当地的地下水丰富，降水量大，那么也将给钻孔工作带来更多阻碍与困扰。比如在块石集中区域进行钻孔作业，钻头一旦与块石长时间接触，则极易发生卡钻、断钻、掉钻的情况。另外，如果钻孔过深，那么土层上方的块石则极易滑落，在这种情况下，如果没有护壁管的保护作用，则极易发生塌孔事故，进而给工程进度造成严重影响[4]。

4.2.2 规避极端天气

极端天气主要是指暴雨、大风或者酷暑天气，在采用高压喷射灌浆技术时，施工单位应当做好充分的事前准备工作，尤其应当掌握当地的气象信息，其中，影响高压喷射灌浆的最为主要的天气因素是暴雨的侵蚀，如果雨量过大，那么钻孔内部将出现大量的积水，在这种情况下，施工单位需要立即停工，等大雨过后，施工人员需要及时清理孔洞中的積水，以避免影响固结体的整体强度。

4.2.3 均匀搅拌浆液

在拌和浆液时，技术人员应当做好技术交底工作，在保证水灰比满足标准要求的前提下，应对浆液进行充分搅拌，如果出现搅拌不均匀的情况，那么在喷射过程中，浆液当中的大颗粒与土壤颗粒的结合度也将受到严重影响，进而使固结体的整体强度大幅下滑。

4.2.4 严把材料质量关

在高压喷射灌浆施工中，除了配制浆液的基础原材料以外，还需要大量的裂缝封口材料以及外掺剂等材料，如果这些材料存在质量缺陷，那么则极易影响固结体本身的强度性能。比如在拌制水泥浆液时，由于技术人员疏忽而使外加剂的掺入比例失衡，当拌和好的浆液进入到土体以后，浆液与土体本身也不容易结合，进而严重影响固结体的加固性能，因此，施工单位应当对严把材料质量关，对所有进场材料进行细致检测，对不符合质量标准的材料应当坚决予以剔除。

5 结语

综上，水利水电工程是推动我国农业经济快速稳步发展的先决保障，而决定水利水电工程质量的关键要素是施工技术的先进性，基于这一思想，高压喷射灌浆技术作为水利水电工程施工中应用频率相对较高的技术类型，其施工技术水平的高低与工程质量有着必然联系。因此，在高压喷射灌浆施工中，施工单位应当严把质量关，并始终秉持“与时俱进”的态度，不断对施工技术进行优化和改进，为我国农村经济振兴注入源源不断的驱动力。

参考文献

[1] 高歌.基于农业发展的水利水电工程高压喷射灌浆施工探究[J].南方农机，2019，50（20）：49.

[2] 曾文俊.基于水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术研究[J].居舍，2019（20）：44-45.

[3] 戴智伟.水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术研究[J].珠江水运，2019（19）：22-23.

[4] 贾振国，胡昌兰.水利水电工程施工中高压喷射灌浆技术[J].科学技术创新，2018（31）：102-103.D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531