马雪峰 倪双双

湖北省水利水电规划勘测设计院有限公司 湖北 武汉 430064

随着社会主义基础设施的不断完善，水利工程的规模也在不断扩大，采用高压喷灌注浆的方式，加强水利工程结构的稳定性和防渗技术性能，为我国水利工程的质量提供了有力的保护。水利工程施工中，防渗技术已成为一种重要的手段。本文将对水利工程技术中高喷防渗技术的防水堵漏技术进行分析，探讨其应用的措施，将理论与实践有机结合，为水利工程职工提供参考。

1 高喷防渗技术运用原理及喷射形式

1.1 高喷防渗技术应用原理

防渗技术的发展大大加快了我国水利工程的发展。利用高喷装置的压强，可以破坏原有的土体结构，将水、水泥等材料的混合物注入当前的土体结构中。新型防渗技术施工技术在水利工程施工中发挥了重要作用，也是当今先进的施工技术之一。在水利工程施工中，采用了三重和单管法、二管法三种方式，即在构造物土体结构内部埋设喷嘴，利用高压喷淋装置的压强破坏原有的土体结构链，使松散紊乱后将水呢水泥等材料的混合浆物注入到当前土体结构中。

1.2 高喷防渗技术喷射形式

在高压喷淋装置的运行过程中，将水泥浆液与土体结合起来，形成复合防渗效果，随着高速旋转的喷头渗入土网结构，沿着管道进行渗透。高压喷射装置的喷头运动可根据高喷凝结体运动轨迹和浆液凝固后形成的固结形态分为3种形式，即为旋喷、定喷和摆喷。在水利工程技术应用于高喷防渗时，应根据现场结构特点，选择合适的喷头。同时要注意，如果管路在高压喷射装置喷射时移动速度过快，可能会导致浇筑层出现真空现象。

2 高喷防渗技术应用过程中的弊端分析

2.1 技术参数设定

在水利工程灌注过程中，采用高喷防渗技术进行处理。高压喷射的效果会受到技术参数的影响。高压注浆需要控制压力、动力、泥浆流速、搅拌速率等，但技术参数设置不够完善，容易影响注浆稳定性和固化质量。水利工程的质量要求不同，设备型号也存在差异，忽略了相关辅助工具的参数设计，如标高、施工工槽、排水沟和泥浆沉淀池等，在设定注浆技术参数时，会对注浆质量和后续施工效率产生直接影响。对高压水泥浆流或者高压水射流，压力通常选择在25MPa左右,气流压力受空气压缩机最高压力限制一般低压水泥浆灌注压力在0.7MPa左右，最好在1.0 m/min～0.25 m/min之间，旋喷速度宜取25 cm/min。

2.2 材料搅拌机制设定

水泥与混合材料的联合搅拌机制存在明显差异，普通搅拌时间需控制在90s以上，而高速搅拌则需要控制在30s以上，这是一项基本工作，确保了泥浆颗粒的均匀密度。泥浆沉淀和角质层过高会导致材料混合机制的忽略，从而影响喷射的频率控制和压力调节。

2.3 高喷防渗技术的注意事项

采用高喷防渗技术进行注浆时，由于孔位不是垂直方向，喷管的注浆频率、注水均匀度等因素也会发生变化，而孔位、钻速和孔位稳定性也会影响注浆质量。当出现冒浆现象时，如果注浆管孔的气密性降低，喷浆压力就会降低，从而导致钻孔内的水、泥浆就会出现涌出的现象[1]。采用高喷防渗技术可以控制泥浆的气密性和颗粒密度，但容易出现注浆泵与高压泵之间的协调性下降，从而导致注浆外泄，严重影响水利工程施工质量。

3 水利工程施工中高喷防渗技术应用要点分析

3.1 场地平整施工要点

在水利工程施工中，施工单位应用高喷防渗技术时，首先要确保施工场地平整。施工过程中，可以利用推土机等设备，为碾压场地提供便利，使其平整。

3.2 放线测量要点

施工人员在完成场地平整后，必须严格按照设计标识对施工轴线进行放线测量，确保定位精度，定位孔的误差值不得超过允许范围，所有定位孔必须统一编号标注，并统一标定，以确保定位精度。在施工过程中，应将孔桩打到地面，深度控制在0.1m以内，并采取有效措施防止孔桩受损。

3.3 钻进成孔施工技术要点

钻孔是一项前期准备工作，施工效果与采用高喷防渗墙技术的效果息息相关。施工人员钻进前应了解钻机工作情况、定位是否准确、水平度和固定是否牢靠等作了细致检查，为了避免钻进时失效。要确保钻具能够安全地到达预定位置并保持正确的角度和方向，同时还要保证钻杆与钻头之间具有良好的密封性。钻进时孔径应精确控制、钻孔的深度和垂直度。使用地质钻孔时，应当确保施工人员得到妥善的保护。施工人员完成孔后，应密切关注钻孔管线的状况，确保管线畅通。钻孔机在进行钻孔作业时，常用的方式有正循环钻孔和反循环钻孔。施工人员在进行施工时，应根据施工情况选择合适的钻机行进方式。施工人员应及时检查钻位、钻杆、垂直度以及倾斜度，每钻进5米就要检查一次。

3.4 制浆施工技术要点

水利工程灌浆施工前，按灌浆目的，与地基条件相结合，选择合适浆液构成原料，以及浆液中各种材料的配合比的确定，对于水利工程所需灌浆地质条件较为有利，常用的灌浆方法和材料均可，即可满足要求，并要求基础有防渗性能，外加剂必须与灌浆材料混合使用，使之形成浆液具有较好的防渗性能和较高强度。为了确保水利工程的质量，根据水利工程所在的地质、水文等情况灌浆方案等。灌浆前，应根据灌浆技术要求选择灌浆材料，并严格按照设计要求进行称量，搅拌时确保浆液均匀，如果在灌浆过程中地质条件发生变化，可采用掺粉煤灰与速凝剂同步，根据施工时节做好夏季放热工作，冬防寒的措施确保水利工程的基础安全等等。

3.5 浆液灌注施工技术要点

施工人员在进行灌浆时，应对高压水泵、空压机、搅拌机等设备的运行状况，以及施工过程中需要使用的泥浆泵等设备，进行高喷防渗技术的检测，以确保其正常运行。在进行喷油作业之前，应进行现场测试，以验证技术参数的合理性，以确保施工质量。施工人员应按照从下往上的顺序，逐步完成防渗板墙的喷涂作业，直至发现钻孔出现返浆现象，再将喷涂管道提升。施工人员应加强对孔口冒浆的检测，一旦发现有冒浆现象出现，就表明该孔位存在集中漏水通道或地层较大的空隙，应立即暂停施工，并采取补砂等方式进行返浆，以确保防渗墙的连续完整，同时保证冒浆位置的连续性。施工单位应加强对设备在注浆施工过程中运行状态的检测，以提高施工环节的协调性。在施工过程中，如果受到客观条件的限制，必须中断喷油，且间隔时间超过24小时，喷头插入深度控制在50cm以上，然后重新投入使用。

3.6 回浆利用技术要点

在施工过程中，采用高喷防渗技术时，经常会出现水泥浆从钻孔中冒出，这不仅会浪费资源，还会影响施工区域的自然环境。在进行高喷防渗施工时，应首先开挖沉淀池，然后从中提取出水泥浆液，以促使沉淀池中的水泥浆液析出。当水泥浆沉降完毕后，再进行搅拌机重新搅拌，不仅可以提高资源的循环利用率，还可以减少废料的排放，从而防止严重污染环境。

3.7 回灌施工技术要点

施工人员在采用高喷防渗技术时，应加强对喷管的质量和性能的检测，并按照设计高程标准逐步提升。在回灌过程中，应确保水泥浆液的连续性，并及时停止回灌，直至水泥浆停止下沉。

3.8 封孔施工技术要点

完成回灌作业后，应立即进行封孔施工。施工人员在封孔时，必须严格控制水泥浆泵的压力，以确保防渗能力和密实度达到设计要求。完成高喷防渗施工后，施工单位应将废弃泥浆集中收集，并利用专用运输工具，如汽车，在废弃泥浆坑内进行晾晒处理，最后将废浆坑内的废弃泥浆集中收集起来。

4 高喷防渗技术在水利工程技术中的运用

4.1 提前对水利工程施工图纸进行检验

在水利工程施工中，由于缺乏收集土体和地层资料，大多数高喷防渗技术出现了灌注失败的情况，因此不能盲目相信经验。在决定采用高喷防渗技术的情况下，应针对水利工程周边的环境特点和土质条件，组织相关专业人员进行专项的土体试验，并结合规范施工，将水利工程的高喷防渗技术与其他工法结合起来，进行综合试验。

4.2 强化高喷防渗技术设计人员理论计算水平

许多水利工程的设计者在设计时，都是根据过去的施工经验来制定方案，但由于各种原因，很少按照高喷防渗技术的理论来计算施工作业的精细数据。为了提高水利工程中高喷防渗技术的应用效果，设计人员需要不断学习加强理论计算，对相关理论数据的计算不太熟悉，并对其进行规范化、精准化和规范化。只有采取有效措施，才能有效提升水利工程的质量。

4.3 加强材料搅拌机控制

材料搅拌机的正常运行是确保水泥浆液质量的关键，因此需要有专人对其进行监控，并根据材料特性控制混合液的流速和搅拌时间。根据水利工程图纸、高压喷射装置的喷射情况以及高压管的型号，选择合适的材料时，需要根据材料的特性进行选择。为了防止材料搅拌机内的泥浆在未正式投入施工之前就加速固化，应根据施工现场情况及时添加适量的硬化剂，以免影响整体性能。

4.4 优化高压灌浆方案

为了充分利用高喷防渗技术的优势，确保水利工程结构的整体防渗性能，根据水利工程施工参数和地质条件，确定合理的注浆处理方案，优化高喷防渗技术参数，延长使用寿命，采取防渗性能优化措施。采用高喷防渗技术，可以反复试验材料、气密性、力学性能等，并通过横向对比高压喷射注浆液，把握喷射参数，进行可行性分析。要确保注浆孔间距的合理性，就必须根据水利工程周围的土壤状况，为水利工程主体提供可靠的防渗技术保障。

使用高喷防渗技术时，很可能会出现灌注不畅的情况，因为水利工程施工的土体地层资料没有组织相关人员进行详细勘察。水利工程设计人员未按照高喷防渗技术的理论，在规划时没有对施工作业进行数据测算，也可能存在效果不佳的情况，因此，在设计时，工程设计人员对施工作业的数据进行了测算。为了更好地控制材料搅拌机，应在水利工程施工中采用高喷防渗技术，提前检测施工图纸，加强理论计算水平[2]。通过优化高压注浆方案，可以实现高喷防渗技术的创新。

4.5 严控工程质量

因为在施工过程中会受到各种不利因素的影响。所以要在施工过程中实施监督管理。施工中使用的混凝土和砂浆都需要经过严格检测才能投入使用。由专业钻机钻孔，根据测量结果及，进行桩端土的检验，以及上报工程管理部门，布设若干控制点，对孔位偏差及钻孔深度进行控制。在施工过程中对可能出现问题的地方加以处理或采取其他措施，以保证工程质量。对不合规定者，要及时行动。采用气动潜孔锤对桩端土层实施冲击钻进，利用压缩空气产生压力差使钻头前进。采用竖线对钻孔垂直度进行调整控制。保证每一个孔都能达到设计位置，同时保证每个孔内有一定数量的泥浆量，避免泥浆流失，从而提高了工作效率。喷嘴的升速以8cm/min为宜，高压水泵的控制范围为35MPa～38MPa，高压泥浆泵压力以0.6MPa为宜，空压机控制在0.4MPa至0.8MPa，保证各项参数均满足施工标准。对泥浆配比进行调整时必须遵守相关规范。严格按要求标准配制原料。根据配比进行配制，然后将其注入钻头内。密度测量用于配合比测量。配制好的砂浆必须满足一定的流动性和保水性。水灰比控制为0、9～1.0，溶液，密度达到1.5g/cm3以上。

4.6 做好准备工作

在水利工程方面，要建立起一套行之有效的管理体系，进行科学施工，是一个重大课题。为了提高工程施工质量和效率，就需要加大管理力度，并对施工现场进行合理规划与组织，以保证工程能够顺利完工。施工前，准备工作一定要到位。（1）对施工现场进行详细勘察和规划，明确工程范围内可能存在的各种问题。明确施工地点，正确掌握施工情况，及时清除现场杂物，保证场地平整。要选择合适的材料，保证质量合格，同时还应注意防止渗水现象的发生。在施工中，要避免场地因素造成防渗性能达不到标准。（2）保证设备，原材料和其他施工要求完备，以及检验是否满足规格要求，为了保证工程的顺利进行。（3）保证施工团队的专业技能。施工人员要有较好的职业素养，并且具有较好的专业技能。（4）开展高喷试验，分析所得数据并拟订、对可能发生的意外情况进行预测并规避。

4.7 对地质材料进行分析

进行高喷防渗墙前，要结合施工经验来决定方案，确定了技术参数，查明加固部位地质情况、地形及水文状况，从现实的角度出发。通过布置形式及技术参数的确定，进行现场试验。在进行孔位选择时，必须严格按照设计要求进行，并结合当地具体情况进行分析计算。经高喷孔测量放样，地质先导孔应沿防渗墙轴线方向以10～20m的距离设置，并取芯，识别地层岩性，编制地质柱状图，对施工起到了指导作用，为了准确地把握地层岩性，合理设置防渗墙底线高程等[3]。通过分析孔位分布及岩层走向等信息，可以得出不同位置处浆液扩散范围以及灌浆压力的大小，从而制定相应的施工技术。在进行高喷注浆的过程中，必须正确掌握地质变化情况，合理设置钻孔深度，强化冷凝体和基岩面之间的联系，结合高喷注浆的实际施工情况，提高旋摆速度，保证了全部透水层均可达到优质施工，有效地控制了材料消耗。

5 结语

在水利工程施工的过程当中，提高防渗墙密实度与完整性，高喷防渗技术是否有效，合理是关键。由于高喷防渗技术具有造价低，效果好等优点，目前已经被广泛地应用于水利堤坝工程之中。所以施工单位要加大防渗技术研究力度，增强有效性。文章从实际出发，分析了高喷防渗施工技术应用于水利工程中的重要性与可行性。在施工中，一定要严格按照高喷防渗施工技术规范进行，正确掌握施工环节中技术要点，规范了施工作业，为了保证水利工程结构质量与安全，促进高喷防渗施工质量与效率的提高。本文分析了我国水利工程高喷防渗技术存在的问题，并提出相应的解决措施，希望能够推动中国水利工程良性发展。