水利水电高压喷射灌浆技术研究论文

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文（精选10篇）

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文 篇1

关键词：水利水电；喷射灌浆；施工

水利水电的工程管理和施工项目都较为复杂，涉及到很多种施工技术，如果其中一项技术没有得到良好的应用，就会对整个工程造成很严重的质量隐患和安全威胁。高压喷射及其灌浆技术的应用在施工中显得尤为关键，要克服很多不良影响因素和条件，在施工环境较为复杂的情况下开展施工作业，并且要大幅度提升工程主体结构的防水防渗性能。可见，当前高压喷射及其灌浆作业对于总体工程的质量而言具有举足轻重的作用。

1高压喷射灌浆技术的概念

在某种意义上，高压喷射灌浆技术是通过传统灌浆法改良而形成的，并且高压喷射灌浆技术在运用过程中，其施工原理与传统灌浆法工作原理具有一定联系，其主要是在传统灌浆法工作原理上引入高压喷射技术。因此，高压喷射灌浆技术在实际运用过程中，主要将搅拌地层中充分注射浆液或高压水，接着换换灌入水泥浆，在此操作过程中需要保证两者之间相互凝结，进而保证在硬化后所产生的强度较高，以提高地基防渗性以及承载力，达到工程施工预期效果。除此之外，高压喷射灌浆技术在实际运用过程中，其难度较低，工程造价较小，并且具有较高的耐久性及可靠性，进而在水利水电工程施工中被广泛运用。

2高压喷射灌浆技术在水利水电施工中的作用

2.1搅拌及冲切作用。

由于喷射过程中使用高压喷枪，对原有的泥浆层形成较大的冲击，所以会对其产生搅拌作用，经过高压喷射出的泥浆材料会对底层形成冲切，使得底层材料得到更加充分的搅拌，其密实度和均匀性都会得到增强，如此在硬化反应时也会更加顺利，底层结构的强度和承载能力也会得到提升。

2.2置换及升扬作用。

高压设备可以利用喷射高压空气来达到扬水所需要的施工效果，在水利水电作业中，钻孔作业后会在孔隙内留下很多碎屑和杂质，此时就可以利用高压喷枪中的空气将这些杂物进行清理，方便后续的施工作业正常开展，然后再向钻孔内部喷射砂浆材料，将杂物置换掉，完成灌浆作业。

2.3渗透挤压作用。

由于喷射时产生的高压作用，会对地层产生很大的冲击和挤压作用，提高地层本身的密实度，就如同被压实一样，大大提升了工程主体结构的防水和防渗性能，同时也提高了这部分结构的强度和抗压性。

3高压喷射灌浆技术施工中常见问题及解决方案

3.1喷射压力强度不够。

目前所使用的喷射设备所具备的压力压强不足，难以满足施工的需求，也就无法发挥出高压喷射的各项优势功能作用，强度的下将还会造成很多质量问题和隐患出现。此时应暂停施工，检查设备是否出现故障，及时维修，排除故障后再开展作业。

3.2冒浆状况。

在喷射灌浆作业过程中，一些强度较小的土层在高压作用下随着砂浆材料一起冒出，造成严重的冒浆问题。这就要求施工人员控制好高压设备的使用强度，适当降低压力值，设备的喷嘴也要得到良好的维护和严格的控制。

3.3固体结构问题。

目前喷射灌浆作业中存在固体结构之类的问题，主要是结构不健全，存在缺陷，喷射的砂浆材料粘合性较差，一段时间后出现松脱、脱离的问题。因此在实际施工作业中，要防止钻孔出现倾斜的问题，做好现场勘查和分析工作，对于钻孔的各项指标数据进行科学的核算。

4高压喷射灌浆技术质量控制措施

在初期设计者要会同施工人员对地质环境、水文状况等关键自然条件进行全面细致的勘查和调研，掌握详实、精准的信息资料，为设计方案提供信息支持。在准备工作中要将地层中存在的一些杂物垃圾提前清理出去，这是为了不影响施工的效率和速度。在喷神灌浆的作业中，要注意控制好压力强度和钻进的速率，不可操之过急，引发质量病害和安全隐患频发。总之，每项施工作业都必须要遵守设计方案的规划化要求，严禁擅自修改施工程序和流程，尤其是喷射灌浆作业时，要采取严格的质量监管，对喷射以及灌浆的作业程序进行全过程监管，并且要对钻孔等固体结构进行检测和检查，及时发现其中存在的质量病害并迅速排除。在进行灌浆操作过程中，应当尽可能避免由于灌浆压力作用而导致裂缝两边混凝土异常变形。因此，在施工过程中，施工人员需要严密监控裂缝情况，并确保单孔基本不再吸浆。综上所述，国家对水利水电工程施工重视程度的增加，在实际施工过程中，施工人员应当广泛应用施工技术，提高水利水电工程施工质量。高压喷射灌浆技术在当前水利水电工程施工中被广泛使用，并且具有非常积极的促进作用。在高压喷射灌浆技术的实际应用过程中，施工人员应当严格按照相关标准进行施工，并尽可能避免故障问题，提高工程施工效率，保障施工质量。

参考文献

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关键词：高压喷射灌浆,原理,水利工程,应用

1 概述

喷射灌浆防渗墙技术于20世纪70年代首先由日本和瑞典分别提出, 我国于20世纪80年代在堤坝、涵闸的防渗工程中应用推广并逐步发展。高压喷射注浆 (高喷灌浆) 技术在地下和基础工程防渗加固工程中的应用十分广泛。例如, 高压喷射注浆技术应用于增加地基强度, 减少或整治建筑物的沉降或不均匀沉降;应用于挡土围堰及地下工程建设、坝体的加固及防水帐幕、边坡加固及隧道顶部加固等。

2 工艺原理

2.1 冲切掺搅作用。

高喷技术主要是借助于高压射流, 通过冲击切割和强烈扰动, 使浆液在射流作用范围内扩散、充填周围土层, 并与土石粒掺混搅合, 硬化后形成凝结体, 从而改变原地层结构和组成, 达到防渗和提高承载力的目的。

2.2 升扬、转换作用。

高喷施工时, 水、气、浆由喷嘴中喷出, 压缩空气, 除能对水或浆液构成外包气层, 使水或浆液射流能透入地层较远距离并维持较大压力破碎地层结构外, 还可产生升扬作用, 将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细粒, 由孔壁和喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外, 空余部位由浆液替代, 同时也起到了转换作用。

2.3 挤压、渗透作用。

高喷射流强度随射流距离的增加而较快地衰减至射流束末端, 虽不能再冲切地层, 但对地层仍产生挤压作用。同时, 喷射结束后, 静压灌浆持续进行, 对周围土体产生渗透作用, 不仅可以促使凝结体与周围土体结合更加密实, 还在凝结体外侧产生明显的渗透凝结层, 具有较强的防渗性能。

2.4 位移握裹作用。

地层中较小的块石, 由于喷射能量大, 辅以升扬、转换作用, 最终浆液可填满块石四周的空隙并将其握裹, 遇到大的块石或在块石集中区, 应降低提升速度, 提高比能值。在强大的冲击震动力作用下, 块石将会产生位移、松动, 浆液沿块石四周空隙或块石间孔隙渗入。在高压喷射挤压、余压、渗透等综合作用下, 产生握裹凝结作用, 形成连续密实的凝结体。

3 凝结体的性能

水工建筑物地基防渗采用高喷施工时, 要求凝结体具有良好的防渗性和稳定性, 而对于其抗压强度要求不高。凝结体的防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等。高喷形成的凝结体并不很规则, 但与地层结合紧密, 由于高喷凝结体周围除了浆皮层外, 一般还存在渗透凝结层, 有着良好的复合防渗作用, 从而进一步提高了凝体的防渗性能。

4 高喷凝结体的结构布置形式

为保证高喷防渗墙的连续性, 必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上, 为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关, 喷射形式一般有旋喷、摆喷和定喷3种。喷射时若边提升边旋转, 则凝结体的形状为圆柱体, 若边提升边摆动, 则形成的凝结体的形状为哑铃状, 若只提升和定向喷射则可形成板状。

5 高喷材料

三管法施工时, 多用纯水泥浆, 水泥为42.50或52.50普通硅酸盐水泥。由于三管法施工, 先是高压气、水喷射, 而后是压力灌浆, 灌浆易被先喷入的水稀释, 所以使用的水灰比不应大于1∶1的浓浆。

6 机械设备的组成

高喷灌浆技术有单管法、双管法、三管法。在该工程中采用的是三管法, 所用主要设备有XY-2型液压地质钻机、GYP-50型高喷台车、XPB90E型高压泥浆泵。

7 工艺和施工要点

7.1 钻孔。

泥浆固壁回转 (或冲击) 钻进。造孔过程中做好充填堵漏, 使孔内泥浆保持正常循环, 返出孔外, 直至终孔。跟管钻进, 边钻进边跟入套管, 直至终孔。钻进时应注意保证钻机垂直, 偏斜率应≤1%。

7.2 下入喷射杆。

泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下入孔内, 直至孔底。跟管钻进的钻孔, 有两种情况:一是拔管前在套管内注入密度大的塑性泥浆, 注满后起拔套管, 边起拔边注入, 使浆面长期保持与孔口齐平, 直至套管全部拔出, 而后再将喷射杆下入孔内直至孔底。二是也可先在套管内下入管壁均匀的PVC塑管, 直到套管底部, 起护壁作用, 而后将套管全部拔出, 再将喷射杆下入到管底部。

7.3 高喷施工。

施工中所用技术参数因使用高喷的方法不同而不同。所用的灌浆压力不同, 提升速度也有差异。对各类地层而言, 若使用同一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不大, 而提升速度变化, 是影响高喷质量的主要因素。

8 施工工艺

8.1 墙体位置的确定。

根据设计要求平整好场地, 要求场地内地下无障碍物, 对某些作业地基软、不平整, 有可能引起整机翻倒引起事故的地段, 一定要采取防范措施, 在平整场地上对墙体中心线进行测量定位。

8.2 喷墙管理。

应控制好掘进速度和灌浆压力、提升速度, 送气量的大小应使浆液成沸腾状为宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和断浆现象, 保证墙体均匀, 无夹心层, 若发生管道堵塞或因故短暂停机, 应迅速抢修。

9 工程实例

在某水电站枢纽基础防渗施工中, 所采用的喷灌方法为三管法定向喷射成墙施工。防冲隔墙长为68m, 该工程地层为砂砾土, 采用凝结体的结构布置形式为柱摆式, 成墙深度为30m, 墙厚平均为80cm。孔距2m, 喷射中心有直径20~30cm的圆柱体。首先用水管、气管、浆管同轴布设组成喷射杆, 杆底部设置有喷嘴, 气、水喷嘴在上, 浆液喷嘴在下, 高喷时, 随着喷射杆的旋转和提升, 采用高压水和气的射流冲击扰动地层土体, 呈翻滚松散状态, 随后以低压注入浓浆掺混搅拌, 硬化后形成凝结体。此方法高喷质量可满足设计要求, 工效高、造价低, 能充分利用原地土体, 就地取材, 机械化程度高, 其工艺参数为: (1) 喷嘴直径:2~2.30mm; (外φ5) ; (2) 高压水:10MPa, 流量40L/min; (3) 气压:0.70MPa, 气量6m3/min; (4) 浆压:0.30MPa, 流量80m3/min; (5) 提升速度:15cm/min; (6) 三重管回转:7r/min;施工完成后采用挖深坑数米, 用电子填土密实度检测仪对周围土体进行现场质量测试。检测结果为土体密实度和承载力均大于原土体, 施工过程中有专人负责记录, 记录详实准确。

1 0 经济效益和社会效益

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【关键词】水利工程；高压喷射灌浆施工；施工管理；质量管控

高压喷射灌浆施工，不仅可以对软基进行加固处理，同时还可以进行深基坑周边的截水帷幕施工、围堰防渗处理和地下工程的开挖支护挡水、水库坝基与大堤的防渗帷幕墙施工以及建筑物的基础补强等等，而且处理的深度也较大，可以达到50～60m，具有良好的应用前景。下面就如何做好高压喷射灌浆施工管理进行分析、探讨。

1.水利工程中的高压喷射灌浆施工

1.1水利工程高压喷射灌浆施工技术的特点

高压喷射灌浆有摆喷、旋喷及混合喷等多种工艺。也可根据施工条件和土质情况采用微型摆喷，这种布子L型式的特点是板墙体连接可靠而且厚度大，摆角15°。高压喷射注浆法可以穿透已施工完毕的路基、结构物等，对其基础进行加固处理时，占用地上水利工程施工工作面小，不用对基础上面的结构进行破开处理，具有很大的灵活性和可操作性。相对于水利工程深层搅拌法，此法能适应不同地质情况，特别是对含水率较低的软弱地基的处理效果要比深层搅拌法要好。但是高压喷射注浆法时必须充分考虑到它对水利工程的扰动作用，并要有稳妥的施工方案及预防措施方可使用此工法进行施工，否则不但不能起到加固作用，还会危及水利结构的安全。

1.2高压喷射灌浆施工的基本方法

高压喷射灌浆施工技术常见的有两种：一种为无损贴嘴灌浆法；另一种为打孔埋管灌浆法。其中无损贴嘴灌浆法将是今后推广的方法。无损贴嘴灌浆法的灌浆施工工艺流程为：注浆嘴加工-打磨-冲洗-裂缝描述-贴嘴-封缝-压风检查-灌浆-灌浆嘴清除-质量检查。打孔埋管灌浆法的灌浆施工工艺流程为：打孔-冲洗-埋管封缝-压风检查-灌浆-质量检查。

2.施工管理措施

2.1施工质量管控措施

（1）加强质量控制，确保管理人员明确分工，昼夜轮流值班，使施工中出现的问题能够及时得到解决，将事故隐患消灭在萌芽状态。根据工程的特点，将采取如下措施，进行质量控制：第一，必须对所用的材料严重按照技术规范定期取样检验，杜绝不合格材料的使用。第二，施工過程中的各项参数随时进行抽检，做好施工记录，发现问题及时纠正，对下管深度达不到要求或孔偏者，坚决扫孔重钻。第三，建立健全质量保证体系，明确岗位责任制，把质量管理的每项工作落实到班组长和各施工人员中。

（2）严格执行“三检”制度，在施工过程中，每一道工序实行施工班组自检，施工现场技术负责人复检，施工单位专职质检员终检的三级质量检查体系，对不合格工序坚持予以返工。

（3）认真做好施工资料整理工作，及时、准确提交施工记录及各种验收表格，发现质量问题立即采取措施纠正，确保工程质量。

（4）编制详细的专项控制细则，包括：质量控制的组织机构，现场监理人员的职责分工；控制程序、方法和措施；关键工序质量控制点的设置，工序质量检查方法和验收标准；旁站方案；可能出现的质量问题和预防措施。

2.2做好施工阶段的各事项管理

2.2.1审查施工单位的资质及技术水平

由于高压喷射灌浆施工工艺有一定的特殊性，工程总承包单位往往会分包给专业施工单位进行施工。这时，质量控制单位就要审查分包施工单位的资质等级和业务范围是否与本工程相适应，并且要了解有无同类工程的施工经验、企业的技术水平、质量管理措施以及已竣工工程的施工效果。

2.2.2组建素质较高的质量控制队伍

高压喷射灌浆施工参数不是一成不变的，这就需要安排一名有地质勘测经验的质量控制工程师，落实好监理人员各自的职责，根据施工强度配备相应质量控制人员。

2.2.3重点审查对直接影响工程进度和工程质量的施工机械设备

包括：钻机、高压泵、搅拌机、储液罐、输浆管等的型号、性能参数以及使用要求，必须满足高压喷射灌浆施工工艺需要。为了保证施工的连续，还应备有足够的备配件。

2.3高压喷射灌浆施工工艺管理

2.3.1位置

根据设计要求，布设防渗刺墙，墙高技设计标准，墙厚与设计要求一致。子距L一般为2.0m，有效半径达1.8m，摆角一般为15°（与钢盘堤接触处喷射摆角增大为26°左右）。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。

2.3.2测压管的要求

管口为2英寸的PVC管，管底1.1m高为透水部分，外用400g/m2土工布包裹，管子四周用黄沙做漏层。

2.3.3材料

对工程中使用的材料质量进行控制，主要控制水泥质量。需复试的材料经监理人员现场见证取样后送专门检测部门进行复试，当需要在水泥浆液中掺入外加剂时，应通过试验确定合适掺量。

2.3.4钻孔的冲洗

钻孔经检验合格后，进行孔内和缝面冲洗。采用风、水轮换进行，冲洗时孔口敞开，将风（水）管插入孔底，风（水）反复冲洗，直至回清水后即可结束。

2.3.5压水（气）检查

压水检查在裂缝缝口材料达到一定强度后进行。采用单孔压水（气），逐孔检查，并详细记录各孔的外漏情况和漏水率大小。

2.3.6吹于钻孔、缝面

灌浆前，用压缩空气将孔内、缝内的积水吹挤干净。

2.3.7 灌浆

为防止在灌浆压力作用下，裂缝两侧混凝土产生有害的应力和变形，在灌浆施工中应布置仪器对裂缝进行观测。灌浆应按由深到浅、由下上、由一侧向另一侧的顺序依次进行。灌浆结束标准为单孔吸浆率趋于零，再继续灌注20～30min结束。

2.4施工后期的管控措施

在工程全部施工完成后，质量控制工程师应根据设计图纸对照施工记录进一步复核现场施工桩位是否有遗漏；审查检测单位的资质等级和技术装备，协助建设单位确定检测单位。同时为及时掌握处理部位或结构物的动态变化，应从工程开始起每天或每一施工部位开始及完成时均应对施工部位进行沉降的观测，对一些重要的施工部位如对大坝桩基础的处理时，甚至每次喷射前及完成喷射后均应进行观测，以便及时调整处理方案以及分析处理效果能否达到设计的要求。

3.小结

综上所言，高压喷射注浆技术在地下和基础工程防渗加固工程中的应用十分广泛。但必须严格做好高压喷射灌浆施工的管理工作，确保其施工工艺符合施工标准，才能进一步保障其施工水平，提高水利工程的施工质量及施工效率。■

【参考文献】

[1]李荣，叶权胜.高压喷射灌浆在堤防基础防渗工程中的应用[J].城市道桥与防洪，2009（06）.

[2]董宏奇，李小榆.高压喷射灌浆在土坝防渗中的应用[J].土工基础，2004，（3）.

[3]叶斌，李学武.高压喷射灌浆施工技术[J].西部探矿工程，2004，（10）.

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文 篇4

1.1高压喷射注浆法施工原理

在高压喷射注浆中，静压注浆技术属于基础，通常将其使用在地基加固中，属于一种化学的处理方法。工作原理是首先在施工位置钻孔，再使用高压喷射设备，把混凝土通过注浆，灌注到指定的位置，在高压条件下，浆液会对地下组织造成冲击，在小范围内能够快速产生比较大的压力。因此，注浆可以快速变成固体，形成具有密实结构的桩体，起到防止渗透、改变土质的效果，从而发挥加固地基的作用，现今，在许多软土地基施工中，都会大范围使用这项技术。

1.2高压喷射注浆技术的特点

使用高压喷射注浆技术，能够使用很小的孔，在小孔不断喷射的情况下，能够使用速度快的喷射流，快速包裹土层中固体结构物体，达到固定的作用，因为现今大多使用封水措施，所以在施工操作方面较为方便。还有，使用高压喷射注浆技术，在操作的过程中，有压力小、对周围环境影响较小的优势，所以，现今我国这项技术在不断推广。

2.高压喷射注浆技术的主要机理

2.1地基的重新复合机理

对于复合地基来讲，因为在结构方面复合地基与单一地基存在比较大的差异，因此，在进行灌注的时候，复合地基施工也存在差异。因为复合地基中比较大的缺陷是存在沉降的情况，而造成沉降的主要因素是水分渗漏，从这个方面来讲，使用高压喷射注浆技术，可以有效避免地下水分出现渗漏，形成有效的防渗帷幕，加固复合地基，起到提高复合地基稳定性的作用。

2.2加固机理

高压喷射注浆技术，主要是使用比较高的压力喷射液体，快速包裹土壤内固体物质，最后有效形成固体，对地基起到有效的保护作用。因为结构形状存在差异，形成的固体结也会产生较大差异，但因为伴随厚度增加，固体结构强度也会不断增加，通常地基使用这项技术加固后，能够有效提高承载能力，在温度不是太低的条件下，能够对地基起到持久性保护的作用。

2.3浆液的.配置机理

在进行浆液配置的时候，一般使用两种成分，包含主要成分与配制成分。主要成分内，可以是水泥和泥沙，当然主要的材料能够是单一的材料，也能够是多种的成分。但通常在施工的时候，基本使用几种材料能够符合的材料，有效加强浆液自身的稳定性。浆液在一系列化学变化和物理变化后，才可以从液态向固态转变。

3.高压喷射注浆施工技术

3.1单管高压喷射注浆技术

单管高压喷射注浆技术，是初期的高压喷射注浆技术，其原理与上述提到的高压喷射注浆方法一样，区别在进行单管高压喷射注浆，使用高压设备，到钻孔孔底的喷嘴只有单独的一个管道，就是通过单管和特殊类型的喷嘴，将浆液喷射到较为松软的土体内，在地基土内形成土体颗和浆液。

3.2二重管高压喷射注浆技术

二重管法和单管存在的区别，就是其通过二重注浆管，使用钻机，将二重注浆管放在土层指定的位置中，再配合高压装置进行注浆。其喷射的不仅是泥浆，在另一个喷射管中，能够喷射压缩空气对地基土体，加强空气对土体造成的压力，提高浆液和土体之间的粘结力，破坏地基土体的内部构造，起到改良地基土体的效果。在使用二重管法的过程中，进行浆液喷射的注浆管是内管，相应高压喷射设备的压力需要超过20MPa，进行空气喷射的注浆管是外管，其相应的高压喷射设备通常压力是0.7APa。

3.3三重管高壓喷射注浆技术

三重管高压喷射技术，指的是使用工程钻机，进行地基土体的作业，在钻好三个钻孔后，把三重管分别深入在钻孔的孔底，使用三个注浆管，对地基土体分别喷射注浆、高压水流、高压空气这三种介质，能够使地基土体在一起的作用下有效改变自身的物理性质，增强颗粒的粘结力，达到建筑工程地基土体相应的要求。

3.4多重管高压喷射注浆技术

多重管高压喷射注浆施工技术指的是在地面钻一个钻孔，把多重管放进钻孔内，然后深入孔底，先启动高压水流的喷射，对土体的物理性质和颗粒聚象进行破坏，在内部形成泥浆流后，马上使用真空泵将其从多重管内抽出。通过多次高压水流注射和抽出后，在土体内形成较大的空间，通过在喷嘴附近设置超声波传感器，对空间的形状和直径进行测量，然后按照工程的要求，选择合适的材料进行空旷空间的填充，在土体内形成充满填充物质柱状的周结体。

4.高压喷射注浆法的适用工程类型和功能

4.1根据建筑工程土质条件进行分析

按照建筑工程施工土质条件进行相应的分析，工作，高压喷射注浆技术适合使用在许多不同土体类型的工程建设之中，对地基土体内含有比较多的直径大、颗粒大块石、质地比较坚硬的土块等情况，需要按照建筑工程设计情况以及相应的实验结果，来确定是否使用施工技术，以及实际使用程度和使用方法。

4.2高压喷射注浆施工技术的功能

使用高压喷射注浆技术，可以有效提高地基的强度，主要包括以下这二个方面，其能够加强顶管法和盾构法的后座，构成反力后座的基础。还可以有效改善建筑的沉降情况，对建筑的软弱下层和持力层进行加固。高压喷射注浆技术还可以保护周边构筑物，确保地基松土不影响地下工程。

5.结语

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关键词：水利工程;接缝灌浆技术;质量控制措施

水利工程作为社会经济发展的一项重要基础设施，在调节水资源分布不均、疏浚河道等方面发挥着独特的作用，例如南水北调水利工程的修建，有效的缓解了南北方水资源分布不均匀的情况，协调了区域间经济的发展，所以要不断的提高水利工程的施工质量，做好防渗防漏工作。接缝灌浆作为防渗技术的一种，有效的增强了水利工程的连接度，具有施工效率高、建设成本相对较低的特点，在水利工程的施工中得到了广泛的应用。因此，在施工的过程中，要规范施工操作行为，加强质量控制措施，确保接缝灌浆技术的施工质量。

1工程案例

某水电站位于中游河段，在水电站建设规划中设计为混凝土双曲拱坝，其中坝高为294.5m，坝顶的弧长为901.7m，拱坝的弧高比为3.1:1，在最高坝段共设置26层接缝灌浆区，在1136m高程以下每隔12m设置一个灌浆区，1133—1231m高程之间的灌浆区高度为9m，1231m以上为12.5m的灌浆区域。在1136m高程以下根据具体的情况设置两个灌浆区，合理的规划每层灌浆的高度，在不同的坝段运用灌浆槽和升浆管相结合的方式进行施工，保证水利工程的建设质量。

2接缝灌浆技术施工原理

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1灌浆所用浆液及配置浆液所需的材料要求

1.1水泥灌浆对于所需水泥的有关规定

(1)岩石或对其他介质的水泥浆液灌浆，拌制水泥浆液所使用的水泥种类和标号，需要综合考虑施工目的和施工环境的影响。对于水利工程目前规范要求使用普硅水泥或硅酸盐水泥，工程级别较低或临时工程经论证可采用复合水泥，当地下水有侵蚀性时应使用特种水泥。(2)对于水泥的强度等级也有专门的要求，永久工程一般要求采用42.5MPa的普硅水泥，用于临时工程的可使用32.5MPa的水泥，由用于坝体接缝处理的灌浆，所用水泥的强度等级也相对较高。(3)对于水泥的细度要求，用于防渗处理和帷幕所用水泥，按80通过方孔筛的筛余量来要求，标准是不大于5%。(4)施工时所用水泥需设专门的存放场地，并应按顺序使用，受潮结块后严禁使用。

1.2水泥类灌浆各种浆液

水泥类灌浆所用浆液，一般的岩石条件多用的是纯水泥拌制浆液，在岩石裂隙较大或者地下水流速较快等比较特殊的地质条件下，需要掺加外加剂、砂子、粘土、粉煤灰等添加剂和掺合料。(1)采用超细水泥所配置浆液：指用干磨或湿磨超细水泥所配置的浆液,一般用于岩石缝隙很小且防渗标准要求很高,且灌浆压力较大的情况。(2)有较好稳定性的水泥浆液：当工程要求较高或施工条件复杂不利的情况下，在水泥浆液中通过掺加稳定剂来提高浆液的稳定性，能明显提高施工适应性和保证率。(3)掺有混合材料的浆液：指根据实际需要掺入砂子、粘土、膨润土等掺合料的水泥浆液。各种掺合料的质量和相关指标应符合要求。①砂：水泥砂浆浆液用砂应采用细度模数不超过2.0mm的细砂，天然砂和人工砂均可使用，最大粒径不宜超过2.5mm，颗粒质地要求达到坚硬程度，含泥量、有机质含量和SO3含量不超过标准范围。②黏性土：掺加的目的主要是提高防渗效果，对黏性土来说塑性指数不宜小于14，黏粒含量、含砂量、有机物含量等在标准范围之内。也可使用II级膨润土替代粘土。③粉煤灰：起填充的作用，可选用I、II或III级的质量较好的粉煤灰，品质指标应符合规范规定。④水玻璃：可明显减小浆液的待凝时间加快施工进度，也常用于透水率较大和水压力较大的情况。

2灌浆设备和机具

灌浆施工所需的钻灌设备和小型机具包括灰浆搅拌设备、高压泵送设备、高压输送管路、耐压阀门等管件及压力表、孔口封闭设备和测量试验设备等，具体常用的有多种类型和规格参数。

3施工工艺

3.1施工方法

根据工程的地质条件和工程设计要求，灌浆分段进行，常规做法段长为5～10m，可采用孔内循环灌浆也可采用纯压式灌浆，按钻灌顺序可分为自上而下和自下而上两种，自上而下指钻孔和灌浆均是从顶部开始分段向下进行，上一段灌浆结束后并达到一定的待凝时间后再进行下一段的钻孔和灌浆作业，这样钻孔和灌浆作业互相影响较大，相互交叉等待的情况较多，所以施工效率相对低，但自上而下分段灌浆始终在孔口封闭，所以封闭质量和效果容易得到保证，而且下一段灌浆对上一段又能起到适当补强的作用，所以灌浆效果相对较好。自下而上分段灌浆是钻孔一次钻至孔底，然后自下而上从底部开始分段向上灌浆，使用灌浆塞在孔内不同高度分段封闭，钻孔与灌浆作业相互干扰较小，施工效率相对较高。是在同一在孔口用封闭器封闭，自下而上需要。现场施工在正式灌浆之前，应先选择岩石地层和地质条件具有代表性的地段，进行灌浆现场工艺试验，用以验证灌浆方法的适用性并确定具体的灌浆施工参数。正式灌浆时先按一定比例做先导孔，进行正规的压水试验，具体摸清该区域的透水率情况，以便于在施工过程中控制。灌浆孔间距1.5m～2.5m的比较常见，适应于一般的岩石地层，根据地质情况及工程要求设置单排孔或多排孔。帷幕灌浆孔布置应分序进行。

3.2施工工艺流程

钻孔灌浆施工程序按先后顺序主要包括：盖重砼施工或作业面平整―钻机就位调平后钻孔―钻孔冲洗及压水试验―孔封闭及灌浆―灌浆结束封孔―检查孔。自下而上灌浆法各灌浆段连续进行，灌浆完成并达到封孔标准后可直接封孔;自上而下分段灌浆后需要有待凝时间，然后再进行下一段钻孔、冲洗并灌浆，各道工序重复进行，最底部一段灌浆结束后统一进行封孔。

3.3操作工艺

3.3.1钻孔

帷幕应当采用回转钻机，固结灌浆可使用潜孔钻钻孔，钻孔时均不得使用泥浆护壁和冷却。潜孔钻施工效率很高，但在风压的作用下容易把极细的岩石粉末吹进较细的岩石裂隙，从而影响冲洗和灌浆效果，帷幕灌浆要求较严，所以不允许采用潜孔钻钻孔，以免影响防渗效果;固结灌浆以加固破碎岩石为主要目的，重点是将较大的岩石裂隙灌注密实，从而提高岩石的整体性和物理力学性能，通常可允许使用潜孔钻钻孔。钻孔时要控制好孔向、孔深及孔位，钻孔施工时，钻探设备安装应稳固、调正、水平，各类连接螺栓应加垫固紧。各传动轮必须对线，钻孔中心与立轴应在同一直线上。开孔时应随时校正钻孔的顶角与方位角，使之符合设计要求(如表1)。对于有覆盖层的地段进行钻灌时，在穿透覆盖层后需要埋设孔口管，预埋管的孔口位置应超过地面一段距离，以10cm左右为宜，埋设时需要灌注浓水泥浆固定，采取注入法使孔壁与孔口管间注满并溢出，即可停止注浆，随后调正并固定孔口管，72h之后便可凝结，然后即可进行下部岩石钻孔。

3.3.2灌浆

钻孔至相应段长时进行压水试验和孔内清洗，之后采用灌浆泵以孔内循环式灌浆法灌浆，灌浆压力表安装在距孔口30～50cm处。灌浆过程中随时从压力表中读取灌浆压力。拌料时严格按配比(水胶比)(5:1、3:1、2:1、1:1、0.5:1)下料，每次搅拌量用搅拌筒的刻度配合钢板尺量测。灌浆完成达到龄期后进行压水试验验证灌浆结果。灌浆过程中的孔深、灌浆压力、灰浆比重、注入浆量的量测及压水试验等均应有监理工程师旁站监督。

3.3.3灌浆压力处理

很明显灌浆压力越大，浆液也就越容易在压力作用下进入缝隙，所以灌浆效果也相应会越好，因此，在灌浆施工作业时，灌浆压力在具备条件时应当尽可能取最大值，但是也不是压力越大越好，如果压力过大，也可能会造成地层被掀动，从而产生破坏地层结构和上部工程结构的危险，以往的灌浆施工曾经出现过将2.5m厚的钢筋砼底板抬动并发生裂缝的事故，因此最大灌浆压力不允许高于灌浆塞以上岩层以及该岩层处压力的总和。

3.3.4灌浆处理

(1)中断处理：灌浆时应连续进行，若因故中断，应尽快排除故障恢复灌浆。中断时间过长就需要采取处理措施，如冲洗钻孔，冲洗效果不明显必要时还要进行扫孔。灌浆恢复以后，浆液应控制从最稀配比开始，如果吸浆率与中断前想比较差别不大，就可以变换到中断前的浆液配比，如差别较大可考虑逐级变浓。也可能会出现吸浆率减少很多的情况，甚至不吸浆，这种情况就应补孔重灌。

(2)串口处理，在裂隙节理比较发育岩石基础上灌浆，在灌浆过程中容易发生与邻孔发生串通的现象，一般可采用处理方法有以下几种。①对于钻进孔，宜立即停止钻进;②如果被串孔内冒浆量不大，经过及时冲洗，孔内不致被水泥浆充填的，可以继续灌浆;③如果串浆量较大时，就需要和被串孔同时灌浆，但由于地层和盖重受压面积成倍增加，应考虑防止岩层被抬动，适当减小灌浆压力，并加强观测。或者将将被串孔堵塞，并及时扫孔冲洗灌浆。

(3)作业面地面出现冒浆时处理的处理措施。特别是无盖重灌浆这种情况出现较多，可以是的进行表面处理如嵌缝和表面封堵，但是有效的.措施还是采取浓浆、减压、间歇灌浆等方法。

(4)特大耗浆现象的处理措施如浆液变至最浓后，灌浆孔段的吸浆率仍很大，造成灌浆难以达到结束的标准时，这种情况如上所述可能是存在岩石裂隙发育并且联通范围很大，甚至远远超出施工范围，在以往的工程中出现过在灌浆作业时所灌注的浆液渗漏至水库库区内的现象，甚至会出现在距离施工区范围很远的山谷中浆液大量溢出的现象，在这种情况下即使耗用大量的浆液和水泥，其实并不会起到作用，而且费工费时，必须及时采取措施处理，通常采取的措施有：降低压力、加速凝剂、使用混合砂浆，如混合砂浆效果也不明显可考虑掺加锯末等材料进行封堵。

(5)地面抬动。在以往的施工过程中发生过地面抬动甚至很厚盖重底板遭受破坏的现象，主要是因灌浆压力太大或串孔的原因引起，在较大的作用面积下对上部地层和盖重会产生巨大的抬动压力。如果出现抬动现象，应立即采取处理措施，降低压力继续灌浆。然后分析原因，调整灌浆方法。

(6)灌浆后涌水。对于这种情况，达到结束标准可暂不停止灌浆,保持压力再延续一段时间，不再涌水后再封闭孔口。

3.3.5、灌浆结束标准与封孔

(1)灌浆结束标准包括灌浆压力、注浆量，当再设计的灌浆压力下注浆量达到结束标准时，还需要进行屏浆，即保持灌浆压力继续灌注一段时间后才可结束灌浆，对于自上而下和自下而上灌浆屏浆时间有所区别，前者为60min，后者需要达到90min。(2)灌浆孔的封孔方法：采用自上而下分段灌浆时，在全孔灌浆结束后，应再用最稠一级浆液，按10～15米的段长将全孔作一次自下而上复灌，采用孔口封闭器灌浆时，最后可将全孔作一次浓浆封孔灌浆。水泥浆干硬以后，对未被填满部分用干硬性水泥砂浆封填，封堵时需要排除积水。

4结语

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文 篇7

水利水电工程施工由于其施工环境较为恶劣, 大多数需要在水下进行施工, 所以为了更好地提高工程基础的防渗性能, 则在水利水电工程中通常采用高压喷射灌浆施工来进行施工, 由于该种施工技术不仅施工成本较低, 而且有利于基础的加固, 具有较高的可靠性, 所以在当前水利水电工程施工中得以广泛的应用, 有效地确保了水利水电工程施工的顺利完成。

1 高压喷射灌浆技术及其意义

当前水利水电工程施工中, 高压喷射灌浆技术应用的较为广泛, 这种施工技术不仅以灌浆原理为基础, 而且通过应用高压喷射技术, 可以有效地确保地基的加固, 确保地基的稳定性和强度。

我国水利水电工程大多是以中小型为主, 而且在分布上较为分散, 在功能上是为了更好的满足人们用水用电的需求, 特别是在旱期可以提供良好的灌溉条件, 汛期又可充分的发挥防洪作用。所以对水利工程的质量有较高的要求。特别是在水库的河坝工程建设过程中, 由于其地基土质较差, 这就给工程的稳定性和安全性带来了较大的影响, 一旦基础质量得不到保障, 则极易导致渗透事故发生, 从而威胁到广大人民群众的生命财产, 所以需要充分利用灌浆施工技术来加强地基的防渗处理, 确保地基的牢固性。

2 高压喷射灌浆施工技术的特点

(1) 利用高压喷射法进行施工时, 其主要是利用钻机来进行钻孔, 当钻机达到要求的深度时, 则利用高压泥浆泵的高压射流来对周围的土体结构进行破坏, 同时再不断的将钻杆进行旋转提升, 并在此过程中利用特殊喷嘴来向周围土体中高压喷射固化浆液, 使其浆液与土体达到有效的固化, 从而形成一定性能和正式成立的固结体, 增加土体的强度和稳定性。 (2) 固结体形成什么样的形状, 这是与喷射流的移动方向有紧密联系的, 因为在喷射过程中, 通常会采用旋转、定向和摆动三种喷射方式, 这样就会导致在旋喷情况下形成旋喷柱, 这对于提高地基的抗剪强度, 加固地基都具有良好的作用, 而且可以对于地基土变形的情况有较好的改善作用, 特别是当上部具有较大荷载时, 具有良好的承载作用, 不至于变形或是受到破坏。而利用定喷时固结体则会呈现壁状, 而摆喷则会形成厚度较大的扇状, 这对于地基的防渗作用都具有非常好的效果, 可以有效的确保边坡的稳定性, 进一步改善地基土的水力条件。

3 高压喷射灌浆工艺

3.1 原材料。

在灌浆施工时, 需要确保浆体达到良好的可泵性和保水性, 所以通常都会在施工前对浆体进行必要的处理和养护, 使其保持立方体的模型持续七天, 然后还要对其进行抗压力度检查, 确保其符合灌浆时对浆体的要求。同时在施工过程中, 为了有效的避免浆体出现干缩的现象发生, 则需要将矢量的膨化剂加入到浆液中, 有效的改善浆体干缩情况的发生。

3.2 定位技术。

对喷灌位置的确定时需要利用定位技术进行, 同时还要严格遵照施工图纸, 对施工中各种参数进行充分的考虑, 利用定位技术找准防渗墙的位置, 还要错开固有的钢筋位置, 并做好标记, 等一切工作准备就绪后, 检查后与符合标准要求, 即可以进行钻孔作业。

3.3 钻孔技术。

在灌浆施工中, 对钻孔有一定的限制。首先, 不管是直孔, 还是孔壁, 都应该有较高的笔直性和足够的均匀度;其次, 在施工中, 需要有一个合理的程序, 这就要求必须严格按照规范进行操作。例如灌浆流程要从前到后依次开展, 需注意后一钻孔作为前一钻孔的检查孔, 应借助压水实验来检查钻孔的吸水量, 如果吸水量符合规定, 后续孔的灌浆工作便可省去。此外, 在灌浆施工开始前, 需要做一些清理工作, 将钻孔或裂隙中的岩粉彻底冲洗掉, 以维持其干净性。常用冲击钻进行钻孔, 按规定标准, 钻头和钢筋的直径差应控制在5mm左右。

3.4 插管。

钻完孔后, 按照设计好的深度将注浆管及时插入地层, 此环节通常和钻孔是连在一起的, 即每钻完一个孔, 就须将喷射管插入, 输送压缩空气, 接着将浆泵打开, 持续30s送浆, 然后将钻杆拔出。插管时为避免喷射管的喷嘴被泥沙堵塞, 可将插管和射水工作同时进行, 如果压力过大, 可能会出现射塌孔壁的情况, 因此, 水的压力尽量保持在1MPa以内。

3.5 喷浆。

喷浆要遵循自下而上的顺序, 且需要结合土质、地下水等因素综合考虑, 对喷浆的流量、压力及提升速度进行适当调整。有时需进行二次喷射, 即在上次喷射形成的浆土混合物上进行喷射, 喷射流遇到的阻力比上次喷射要小, 二次喷射有利于增加固体的直径。喷浆完成后, 对套筒、拉杆等进行清洗, 以便下次使用。

3.6 检查。

灌浆工作结束后, 要做的就是检查工作, 必须对施工质量做一个严格且全面的检查, 而且大概要维持一个月左右。比如说检验灌浆区的钻孔, 就要做好压水实验, 通过对岩心胶的观察来确定其施工质量是否符合规定要求。

4 水利工程高压喷射灌浆施工中质量控制

4.1 位置:首先必须按照指定的设计要求来布设防渗墙。那么, 墙的厚度要和设计的要求一样, 子距一般为2.0m、有效半径和摆角分别是1.8m和15°, 另外, 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735k Pa。

4.2 测压管的四周必须要用黄沙来做漏层, 规定管口为2英寸的PVC管, 管底1.1m高为透水部分, 外用400g/m2土工布包裹。

4.3 在水泥的使用材料上必须要经过严格的质量控制, 需要专业的人员进行现场取样后特意地送往检测部门在进行检验复试, 那么, 需要往水泥材料里添加外用剂的时候, 也必须经过试验后才能明确要掺进的量度。

4.4 钻孔在经过严格的检验之后才能进行孔内和缝面冲洗, 将孔口敞开用风和水一次进行清洗, 将风 (水) 管插入孔底, 风 (水) 反复冲洗, 直至回清水后即可结束。

4.5 灌浆。由于裂缝两边的混凝土在灌浆压力的作用之下会产生有害的变形, 在进行灌浆施工时应布置好一起对裂缝进行监测, 另外, 在施工灌浆技术时的工序应保持先浅到深、一侧向另外一侧、右下至上来进行, 另外, 在灌浆施工结束的标准是单孔吸浆率趋于零之后, 灌注20~30min, 想要防止因为窜孔而破坏喷射注浆的固结体, 就必须要分序进行喷射施工工艺。

5 结束语

灌浆施工是水利水电工程施工过程中极为关键的环节, 虽然高压喷射灌浆法技术较为复杂, 而且受到的影响因素也较多, 但其对于强化基础强度, 防止基础渗透具有良好的效果, 所以需要进一步加强高压喷射灌浆施工中的质量控制, 科学的运用灌浆技术, 确保水利水电工程的各项性能能够更好地发挥出来。

参考文献

[1]宋青海.浅谈水利水电工程施工中高压喷封灌泉技术[J].科技与企业, 2012, 21 (22) .

[2]郭科善.高压喷射灌菜技术在水利工程中的应用[J].农业科技与信息, 2008, 29 (18) .

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文 篇8

关键词：水利工程,高压喷射灌桨技术,应用

对于水利工程施工, 经常会由于地基土质差、土壤防渗能力差、土壤承载能力差等因素导致水利工程施工质量差, 将高压喷射灌桨技术应用在水利工程施工过程中, 能有效地解决这种问题, 提高水利工程的防渗能力和施工质量, 下面就水利工程中高压喷射灌桨技术的应用进行分析。

1 高压喷射灌桨技术的概述

高压喷射灌桨技术是指将浆液以高速喷射流速的形式对地层土地进行冲击、切割, 然后掺入水泥浆液, 通过搅拌形成桩柱、板墙状凝结体, 从而有效地提高地基的承载能力和防渗能力。高压喷射灌桨技术最早起源于日本, 在施工过程中, 首先利用钻机深钻至设计底标高, 然后在钻杆上面安装特殊的喷嘴, 利用高压泥浆泵, 向周围土体喷射固化浆液, 并以一定的速度提升钻杆, 逐渐在土体中形成一个具有良好性能的固结体。高压喷射灌桨技术具有施工操作简单、适用范围广、耐久性好、成本低、污染少等特点, 将其应用在水利工程中, 能极大的提高水利建筑物的防渗性能, 提高水利工程的施工质量。

2 高压喷射灌桨技术在水利工程中的作用

2.1 挤压渗透作用

在水利工程中采用高压喷射灌桨技术进行施工时, 喷射流的强度会随着射流距离的增加而变弱, 高压喷射流虽然不能冲切地层, 但能起到挤压地层的作用, 当高压喷射结束后, 会持续进行静压灌浆, 这就会对地层土地进行渗透, 从而提高了凝结体和周围土体的密实度, 提高了土体基层的防渗能力。

2.2 升扬转换作用

在水利工程施工过程中, 通过高压喷射灌桨技术, 水体、气体、浆液等都会从特殊的喷嘴喷出, 在压缩空气过程中, 不仅能对浆液形成外包气层, 还能以较大的作用力将浆液透入地层中, 并破碎地层结构, 起到升扬作用。对于高压喷射流冲切的碎石、地层细粒, 会在升扬作用下, 从喷射杆、孔壁的缝隙处流出来, 由浆液填充其中的空隙, 从而起到转换的作用。

对于地层中的块石, 在高压喷射的作用下, 块石很容易产生位移、松动, 同时浆液会沿着块石的空隙渗透进去, 同时在升扬、转换、挤压、渗透等综合作用下, 浆液会逐渐填满块石和土层之间的空隙, 并逐渐移动块石, 形成连续密实的凝结体, 从而有效地提高基层的综合性能。

3 高压喷射灌桨技术在水利工程中的具体应用

3.1 工程概况

某水电站的基础防渗工程, 设计防冲隔墙深度为30m, 长度为60m, 墙体平均厚度为80cm, 设计凝结体布置形式为柱摆式, 施工现场土层主要为砂砾土, 施工单位通过对施工现场实际情况进行详细分析, 决定采用高压喷射灌桨技术, 利用水管、气管组成喷射杆, 在喷射杆底部安装喷嘴, 在高压喷射过程中, 利用高压水和高压气将土地搅动, 然后注入浆液进行搅拌, 从而形成凝结体。

3.2 施工准备工作

施工单位在正式开展高压喷射灌桨施工前, 需要做好各项施工准备工作, 从而为施工的顺利进行打下良好的基础。在施工正式施工前, 施工单位要对工程的具体情况进行详细的分析, 根据施工设计图纸, 制定合理的施工方案, 并对施工方案的合理性、科学性、可行性、安全性、经济性等进行全面分析;施工单位还要对施工需要的高压泵、钻机、输浆管道等施工机械设备进行认真的检查, 确保这些施工机械设备能满足施工需求;同时施工单位还要对施工采用的各种材料进行严格的抽查, 确保施工原材料的质量符合相关规定, 从而为水利工程的施工质量提供保障。

3.3 钻孔施工

施工单位在开展钻孔施工时, 必须做好填充堵漏工作, 只有这样才能保证泥浆能够正常循环。在钻孔施工过程中, 施工人员要注意钻机就为后, 施工人员要将钻机垫平, 并保持钻机的稳固及垂直, 在实际施工过程中, 施工人员还要利用水平尺对钻机的立轴垂直度、机体水平度等进行全面测量, 确保孔斜率符合设计要求, 从而为防渗墙的连续性提供保障。在施工过程中, 施工人员要确保钻孔孔位和设计孔位之间的偏差在50mm以内, 灌浆孔的孔斜率偏差要控制在0.5%之内。在成孔钻进过程中, 施工人员要每钻进4m, 对钻孔的倾斜偏差进行测量, 确保其在可控制范围之内。

在钻孔施工过程中, 孔距的选择是一个十分重要内容, 施工单位要根据施工现场的地质情况、高压喷射灌桨施工方法、防渗墙结构形式等各种影响因素, 合理的确定孔距。在本次施工中, 施工单位通过综合分析, 将孔距设定为2.5m, 有效半径为1.8m。钻孔施工结束后, 施工单位要对其进行认真的检查, 确保成孔各项性能均符合施工需求, 然后施工人员将成孔清理干净。在清理成孔时, 施工人员要将水管、风管插入成孔底部, 对其进行反复冲洗, 当成孔有清水流出后, 结束成孔清洗施工。

3.4 下入喷射杆

在钻孔施工过程中, 施工单位要注意跟管钻进, 这样能极大的提高施工效率。对于跟管钻进有两种情况, 一种是先在套管没有拔出来之前, 下入管壁均匀的PVC塑料保护管壁, 然后开始进行拔管操作, 当套管完全拔出来之后, 下入喷射管至管底;另一种是先不进行拔管操作, 而是先将泥浆注入套管中, 当泥浆注满后, 将套管拔出来, 施工人员在进行拔管时, 要注意不间断的注入泥浆, 确保泥浆浆面高度符合相关规定, 最后当施工人员完全将套管拔出来后, 下入喷射杆至管底。

3.5 高压喷射施工

在进行高压喷射施工时, 施工单位要根据工程的实际情况, 确定最佳施工技术参数, 从而为工程的施工质量提供保障。高压喷射施工的重点是喷射杆提升速度的控制, 影响提升速度的因素有很多, 但总体上看, 土层因素和施工因素的影响最大, 对于不同的土层, 其综合性质有很大的差异, 例如砂层中, 施工人员可以适当的提高喷射杆的提升速度;对于砂砾层, 施工人员则需要适当的降低喷射杆的提升速度。同时在施工过程中, 对于先序孔, 施工人员可以适当的加快喷射杆的提升速度, 对于后序孔, 施工人员可以适当的降低喷射杆的提升速度。在进行高压喷射施工时, 施工单位还要注意浆液浓度的控制, 确保其符合施工需求, 从而为工程的施工质量提供保障。

3.6 施工遇到的问题及处理措施

在本次施工过程中, 施工单位还遇到一些问题, 对施工的顺利进行造成一定的影响, 在施工过程中, 有的地区钻孔难度比较大。在施工现场, 有的地层存有的大量块石, 同时施工现场的地下水存储比较丰富, 施工单位在进行钻孔施工时, 经常会遇到卡钻、塌孔等现象, 为保证施工质量, 施工单位及时对工程现状进行分析, 制定合理的地下水抽除措施, 并通过更换下护壁管等措施, 来防止塌孔现象的发生。

4 总结

在水利工程施工过程中, 建筑物防渗处理是十分重要的一个环节, 将高压喷射灌桨技术应用在水利工程中, 能有效地提高基础防渗能力, 提高工程施工质量, 因此, 在实际施工过程中, 施工单位要合理的应用高压喷射灌桨技术, 从而为我国水利工程的稳定发展创建良好的条件。

参考文献

[1]李江华.水利工程中高压喷射灌桨技术的作用与实践[J].民营科技, 2013 (09) :164.

[2]胥军义.浅析水利工程施工中高压喷射灌浆技术的应用[J].科技风, 2010 (24) :132-133.

浅谈高压喷射灌浆试验 篇9

1 概况

小寨河水库位于灵宝市西闫乡, 黄河一级支流沙河上, 是一座以防洪为主, 兼顾灌溉、养殖等综合利用的小 (Ⅰ) 型水库。2008年2月, 经河南省水利厅核查:该水库大坝病险严重, 属三类坝。为减小坝体渗透系数设计采用高压喷射灌浆进行加固处理。

2 试验的作用及目的

确定合理的灌浆参数, 通过灌浆试验验证设计参数。按照高压喷射灌浆设计的程序、参数、工艺、浆液要求等进行喷射灌浆试验。确定合理的施工顺序、良好的施工工艺、适宜的灌浆材料。

试验内容有灌浆压力、提升速度、以及浆液浓度、配比;确定渗透系数、有效直径。验证渗透性。

3 设计要求

3.1 采用摆喷

高压灌浆采用摆喷灌浆的方式。灌浆孔采用单排两序, 灌浆轴线位于上游坝坡高程▽401.00m处。灌浆范围灌浆桩号0+023.5至0+308, 灌浆轴线总长247.5m一序孔、二序孔孔距3m, 终孔间距1.5m, 总计174个灌浆孔。

3.2 设计灌浆参数

水灰比:1.2∶1;钻孔孔径:≥91mm;渗透系数:<10-6cm/s;压缩空气喷射压力:0.7Mpa;压缩空气输送量:1~3m3/min;水泥浆供浆量:140~160L/min;浆液比重:1.5~1.7;回浆比重:1.3~1.5;喷嘴摆速:20次/min;提升速度:5~10cm/min;板墙喷嘴摆角:60°。

4 试验方案

4.1 喷射灌浆试验孔布置

选择地层情况与设计灌浆位置相似的地方, 布置8个试验孔进行高压摆喷灌浆试验, 试验位置在大坝上游桩号0+2599~0+262.6, 高程在401.0米处进行即设计灌浆作业面, 试验单孔深21.74米。8个试验孔采取相同的参数施工, 孔距见灌浆试验孔位平面布置图。 (附高压喷射灌浆试验孔平面布置图、相关高喷灌浆试验参数) 。

4.2 钻孔施工方法及技术要求

①使用经纬仪确定轴线方向, 钢尺量距确定孔位, 编号后用桩标示, 施工后序孔时分别验证前序孔孔位, 并用水准仪测定孔口高程, 孔位偏差小于2cm, 用测斜仪测量孔位的垂直度, 钻孔孔斜率小于1%。

②采用150型地质钻机回转钻机, 开孔孔径不小于110mm。

③钻机安装应平整稳固, 先用水平尺粗略整平, 然后用经纬仪使钻机立轴铅直。

④采用干钻成孔, 钻孔在坝体部位下入满足设计要求的PVC花管护壁。

⑤钻孔结束, 会同监理人进行检查孔深、孔位、孔径、孔斜, 检查合格, 并经监理人签认后, 方可进行下一步操作。

⑥灌浆:做好准备工作后, 下喷射管之前进行地面试喷, 检查机械及管路运行情况, 并调整喷射方向和摆动角度。开始时先送水泥浆, 再送压缩空气。之后原地静喷3-5min, 喷头下至设计深度待达到预定的喷射压力和喷浆量, 且孔口冒出浆液后, 再按预先定好的提升、摆动速度, 自下而上进行喷射作业, 直到设计高程方可停送气、浆, 提出喷射管。出现特殊情况应及时处理。

⑦喷射过程中必须时刻注意检查浆液的流量、压力以及摆、提升速度等参数是否符合要求, 并随时做好记录。

⑧在高喷灌浆过程中, 出现压力骤降或骤增、孔口回浆浓度和回浆量异常, 甚至不返浆等情况时, 查明原因后及时处理。

4.3 施工主要机具设备

GJ-150S钻机1台;CYP高喷台车1台;50Mpa高压泥浆泵1台;6m3/0.7Mpa空气压缩机1台;BW200灌浆泵1台;JS-400制浆机2台;3KW潜水泵2台。

4.4 施工工艺

①施工顺序:本次高压摆喷试验按两序施工, 为了保证灌浆轴线上的两个孔 (6、7) 能够达到预期的喷射效果先施工1序1、3、6号孔, 再施工2序2、4、5、7、8号孔, 每序孔间隔不少于24小时。

②施工方法:高喷灌浆采用二重管自下而上摆喷灌浆法。

③单孔施工工艺流程:放线布孔→钻机就位整平→造孔→高喷台车就位→试喷→下喷射管至设计深度→制浆→喷射提升灌浆→封孔→移走台车→回填。

4.5 施工中的质量控制

本次试验按《水利水电工程钻探规程》 (DL5013-92) 、《建筑地基基础处理规范》 (JGJ79-91) 、《水电水利工程高压喷射灌浆技术规范》 (DL/T5200--2004) 等技术规程规范要求严格执行。严格按照“三检”制度上道工序不合格严禁进入下道工序。为保证喷射灌浆孔在灌浆后相互套接, 形成完整的挡水幕墙, 施工时采用2m以上钻具钻进, 直至设计深度。并伸入基岩不小于1m。

钻孔过程中, 每钻进3~5m检查一次孔斜, 用测斜仪测量一次孔斜, 控制钻孔垂直误差不超过1%。若发现孔内出现异常现象如掉钻、卡钻等, 应及时采取措施处理, 并详细、完整做好记录。

当测试的进、回浆比重与规定值不符合设计要求时, 停止喷射, 重新调整浆液水灰比, 直至满足设计要求。

在任何情况下断喷 (包括拆卸喷管) , 回复喷射时, 应将喷头下放30cm, 采用搭接喷射处理, 方可继续提升喷射灌浆, 并做好详细记录。在喷射中, 如孔口冒浆量超过注浆量的20%时, 通过提高灌浆压力或适当加快提升速度及旋转速度以减少冒浆量;如孔口不冒浆时, 采取增大注浆量、减慢提升速度等方法。

4.6 质量检查

灌浆结束28天后, 进行围井喷射体取芯工作, 送检测定其28天抗压强度满足要求、开挖观察岩心搭接满足设计要求并进行注水检查、计算渗透系数等指标满足设计要求。

5 结论

按照试验前确定的试验参数, 试验工艺进行试验, 经检测坝体渗透系数<10-6cm/s, 各项指标符合要求, 摆喷试验是成功的, 按照该试验方案得出的参数对坝体及坝体基础进行高压喷射灌浆施工, 加固处理效果满足设计要求。

摘要：高压喷射灌浆是一种新型的地基加固处理技术措施, 本文对小寨河水库除险加固工程中高压喷射灌浆摆喷试验的过程、试验参数、试验工艺等进行了描述, 该试验成果在小寨河水库地基处理中应用后, 效果满足设计要求。

水利水电高压喷射灌浆技术研究论文 篇10

关键词：锦屏,放空底孔,泄洪深孔,钢衬,接触灌浆,技术

锦屏一级水电站共设置四层底孔, 分别为导流底孔、放空底孔、泄洪深孔和表孔, 其中导流底孔在发电阶段需要进行封堵, 不参与后期的泄洪过流, 而放空底孔、泄洪深孔及表孔需要参与电站运行后期的泄洪过流, 防洪度汛, 其水位最大高差130.0m, 流道过流水为高压、高速流水, 为保证底孔运行安全, 需要对流道的钢衬进行接触灌浆, 接触灌浆质量尤其重要。

1 灌浆孔布置

第一次钢衬接触灌浆可以最大限度的利用钢衬上预留的灌浆孔 (50cm×50cm) , 部分独立的脱空区也可以采用补钻孔, 形成进、回浆系统。第二次及后续次接触灌浆孔需根据灌后检查情况进行布孔。

2 施工程序

钢衬接触灌浆施工为逐次进行接触灌浆机脱空检查, 直到脱空检查满足设计要求, 锦屏一级水电站钢衬接触灌浆施工程序如图1所示。

3 第一次接触灌浆施工

3.1 灌前脱空检查

3.1.1 检查方法

脱空区检查:将钢衬底板的杂物及废水清理干净后, 采用锤敲法检查脱空范围, 并在现场标示清楚, 同时在图纸上绘制脱空区分布图。

串通检查:将灌浆孔的堵头采用专用工具拆卸后, 在每个灌浆孔上安装φ25mm, L=10cm的铁管做进浆管, 采用0.1MPa的压缩空气进行通风检查, 以掌握灌浆孔间的串通情况。

3.1.2 回浆系统形成

完成脱空区检查和串通检查后, 将脱空区域及串通情况详细标注在图纸上, 确保每个脱空区都有进浆、回浆和排气系统, 不具备的脱空区, 则采用补钻孔方式增设灌浆孔, 形成灌浆系统, 典型检查结果图详如图2所示。

3.2 接触灌浆施工

3.2.1 灌浆材料

灌浆水泥采用PO42.5级中热水泥。

3.2.2 灌浆管路布置方式

从灌浆站接一根灌浆管路及一根回浆管铺设至工作面。在进浆主管上分三根进浆支管。进浆主管、支管上均安装压力表。灌浆压力通过闸阀调节控制, 以满足设计要求。

3.2.3 灌浆方式

孔底衬钢接触灌浆按照自下游向上游推进的灌浆方式施灌, 即由底高程位置开始灌浆。开灌时根据灌前通风检查情况, 接触灌浆选择串通性较好的孔作为进浆孔, 首先启用一根进浆支管, 或者每个脱空区一根进浆支管, 多个脱空区并灌的方式, 由下游向上游推进, 直至单个底孔所有的脱空区灌注完成。

3.2.3 灌浆水灰比

灌前检查串通性较好的脱空区, 采用0.45:1浆液灌注, 串通性较差的脱空区采用0.7:1浆液进行灌注。

3.2.4 灌浆压力控制

灌浆压力在大面积串浆区控制在0.1MPa, 独立脱空区控制在0.15MPa, 通过调节灌浆支管上的阀门来控制灌浆压力。

3.2.5 结束标准

在设计压力下, 灌浆孔停止吸浆, 延续5min即可结束灌浆。

3.2.6 抬动变形观测

在底衬每节上均安装千分表进行观测, 在灌浆过程中安排专人进行观测记录;也可以安装抬动自动监测装置加以监测。

3.3 灌浆成果统计

完成钢衬第一次接触灌浆后, 及时整理接触灌浆成果, 形成灌浆成果统计表, 典型成果表详见表1。

4 脱空区二次检查

第一次接触灌浆后, 同样采用锤敲法, 进行第二次脱空检查, 并将检查成果在图纸上绘制, 具体操作与第一次脱空检查一致。

5 第二次接触灌浆

5.1 灌浆孔布置

根据第二次脱空区检查成果图, 在每一个独立脱空区采用磁力钻补钻两个 (一个进浆、一个排气兼回浆) 或两个以上的孔进行灌注, 并绘制孔位布置成果图。

5.2 接触灌浆施工

5.3.1 灌浆材料

第二次接触灌浆材料选用需根据脱空区面积进行选定, 脱空区直径D≥5mm, 选用湿磨细水泥浆液, D<5mm选用化学浆液灌注, 其中采用湿磨细水泥浆液施工和第一次接触灌浆施工工艺相同。化学浆液性能需满足相关要求, 本案选用化学灌浆为例。

5.3.2 灌浆方式

接触灌浆按照从低处往高处推进的灌浆方式施灌。在灌浆过程中如果遇到串通性较差的脱空区, 安排施工人员利用锤子, 在灌浆过程中轻轻敲击脱空区, 以提高其浆液的扩散范围, 从而提高灌浆质量。

5.3.3 灌浆浆液配比

第二次钢衬接触灌浆浆液配比为7:1。

5.3.4 灌浆压力控制

第二次钢衬接触灌浆压力为0.1~0.15Mpa, 灌浆压力通过调节灌浆泵进浆流量来控制。

5.3.5 抬动变形观测

与第一次接触灌浆抬动观测一致。

5.3.6 灌浆结束标准

在设计压力下, 灌浆孔停止吸浆, 延续4小时即可结束灌浆。

5.4 施工成果资料统计分析

钢衬第二次接触灌浆成果统计要求同第一次, 典型成果表详见表2。

6 钢衬接触灌浆灌后质量检查成果

6.1 质量检查标准

(1) 接触灌浆封孔质量检测应采用磁粉JB/T6061有关规定或渗透JB/T6062有关规定探伤检查, 应按不少于10%个数检查, 当发现裂纹时应100%进行检查。

(2) 钢衬接触灌浆完成14d后, 采用锤击法或其他方法对钢衬接触灌浆质量进行质量检查, 检查时持手锤在钢衬上随机锤击, 及时标出脱空范围。1㎡范围内脱空面积不得大于0.2㎡, 且脱空部位不得集中, 脱空最大高度不超过5mm。不合格的部位应进行补灌。

6.2 底衬灌浆质量检查统计表

钢衬接触灌浆完成14d后, 按照技术要求进行质量检查, 并编制钢衬接触灌浆灌后质量检查成果, 典型成果表详见表3。

结语

锦屏一级水电站大坝各层底孔钢衬接触灌浆采用此施工工艺, 施工完成后, 参建各方进行了联合检查, 钢衬接触灌浆施工各项指标满足设计技术要求, 并顺利的通过了蓄水后的第一年高压、高流速泄洪的考验, 证明此钢衬接触灌浆工艺可行, 且能有效的保证施工质量。

参考文献