高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用

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
高喷施工时，水、气、浆由喷嘴中喷出， 三管法施工时，多用纯水泥浆，水泥为 体中心线进行测量定位。
压缩空气，除能对水或浆液构成外包气层， 42.5０ 或 52.5０ 普通硅酸盐水泥。由于三管
7.2 喷墙管理
使水或浆液射流能透入地层较远距离并维 法施工，先是高压气、水喷射，而后是压力
取决于比能值 E 的大小，其表达式为：
接上，为此如何选用结构布置形式和孔与 含有大粒径（40cm 以上）块石或块石比较
E=(PQ)/(100v)
孔的距离则很重要。高喷形成的凝结体的 集中的地层应更慢。②因分序而异。先序孔
式中：E———每米旋喷柱耗用的能量 形状与喷射的形式有关，喷射形式一般有 提升速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快。
程质量。 1 工艺原理 1.1 冲切掺搅作用
防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒 管底部。
级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料
6.3 高喷施工
等。高喷形成的凝结体并不很规则，但与地
施工中所用技术参数因使用高喷的方
高喷技术主要是借助于高压射流，通 层结合紧密，由于高喷凝结体周围除了浆 法不同而不同。所用的灌浆压力不同，提升
四周的空隙并将其握裹，遇到大的块石或 偏斜率应≤1%。
在块石集中区，应降低提升速度，提高比能
6.2 下入喷射杆
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Nongtianshuili
农田水利
高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用
李春广
为解决水工建筑物防渗问题，寻求一 值。在强大的冲击震动力作用下，块石将会
泥浆固壁的钻孔可以将喷射杆直接下
种经济且技术先进可靠的防渗方法，在水 产生位移、松动，浆液沿块石四周空隙或块 入孔内，直至孔底。跟管钻进的钻孔，有 ２
利工程施工当中，基础防渗处理是水利工 石间孔隙渗入。在高压喷射挤压、余压、渗 种情况：一是拔管前在套管内注入密度大
堵塞或因故短暂停机，应迅速抢修。 （作者单位：156326 黑龙江省八五九
农场土地整理项目办公室）
快地衰减至射流束末端，虽不能再冲切地 泵。
层，但对地层仍产生挤压作用。同时，喷射
6 工艺和施工要点
结束后，静压灌浆持续进行，对周围土体产
6.1 钻孔
生渗透作用，不仅可以促使凝结体与周围
泥浆固壁回转（或冲击）钻
程施工中尤为重要的环节。当基础土质较 透等综合作用下，产生握裹凝结作用，形成 的塑性泥浆，注满后起拔套管，边起拔边注
差，渗透性较强时，在水流的作用下对基础 连续密实的凝结体。
的危害很大。结合高压喷射灌浆技术在甘
2 凝结体的性能
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
肃张掖大孤山水电站引水枢纽工程中的应
水工建筑物地基防渗采用高喷施工 孔底。二是也可先在套管内下入管壁均匀
用，通过现场检测，明显看出密实度和承载 时，要求凝结体具有良好的防渗性和稳定 的 PVC 塑管，直到套管底部，起护壁作用，
力均远大于原土体，从而提高和保证了工 性，而对于其抗压强度要求不高。凝结体的 而后将套管全部拔出，再将喷射杆下入到
过冲击切割和强烈扰动，使浆液在射流作 皮层外，一般还存在渗透凝结层，有着良好 速度也有差异。对各类地层而言，若使用同
用范围内扩散、充填周围土层，并与土石粒 的复合防渗作用，从而进一步提高了凝体 一种施工方法则水压、气压、浆压的变化不
掺混搅合，硬化后形成凝结体，从而改变原 的防渗性能。
大，而提升速度变化，是影响高喷质量的主
地层结构和组成，达到防渗和提高承载力
3 高喷凝结体的结构布置形式
要因素。一般情况下，确定提升速度应注意
的目的。高喷凝结体是多种因素综合作用

为保证高喷防渗墙的连续性，必须要 下列几个问题：①因地层而异，在砂层中提
的结果，高压射流对地层结构的影响范围， 使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连 升速度可稍快，砂卵（砾）石层中应放慢些，
应控制好掘进速度和灌浆压力、提升
持较大压力破碎地层结构外，还可产生升 灌浆，灌浆易被先喷入的水稀释，所以使用 速度，送气量的大小应使浆液成沸腾状为
扬作用，将经射流冲击切削后的土石碎屑 的水灰比不应大于 1∶1 的浓浆。
宜。灌浆阶段浆液不能发生离析和断浆现
和地层中细粒，由孔壁和喷射杆的环状间
5 机械设备的组成
土体结合更加密实，还在凝结体外侧产生 进。造孔过程中做好充填堵漏，
明显的渗透凝结层，具有较强的防渗性能。 使孔内泥浆保持正常循环，返
1.4 位移握裹作用
出孔外，直至终孔。跟管钻进，
地层中较小的块石，由于喷射能量大， 边钻进边跟入套管，直至终孔。
辅以升扬、转换作用，最终浆液可填满块石 钻进时应注意保证钻机垂直，
象，保证墙体均匀，无夹心层，若发生管道
隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液替代， 高喷灌浆技术有单管法、双管法、三管
同时也起到了转换作用。
法。在该工程中采用的是三管法，所用主要
1.3 挤压、渗透作用
设备有 XY-2 型液压地质钻机、GYP-50 型
高喷射流强度随射流距离的增加而较 高喷台车、XPB90E 型高压泥浆
7.1 墙体位置的确定
E 值大，旋喷柱的直径大，一般选用 形成板状（又称定喷板）。目前在青海及甘
根据设计要求平整好场地，要求场地
50～70cm 直径较好，但最终应通过现场高 肃的西南部地区常用的结构布置形式有： 内地下无障碍物，对某些作业地基软、不平
喷试验确定。 1.2 升扬、转换作用
定喷折线式、摆喷对接式和柱摆式等。 4 高喷材料
（MJ/m）；
旋喷、摆喷和定喷 3 种。喷射时若边提升边 ③高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放
P———喷射灌浆压力（MPa）；
旋转，则凝结体的形状为圆柱体（又称旋喷 慢提升速度。
Q———射流浆量(L/min)；
柱），若边提升边摆动，则形成的凝结体的
7 施工工艺
v———提升速度(cm/min)。
形状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可