谈高压喷射灌浆技术施工工艺和质量控制

摘要：高压喷射灌浆是一项先进的防渗技术，它具有成本低、施工速度快、固结体强度大、可靠性高等特点。此项技术很大程度地提高了水工建筑物防渗抗灾能力，减轻防洪胀力，对保障人民生命财产安全以及社会经济发展可起到积极的作用。因此，值得不断的研究，以提升该工艺技术的水平与质量。
关键词：高压喷射灌浆 作用 优势 施工要点 注意事项
0 引言
高压喷射灌浆基本原理是借助于高压射流冲击、破坏被灌地层结构，同时灌入水泥浆或混合浆，使浆液与被灌地层颗粒掺混，形成符合设计要求的凝结体，借以达到加固地基和防渗的目的。

1 灌浆的概念及作用

灌浆（Grouting），就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入建筑物或其基础部分缝隙中的措施。灌浆又称注浆，其实质是使浆液在被灌载体中渗透、扩散、充塞，经一定时间后凝固和硬化，从而达到加固载体和抗渗防水的目的。
灌浆的作用主要体现在下面几个方面：充填作用。浆液凝成的结石将地层空隙充填起来，可以阻止水流通过，提高地层的密实性；压密作用。在浆液被压入的过程中，将对地层产生挤压，从而使那些无法进入浆液的细小裂隙和孔隙受到压缩或挤密，使地层密实性和力学性能都得到提高；粘合作用。某些浆液的胶凝性质可以使己经脱松的岩块、建筑物裂缝等充填并粘合在一起，使其联合承载能力得到改善；固化作用。某些浆材（例如水泥和某些化灌材料）可与地层中的粘土等松软物质发生化学反应，将其凝固成坚固的“类岩体”。

2 高压喷射灌桨技术的优势

2.1 适用范围广。高喷灌浆可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特别是用于工程建成之后，显示出不损坏建筑物的上部结构和不影响运营使用的长处。
2.2 施工简便。施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔，便可在土中喷射形成0.4～

4.0m的固结体，因而能贴近已有建筑物基础建设新建筑物。

2.3 固结体形状可以控制。为满足工程的需要，在喷射过程中，可调整旋喷速度和提升速度，增减喷射压力，可更换不同孔径喷嘴改变流量，使用固结体成为设计所需要的形状。
2.4 料源广阔、低廉。喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅，除了在要求速凝超早强时使用化学材料外，一般的地基工程使用低廉的425号普通硅酸盐水泥。此外，还可以在水泥中加人一定数量的粉煤灰，这不但利用了废材，又降低了注浆材料的成本。
2.5 设备简单、管理方便。高压喷射灌浆全套设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少，能在狭窄和低矮的现场施工，且施工管理简便:在单管、二重管、三重管喷射过程中，通过对喷射的压力、吸浆量和冒浆情况的量测，即可间接地了解其效果和存在的问题，以便及时调整喷射参数或改变工艺，保重固结质量。在多重喷射时，更可以从屏幕上了解空间形状和尺寸后再以浆材填充之，施工管理十分有效。

3 高压喷射灌桨的工艺与施工要点

3.1钻孔 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%。
施工中需注意，当孔深达到设计深度时，应提取岩芯，经检验认可后方可终孔。终孔后要测斜验收，合格后搬迁孔位。
3.2 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2种情况:①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。②也可先在套管内下入管壁均匀的PVC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。
3.3 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。
一般情况下，确定提升速度应注意下列问题:①因地层而异在砂层中提升速度可稍快，砂卵(砾)石层中应放慢些，含有大粒径(40cm以上)块石或块石比较集中的地层应更慢。②因分序而异先序孔提升速度可稍慢，后序孔相对来讲可稍快。③高喷施工中发现孔内返浆量减少时宜放慢提升速度。
此外，还需对进浆量进行控制。除在制浆过程中严格控制水泥用量、保证浆液浓度外，对进水量同样要严格控制，方可保证进浆量。
3.4 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

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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。
3.5 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。如喷射过程中因发生事故停喷超过1h～2h，就需要做特殊处理方才能继续喷灌，恢复喷射时要求从停喷深度以下0.5m开始提升喷射。

3.6 质量检测

3.6.1 防渗墙的渗透性。灌浆施工结束待防渗墙体凝固30d后，将550m的灌浆坝段分为4个检查段，在这4处设置防渗检查试验围井，用注水试验测定封闭围井的渗透性来判断防渗墙质量。从试验结果看，防渗墙质量均达到优或良。
3.6.2 防渗墙的连续性及厚度。施工结束30d后，采用地质雷达技术对防渗墙的连续性和厚度进行检测，查验防渗是否达到了设计要求的平均厚度，以及防渗墙体方向和垂向深度的连续性是否达到设计要求。
3.6.3 防渗墙体结石体的强度。分别在检查段之间防渗墙交叉接触位置布置检查孔，在检查孔的中部取样品做物理力学试验，以查验施工是否达到了工程设计要求。

4 高喷技术施工中需注意的事项

为保证高喷防渗墙的连续性，则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、摆喷和定喷三种。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形状为哑铃状，若只提升和定向喷射则可形成板状。
在防渗工程中，孔距的选择至关重要，它不仅关系到凝结体能否可靠地连接，而且也影响工程的进度、造价。孔距应根据地层的地质条件，对防渗性能的要求、高喷灌浆的施工方法和工艺、结构形式、孔深及其它因素综合考虑而定。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不允许发生断浆现象，保证墙体均匀，无夹心层，若发生管道堵塞或因故暂停机，应迅速抢修。

5 结语

灌浆技术作为水工建筑物地基处理中常用和重要的工程措施，在大坝坝基防渗和加固处理中得到广泛的应用大多数水库、大坝的地基均需进行处理后，才能达到稳定与防渗的要求随着水利水电建设的发展，国内可用于修建水库、大坝比较好的地基也越来越少，因此，灌浆技术在水利工程地基处理中已经成为一个非常重要的技术手段。
参考文献：
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