格尔木市温泉水库管理所 青海格尔木 816000
摘要：大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术的应用，能直接作用于出现渗漏现象的土体，并通过灌注浆液实现其与土体的凝结，最终提高大坝各部分结构作用的安全稳定性。本文论述了高压喷射灌浆技术在大坝渗漏治理中的应用控制策略。
关键词：高压喷射灌浆技术；大坝渗漏治理；应用策略
高压喷射灌浆技术是近年来发展起来的一项新技术，特别适用于那种可灌性差且不适合帷幕灌浆的土层。能在狭窄场地、不影响建筑物上部结构条件下施工，与其他基础处理技术相比，具有适用范围广，设备简单，施工方便，功效高，有较好的耐久性，料源广，且能定向形成板墙，是静压帷幕灌浆所无法比拟的，因此它成为一种有发展前途的坝基加固补强措施。
一、高压喷射灌浆技术的种类及原理
高压喷射灌浆分为旋喷、摆喷和定喷三种。旋喷喷射时，喷嘴一面提升一面旋转，形成柱状凝结体，摆喷喷射时，喷嘴一面提升一面摆动，形成哑铃状凝结体；定喷喷射时，喷射方向始终固定不变，形成板状凝结体。
根据施工方法的不同，目前在工程中常用种类有：单管法、两管法和三管法。①单管法：利用高压泥浆泵，以20MPa以上的压力从喷射管下部喷嘴喷射的水泥浆冲击破坏地层，并在地层中充填、掺混搅拌，形成凝结体，一般桩径为0.5-0.9m。②两管法：利用两个通道的喷射管同时喷射出高压水泥浆液和空气两种介质射流冲击搅拌土体，在高压浆液射流和外圈环绕气流的共同作用下，破坏地层的能量显著增大，在相同浆压作用下形成的凝结体宽度比单管法可增加1倍。③三管法：采用三管分别输送水、气、浆三种介质，水、气同轴喷射，由从内嘴喷出高压水和从外嘴喷出的环绕气流冲击、切割地层，再由下方喷嘴喷射稠浆与土体颗粒掺混搅拌形成凝结体，其形成的凝结体宽度砂砾石层中较两管法大。
二、大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术应用意义
高压喷射灌浆技术主要作用于水利工程项目的防渗建设，对大坝的渗漏问题进行有效修复。具体而言，利用高压浆液与高压水的形式，通过形成相应的超高速喷射流束，以对地层造成切割与冲击影响。基于此，混凝土浆液就能渗入到土层中，通过形成墙板状与桩柱体形式的混合结构物，来治理大坝渗漏问题。然而，受施工地质环境复杂、相关作业开展难度大且施工技术人员工作经验有限等问题的影响，使高压喷射灌浆技术的应用效果并未达到应有的渗漏治理目标。针对这一问题，相关建设人员应从实践角度出发，即在明确高压喷射灌浆技术应用原理的情况下，更好的处理技术问题。通过这种方式更好的提升项目施工进度，保证整个过程的可持续发展，由此该项内容应得到施工人员的重视，在实践中妥善应用。
三、高压喷射灌浆技术及其作用机理
高压喷射灌浆技术是通过在坝体上造孔后将灌浆管伸入地基中，在高压的作用下，将水、气、浆液从灌浆管喷嘴中喷射出并形成高速喷射流束，在高速喷射流束作用下，对土体进行冲击、分割，同时充填水泥基质浆液，并与冲击、切割下土体进行混合。随着浆液凝固，在地基中形成连续密实、质地均匀的板墙状或桩柱凝结体，从而解决坝体的渗漏问题，实现防渗加固的目的。
高压喷射灌浆技术广泛应用于土、填土、碎石土等地基中，其作用机理主要包括以下几方面：①冲切掺搅作用，利用高压射流的冲击力，对土体进行冲击、扰动、切割，并通过浆液与土体结合，形成凝结体；②升扬及转换作用，在高压喷射过程中，由喷嘴喷射出的水、气、浆液发挥着不同作用，气能将浆液或水冲击到较远的地层结构中，并发挥升扬作用，细颗粒升扬被浆液置换；③挤压与渗透作用，高压喷射灌浆对地层存在着挤压作用，在喷射结束后，静压灌浆对土地发挥渗透作用，确保凝结体密实度；④位移握裹作用，在高压喷射作用下，浆液对周围空隙进行填充，并发挥握裹凝结作用，从而形成连续密实的柱状防渗墙结构。
四、高压喷射灌浆技术施工步骤
1、施工放样及布孔作业。
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2、钻孔。钻机就位，确保钻机稳定性，采取水平尺对机体垂直度等进行测量，确保钻孔孔位符合设计标准；钻孔深度不低于设计深度；在钻孔过程中，需要随时测量，确保钻孔不出现倾斜偏差；在钻孔过程中，为确保钻孔的稳定性，防止出现坍塌现象，应使用泥浆进行护壁；钻孔后，如待喷时间较长，则需要采取保护措施，防止杂物落入孔内，一般在孔口加盖处理。
3、下管喷浆。在进行下管作业时，要保持速度缓慢，避免对孔壁造成破坏，将喷射管放置于设计深度后，需要校正处理；为避免出现喷射管喷嘴堵塞现象，可以使用胶布包扎喷嘴，在下管结束后，通过高压水冲开胶布。
4、喷浆提升。在保证喷射管位置符合设计标准后，采取低压的方式，依次送水、送浆、送风，并观察其工作状态，没有异常后将压力提升到设计压力值，在孔底喷射几分钟后，到孔口返浆正常为止，提升喷嘴进行旋喷作业。在旋喷过程中，需要加强浆液性能、流量、提升速度及压力等参数的控制，并做好记录。
5、回填灌浆。在采取高压喷射灌浆进行防渗墙施工时，其凝结体顶部容易因浆液析水而出现质量问题，为此，在高压喷射灌浆结束后需及时进行静压回填灌浆。
五、大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术应用控制策略
1、施工技术人员要确定灌浆孔布置方式，即大坝的坝顶轴线处布设一排高喷射灌浆孔，并在下部坝基及两坝肩帷幕灌浆搭接成一道封闭而连续的防渗墙。在此过程中，孔距与其他设计参数，可根据工程项目施工建设的实际情况进行适当调整。
2、对防渗板墙连接形式控制，施工技术人员应将其高压摆喷灌浆深入至大坝基岩接触面，并在设计过程采用摆转喷射灌浆，来构筑防渗板墙，进而确保其作用过程的连续性和厚度。此外，施工技术人员要按照常规作业方法，即旋转高压喷射灌浆施工，将孔距控制在1.25m，从而提高灌浆作业的可靠性。对施灌次序的控制，采用的高压喷射灌浆技术可按两个次序，即单数孔为一序；双数孔为二序，同序孔距为2.5m，最终孔距为1.25m。喷射灌浆的施工过程中，先要在孔底静喷2-3min，待孔口冒浆且比重达1.25以上时再开始提升，提升速度因地层而异；同时，在施灌过程中若孔口不冒浆应立即停止提升，直至孔口冒浆比重达1.25以上方能提升。当喷杆提升到设计高度后即可移机，同时封孔回填灌浆是保证防渗板墙顶部质量的关键。喷射完后，应随时用回浆池中的浆液作静压灌即可移机，同时应做到随沉随补，直到浆液不再析水下沉为止。
3、要进行合理的质量控制措施，针对喷射部分，预期施工完成时间，在开挖检查及成墙测定中，经过对坝体的加固处理质量检查后，还要结合工程项目的实际情况进行防渗复核分析，以确定坝体是否满足结构作用的防渗需求。具体的分析方法为有限单元法，即运用岩土软件Geo-Studio中SEEP/W模块分析水库坝体渗流。该分析模块功能强大及界面友好等优势，当其作用于实践时，能解决工程应用高压喷射灌浆技术遇到的复杂渗漏问题，进而提高渗流程度分析的精度。这样一来，高压喷射灌浆技术就能提高其作用于大坝渗漏治理的科学合理性，进而降低不良地质水文环境对其的影响。
六、结语
随着经济的发展，对水利工程的运行安全提出了更高要求，我国已建的很多水库大坝等工程，由于受到施工时资金、技术及施工条件的限制，导致其质量上存在着很大缺陷及不足，在运行过程中容易发生渗漏险情，严重威胁着人们的生命财产安全。对水库大坝等工程防渗加固已成为当前的重要任务，在防渗加固处理各项措施中，高压喷射灌浆技术具有显著的技术优势。
参考文献
[1]严念先.高压喷射灌浆技术在大坝渗漏治理中的应用[J].中国水利，2015.
[2]吴梁柱.大坝渗漏治理中高压喷射灌浆技术的应用[J].水利科技，2016.
[3]陈长富.高压喷射灌浆技术在大坝渗漏治理中的应用[J].吉林农业，2015.
论文作者:霍晓峰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：高压论文; 浆液论文; 大坝论文; 技术论文; 作用论文; 喷嘴论文; 地层论文; 《基层建设》2018年第23期论文;