姬慧娟

摘要：水利水電工程在農(nóng)業(yè)發(fā)展當中始終扮演著重要角色，一方面，水利水電工程能夠為農(nóng)作物生長提供充足的灌溉用水，進而達到增產(chǎn)增收的目的。另一方面，水利水電工程能夠有效降低干旱、洪澇、水土流失等災(zāi)害的發(fā)生概率，這就為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)置了一道堅固的防護屏障。尤其在進入二十一世紀后，隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展速度的逐年加快，水利水電工程建設(shè)數(shù)量也呈現(xiàn)出逐年遞增態(tài)勢，由于水利水電工程所處的地域多為砂類土、黏性土、淤泥土等軟弱土層，因此，施工單位多采用高壓噴射灌漿技術(shù)來開展施工活動，該技術(shù)能夠提高基礎(chǔ)承載力，形成有效防滲體，這就為水利水電工程質(zhì)量的提升提供強大的技術(shù)支持。本文將緊緊圍繞高壓噴射灌漿技術(shù)發(fā)揮的重要作用以及施工技術(shù)要點予以全面闡述。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)發(fā)展;水利水電;高壓噴射灌漿;技術(shù)要點

高壓噴射灌漿技術(shù)具有適用性廣、可控性好、施工工藝簡單等特點，而被廣泛應(yīng)用于水利水電工程的堤壩、圍堰等結(jié)構(gòu)的施工當中。由于該技術(shù)針對軟弱土層具有良好的加固作用，因此，對提高水利水電工程的整體質(zhì)量與穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性作用。近年來，隨著高壓噴射灌漿技術(shù)的日漸成熟，水利水電施工單位也將該技術(shù)列為施工過程中的首選應(yīng)用技術(shù)類型，通過施工實踐證明：應(yīng)用該技術(shù)修建的水利水電工程在對抵御洪水侵蝕以及蓄水等方面，其自身的應(yīng)用優(yōu)勢均得到切實體現(xiàn)。

1 高壓噴射灌漿技術(shù)概述

高壓噴射灌漿技術(shù)主要是將裝有特制合金噴嘴的注漿管下到孔洞當中的預(yù)定位置，然后利用高壓水泵或者高壓泥漿泵，將水或者漿液直接噴射到土層當中，在高壓作用下，下層土體將被直接沖擊和破壞，被沖散的土體顆粒利用沖擊力、離心力與重力，與噴嘴噴射出的漿液混合攪拌到一起，待漿液凝固以后，土體中的分散顆粒便與漿液形成了一個堅固的凝結(jié)體，進而對土層起到良好的加固作用。目前，高壓噴射灌漿技術(shù)多適用于砂類土、黏性土、黃土、淤泥土等軟弱土層當中，并且均可以收到良好的加固效果[1]。

根據(jù)不同的噴射介質(zhì)與管路，高壓噴射灌漿技術(shù)主要包括單管法、二管法以及三管法。其中，單管法所采用的是一根管路，并利用20～30Mpa的高壓漿液，向鉆孔當中進行噴射作業(yè)，這種方法的成樁直徑一般在40～50cm，該技術(shù)的主要優(yōu)勢是加固質(zhì)量好，施工速度快，投入成本少，但是，固結(jié)體的直徑較小，因此，僅適用于一些小型的水利水電工程施工當中。二管法主要使用雙通道的二重灌漿管，并在管的底部側(cè)面設(shè)置一個同軸雙重噴嘴，從噴嘴噴出的高壓漿液，瞬間壓力值達到20Mpa以上，而固結(jié)體的最大直徑也能夠達到150cm。而三管法則是采用水、氣、漿三種介質(zhì)的三重灌漿管，利用這種方法，可以有效減少水射流與周圍介質(zhì)的摩擦力，進而使水射流的切割能力大幅提升，在這種情況下，被噴射出去的漿液將在地層下形成一個較大的負壓區(qū)，進而形成直徑較大、強度較高的固結(jié)體，因此，三管法在一些大型水利水電工程當中得到普遍推廣和應(yīng)用。在放孔階段，施工單位主要根據(jù)施工圖紙要求，對孔位進行放樣，放樣時，每一個孔位的偏差不得超過5cm，如果孔位需要變更，則應(yīng)當征得建設(shè)單位與設(shè)計單位同意后，方可修改孔位的具體位置。在鉆孔階段，施工單位可以利用回轉(zhuǎn)式地質(zhì)鉆機進行鉆進作業(yè)，或者利用沖擊回轉(zhuǎn)偏心鉆進行跟管鉆進，鉆孔必須和孔的方向保持垂直，并且保證鉆機安裝穩(wěn)固牢靠。鉆孔工序結(jié)束以后，技術(shù)人員應(yīng)當對鉆孔的斜率以及孔內(nèi)沉碴厚度等參數(shù)進行檢查驗收，保證鉆孔斜率在1.5%以下，孔內(nèi)沉碴厚度不得大于10cm，孔深誤差應(yīng)保持在1%以內(nèi)。當鉆孔檢驗完畢，技術(shù)人員需要檢查管路的暢通性，以及各項參數(shù)是否與設(shè)計值相符，當確定滿足施工標準要求后，方可下噴射管，當噴射管下放到與鉆孔深度相吻合后方可進入到噴射工序。一般情況下，噴射的漿液采用425號普通硅酸鹽水泥，為了保障漿液的和宜性，在制作漿液時，可以向漿液當中加入細砂、粉煤灰等摻合料。另外，在拌和漿液過程中，應(yīng)當按照標準水灰比進行攪拌，每次攪拌的最低時間不得小于3min，如果利用高速攪拌機，攪拌時長應(yīng)當在30s以上，以確保漿液的均勻度能夠滿足施工要求。在噴射漿液時，高壓泵用水不得含有雜質(zhì)或者贓物，以避免堵塞噴嘴。當孔口位置出現(xiàn)返漿現(xiàn)象以后，應(yīng)當及時進行提升作業(yè)，并對提升速度進行有效控制，當漿液噴射工序結(jié)束后，應(yīng)當利用壓實設(shè)備對鉆孔進行靜壓，然后對缺漿部位進行補漿處理，直到鉆孔內(nèi)漿液不再下沉為止。

2 高壓噴射灌漿技術(shù)在水利水電工程中發(fā)揮的重要作用

2.1 加固防滲作用

在水利水電工程施工過程中，應(yīng)用高壓噴射灌漿技術(shù)首先可以對工程所在位置的地下土層產(chǎn)生巨大的沖擊作用，對土體產(chǎn)生切割與擾動作用，在強烈沖擊力的作用下，土體的整體結(jié)構(gòu)將被割離，在這種情況下，噴嘴噴射出的漿液直接填充到被割散的土壤顆粒當中，同時，與這些土壤顆粒進行充分混合，當噴射的漿液固化以后，將共同與土壤顆粒形成一個堅固的凝結(jié)體，這時，地下土體結(jié)構(gòu)將發(fā)生質(zhì)的變化，進而使噴射漿液的部位變得更加堅固，這樣可以有效防止?jié)B漏現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

2.2 置換土層作用

伴隨著強烈的沖擊力，高壓噴嘴在噴射漿液時，同時也會噴出壓縮空氣氣流，這一氣流可以快速將鉆孔內(nèi)的水分吹干蒸發(fā)，并將地下土層與被切散的土壤顆粒直接帶到鉆孔的上緣部分，這時，鉆孔的下緣部分將處于空余狀態(tài)，而噴射出來的漿液恰恰占據(jù)了這一空間，并將原土層取代，由此可見，這種置換土層的作用為后續(xù)整體堅固結(jié)構(gòu)的形成創(chuàng)造了一個有利條件。

2.3 擠壓滲透作用

噴嘴噴射出的漿液隨著鉆孔深度的增加，其沖擊力也逐漸下降，當漿液到達鉆孔底端時，漿液的沖擊力達到最小值，在這種情況下，雖然高壓沖擊力已經(jīng)無法對地下土層產(chǎn)生切割作用，但是，由上至下的沖擊氣流仍然可以對土層施加擠壓力，這時，土層的致密性也將進一步提升。另外，由于漿液本身的性狀屬于液態(tài)，當漿液與鉆孔底端土層接觸以后，這些液體將沿著土層縫隙直接滲透到土層當中，當漿液凝固以后，依然可以和土體形成一個堅固的凝結(jié)體。D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531

2.4 包覆位移作用

由于地下土層當中含有大量的微小顆粒與小石子，一旦漿液滲透到土體當中以后，漿液將四處擴散，直至將這些微小顆粒與小石子緊緊包裹成一個團狀物，這就加快了地下土層的固化速度。與此同時，在遇到塊石的集中區(qū)域時，如果操作人員降低提升速度，提高噴射能量，那么在巨大沖擊力的作用下，這些塊石將在土層當中發(fā)生位移，在塊石移動過程中，自然會留下一些縫隙，這就給漿液滲透提供了一個便利條件。

3 水利水電工程高壓噴射灌漿技術(shù)要點

3.1 鉆孔技術(shù)要點

在水利水電工程施工開始之前，施工單位應(yīng)對工程概況予以詳細了解，包括工程周邊的地質(zhì)情況、水文信息、氣象信息等。然后進入鉆孔工序，在利用鉆進設(shè)備鉆孔時，跟管施工應(yīng)當與鉆進工序保持同步，為了提高鉆進穩(wěn)定性，技術(shù)人員應(yīng)當事先調(diào)整好鉆孔機的角度，并在機體的底部鋪設(shè)一些墊塊，確保機體在鉆進施工時不出現(xiàn)搖晃現(xiàn)象。當鉆頭進入到土層以后，測量人員需要每間隔一段時間對孔深、孔徑等參數(shù)進行現(xiàn)場測量，在確保各項數(shù)據(jù)滿足施工標準后，方可繼續(xù)鉆進。一般情況下，孔位的偏差應(yīng)當控制在50mm左右，鉆孔灌漿率誤差也需要控制在0.5%以內(nèi)，鉆孔深度不得小于設(shè)計的底高程。為了防止鉆進角度出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，鉆頭每鉆進3m時，測量人員都需要及時獲取各項技術(shù)參數(shù)，以避免孔距過大或者孔深超限情況的發(fā)生。

3.2 噴射桿下入技術(shù)要點

在下入噴射管時，施工人員應(yīng)當注意以下幾點：第一，如果采用套管跟管鉆進，可以在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，選擇最為優(yōu)化的方法，一般情況下，套管跟管鉆進常用的方法有兩種，一種是終孔工序結(jié)束后，將鉆桿取出，然后下入噴射桿，拔出套管。另一種方法是終孔后取出鉆桿，并向鉆孔內(nèi)注入護臂泥漿或者下入PVC管護臂，這種方法的可靠性更高。第二，如果施工單位采用泥漿護臂鉆孔的方法，那么在鉆孔工序結(jié)束后，應(yīng)當直接將噴射桿下入鉆孔當中。第三，如果采用旋轉(zhuǎn)振動鉆進法和射水法進行鉆進作業(yè)時，施工單位可以將鉆桿直接作為噴射桿使用。第四，在下入噴射管道之前，技術(shù)人員應(yīng)在地面進行試噴試驗，如果發(fā)現(xiàn)管路堵塞，應(yīng)當及時予以疏通，并對各個部件的工作運轉(zhuǎn)情況進行仔細檢查，在下入噴射管道后，應(yīng)當及時調(diào)整管道的下放角度，以確保漿液能夠準確的噴射到鉆孔當中[3]。

3.3 高壓噴射技術(shù)要點

以三管旋噴法為例，管路當中包含高壓水、水泥漿與壓縮空氣三種介質(zhì)，當噴射管下放到鉆孔的指定位置后，可以遵循這三種介質(zhì)的排布順序進行噴射作業(yè)。首先，在噴射作業(yè)開始以后，需要采取靜噴的方法，靜噴時間介于1～3min，當發(fā)現(xiàn)鉆孔當中有漿液冒出以后，開始啟動高壓噴射模式，在漿液噴射過程中，技術(shù)人員應(yīng)當對提升速度、噴射壓力值、漿液的流量等參數(shù)進行實時觀測，以保證各項參數(shù)指標符合施工設(shè)計圖紙要求。

4 高壓噴射灌漿固結(jié)體質(zhì)量檢測要點與施工注意事項

4.1 質(zhì)量檢測要點

針對高壓噴射灌漿固結(jié)體進行質(zhì)量檢測時，應(yīng)當著重采取以下檢測方法：第一，開挖檢驗，即地下土體與漿液的固結(jié)體達到一定強度值以后，施工人員應(yīng)當采取挖掘土體的方式，對地層當中的固結(jié)體的形狀、硬度、質(zhì)量、垂直度等參數(shù)進行檢測，并與施工設(shè)計圖紙標準進行比對。第二，鉆孔檢驗，即當灌漿施工結(jié)束以后，為了檢驗固結(jié)體的強度，施工人員可以利用鉆孔的方式，在固結(jié)體表面鉆出一個巖芯，然后將其運回實驗室，對巖芯的物理性能進行檢測，在鉆孔過程中，為了檢測固結(jié)體的抗?jié)B性，可以利用壓水與抽水的方式，來測定抗?jié)B能力是否達標。第三，載荷試驗，該試驗主要為了驗證固結(jié)體的強度是否滿足標準要求，具體操作方法主要包括水平靜載法與垂直靜載法，即在固結(jié)體的受力位置澆筑厚度為0.2～0.3m的混凝土層，然后對固結(jié)體的強度值進行檢測。第四，圍井試驗，即在板墻的一側(cè)增加噴孔，進而與板墻形成一個封閉的圍井，這時，技術(shù)人員可以在圍井當中做壓水與抽水試驗，并通過對圍井中水位的觀察來檢查固結(jié)體的防滲效果。

4.2 高壓噴射灌漿施工的注意事項

4.2.1 防止發(fā)生塌孔事故

由于水利水電工程施工區(qū)域的地下土層結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，土質(zhì)性狀也呈現(xiàn)出多樣化特點，尤其對于塊石較為集中的區(qū)域來說，鉆孔難度相對較大，如果當?shù)氐牡叵滤S富，降水量大，那么也將給鉆孔工作帶來更多阻礙與困擾。比如在塊石集中區(qū)域進行鉆孔作業(yè)，鉆頭一旦與塊石長時間接觸，則極易發(fā)生卡鉆、斷鉆、掉鉆的情況。另外，如果鉆孔過深，那么土層上方的塊石則極易滑落，在這種情況下，如果沒有護壁管的保護作用，則極易發(fā)生塌孔事故，進而給工程進度造成嚴重影響[4]。

4.2.2 規(guī)避極端天氣

極端天氣主要是指暴雨、大風(fēng)或者酷暑天氣，在采用高壓噴射灌漿技術(shù)時，施工單位應(yīng)當做好充分的事前準備工作，尤其應(yīng)當掌握當?shù)氐臍庀笮畔?，其中，影響高壓噴射灌漿的最為主要的天氣因素是暴雨的侵蝕，如果雨量過大，那么鉆孔內(nèi)部將出現(xiàn)大量的積水，在這種情況下，施工單位需要立即停工，等大雨過后，施工人員需要及時清理孔洞中的積水，以避免影響固結(jié)體的整體強度。

4.2.3 均勻攪拌漿液

在拌和漿液時，技術(shù)人員應(yīng)當做好技術(shù)交底工作，在保證水灰比滿足標準要求的前提下，應(yīng)對漿液進行充分攪拌，如果出現(xiàn)攪拌不均勻的情況，那么在噴射過程中，漿液當中的大顆粒與土壤顆粒的結(jié)合度也將受到嚴重影響，進而使固結(jié)體的整體強度大幅下滑。

4.2.4 嚴把材料質(zhì)量關(guān)

在高壓噴射灌漿施工中，除了配制漿液的基礎(chǔ)原材料以外，還需要大量的裂縫封口材料以及外摻劑等材料，如果這些材料存在質(zhì)量缺陷，那么則極易影響固結(jié)體本身的強度性能。比如在拌制水泥漿液時，由于技術(shù)人員疏忽而使外加劑的摻入比例失衡，當拌和好的漿液進入到土體以后，漿液與土體本身也不容易結(jié)合，進而嚴重影響固結(jié)體的加固性能，因此，施工單位應(yīng)當對嚴把材料質(zhì)量關(guān)，對所有進場材料進行細致檢測，對不符合質(zhì)量標準的材料應(yīng)當堅決予以剔除。

5 結(jié)語

綜上，水利水電工程是推動我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟快速穩(wěn)步發(fā)展的先決保障，而決定水利水電工程質(zhì)量的關(guān)鍵要素是施工技術(shù)的先進性，基于這一思想，高壓噴射灌漿技術(shù)作為水利水電工程施工中應(yīng)用頻率相對較高的技術(shù)類型，其施工技術(shù)水平的高低與工程質(zhì)量有著必然聯(lián)系。因此，在高壓噴射灌漿施工中，施工單位應(yīng)當嚴把質(zhì)量關(guān)，并始終秉持“與時俱進”的態(tài)度，不斷對施工技術(shù)進行優(yōu)化和改進，為我國農(nóng)村經(jīng)濟振興注入源源不斷的驅(qū)動力。

參考文獻

[1] 高歌.基于農(nóng)業(yè)發(fā)展的水利水電工程高壓噴射灌漿施工探究[J].南方農(nóng)機，2019，50（20）：49.

[2] 曾文俊.基于水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)研究[J].居舍，2019（20）：44-45.

[3] 戴智偉.水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)研究[J].珠江水運，2019（19）：22-23.

[4] 賈振國，胡昌蘭.水利水電工程施工中高壓噴射灌漿技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（31）：102-103.D835DEFB-699A-4AC6-8C60-F3CDBD649531