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【摘 要】 本文结合高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用实例，探讨了高压喷射灌浆技术施工工艺及质量控制。
【关键词】 高压喷射灌浆；施工工艺；施工要点；常见故障；处理措施
【中图分类号】 TU121.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1121-5123（2011）04-023-02
1 工程概况
大石埠水库位于东海县西部丘陵山区的高流河支流桃林河下游，水库集水面积18.0km2，总库容2211万m3，其中兴利库容515万m3，防洪库容1981万m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合水产养殖等综合利用的中型水库。本次灌浆主要为：部分坝体（881m）采用劈裂灌浆（粘土浆）；部分坝基（310m）采用高压喷灌浆（水泥浆）。
2 工作原理
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惨混，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。
3 施工工艺
3.1 场地平整、测量定孔。高喷灌浆施工前，先做好场地平整，开挖冒浆排放沟和集浆坑，再精确测定摆喷墙轴线、孔位和孔口高程，并对全部钻灌孔统一编号，对轴线的每一拐点设一固定标志桩。
3.2 钻机就位。钻孔前用垂球校对孔位，孔位偏差不得大于5cm，然后用水平尺检查机身水平，立轴垂直，以控制孔斜率。
3.3 钻孔。钻孔方法可根据地质条件、加固深度和机具设备等确定。本工程采用三重管喷射装置，施工中采用地质钻机成孔。钻孔深度应嵌入相对不透水层0.5m。开钻时轻压慢钻，钻进过程中现场技术人员随时注意观察钻机的工作情况，经常用水平仪检查钻机立轴的垂直度，以便及时发现问题并纠正，直至钻至设计深度，
3.4 制浆。严格按配合比制浆并搅拌均匀，水泥浆的搅拌时间不小于90s。浆液自制备至用完时间少于4h。浆液应严格过滤，并按喷嘴直径设置两道过滤装置，在制备水泥浆液搅拌罐和泥浆泵吸浆搅拌罐之间设一道过滤网，在泥浆吸浆管尾部设一道过滤器。正常施工过程中，应每隔15-30min检测浆液密度，当浆液密度与规定值的误差超过0.1g/cm3时，重新调整浆液的水灰比。
3.5 下注浆管。成孔后，既可下入注浆管到预定深度。使用地质钻机，先将钻杆拔出，再换上注浆管。在下管过程中，为防止泥砂堵塞喷嘴，可边射水，边下管，但水压力一般不高于1Mpa，以防射塌孔壁。
3. 喷射注浆作业。将注浆管贯入到预定深度后，即可自下而上进行喷射作业。施工过程中，必须时刻注意检查浆液除凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求，并随时做好记录。
当注浆管不能一次提升完成而需分数次卸管时，卸管后喷射的搭接长度不得小于100mm，以保证固结体的整体性。
按摆喷方式，摆角30度、提升速度8～10cm/min、水泥浆比重大于1. 5g/cm3控制，具体参数根据实地试验报监理确定。
灌浆液密度，回浆液密度，水、气、浆的压力和流量，摆喷角度，提升速度和孔距等符合规定的要求。
3.1 冲洗器具。喷射作业完成后将注浆泵的吸水管移到水箱内，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除，防止残存的水泥浆将管路堵塞。
3.8 回填注浆。喷射注浆完成后，由于浆液的析水作用，一般固结体均有不同程度的收缩，使固结体顶部出现一个凹穴，容易造成加固地基与建筑物基础结合不紧密或脱空现象。为防止这种现象的出现，采取回灌冒浆或用水灰比为0. 的水泥浆补灌。
3.9 冲孔及压水试验。为提高灌浆效果，每序孔钻至灌浆设计高程后，进行孔壁冲洗和裂隙冲洗。冲洗采用有压水，利用灌浆泵通过孔内循环管路进行脉动冲洗，压力控制在本段灌浆设计压力的80%之内，当孔内回水清净，继续冲洗10～20分钟，但总冲洗时间不少于30分钟。对于钻孔中发现复杂地层时，是否进行冲洗及如何冲洗，及时报告监理工程师，确定冲洗方案。
清孔完毕后对该段进行压水试验，计算出透水率，记录好试验参数，经监理工程师验收合格后，进入灌浆工序。如遇岩溶发育、破碎带等漏水量大的孔段，确实雅法做压水试验的，在报请监理工程师批准后，可不进行压水试验，按规范规定：钻孔结束后，孔内的残留物不得超过20cm。
3.10 拔套管。某一孔位灌浆全部结束后，利用拔管机及时将套管拔出。
3.11 封孔。为保证坝体安全，单孔灌浆完成后做好封孔工作。基岩部分，利用灌浆泵压入水泥砂浆；坝体覆盖层部分，利用3：1水泥粘土浆，利用灌浆泵送入，一次完成后及时观察，如发现浆液下漏，及时补灌。
3.12 质量检查检测内容和标准。高压喷射灌浆防渗板墙质量检查、检测内容和标准。
注：标有Δ为主要检测项目
4 施工要点
4.1 喷射注浆前要检查高压设备和管路系统。设备的压力和排量必须满足设计要求，使用高压泵时，应对安全阀进行测定，其运行必须可靠。管路系统的密封圈必须良好，个通道和喷嘴内不得有杂物。
4.2 下注浆管时，以预防风、水喷嘴被泥砂堵塞。在插管前用一层塑料膜包扎好喷咀。
4.3 喷射注浆时要注意设备开动顺序。对三重管，首先空载起动空压机，待运转正常后，再空载起动高压泵，然后同时向孔内送风和水，使风量和泵压逐渐升高到规定值。风、水畅通后，若为旋喷即可旋转注浆管，并开动注浆泵，先向孔内送请水，待泵压泵量正常后，可将注浆泵的吸水管移至储浆桶开始注浆。待估计水泥浆的前峰已流出喷头后，才可开始提升注浆管，自下而上喷射注浆。
4.4 喷射注浆过程中需拆卸注浆管时，首先停止提升和回转，同时停止送浆，然后逐渐减少风量和水量，最后停机。拆卸完毕继续喷射注浆时，开机顺序遵守第4.3条规定。
4.5 喷射注浆完毕后，即可停风、停水，继续用注浆泵注浆，待水泥浆从孔口返出后，即可停止送浆，然后将注浆泵的吸水管移至清水箱，抽吸定量清水将注浆泵和注浆管路中的水泥浆顶出，然后停泵。
4. 所用水泥浆，水灰比严格按设计规定不随意更改。要保证水泥质量，水泥均过筛，其细度在标准筛上（4900孔/m2）的筛余量不大于15%，绝不使用受潮或过期的水泥，在喷射注浆过程中应严防水泥浆沉淀。
4.1 为避免固结体尺寸上大下小或增大固结体尺寸，可采用提高喷射压力，泵量或降低回转与提升速度等措施，也可采用复喷工艺：第一次喷射时，不注水泥浆液。初喷完毕后，将注浆管边送水边下降到初喷开始的深度，再抽送水泥浆，自上而下复喷。
4.8 处理好冒浆，及时清除沉淀的泥渣，在砂层用单管或双重管喷射时，可利用冒浆补灌已施工的桩孔，但在粘土层，淤泥中喷射或用三重管喷射时，因冒浆中掺入粘土和清水，因此不宜用冒浆回灌。
4.9 喷射注浆过程中，随时注意观察冒浆情况，以及时了解土层情况、喷射效果和喷射参数是否合理。采用单重管或二重管喷射注浆时，冒浆量小于注浆量20%为正常现象；超过20%或完全不冒浆时，应查明原因并采取相应措施。若地层中有较大空隙，引起不冒浆，可在浆液中掺入适量速凝剂或增大注浆量；若冒浆过大，可减少注浆量或加快提升和回转速度，也可缩小喷嘴直径，提高喷射压力。采用三重管喷射注浆时，冒浆量应大于高压水的喷射量，但其超过量应小于注浆量的20%。
5 常见故障及处理措施
5.1 不冒浆或断续冒浆。
5.1.1 若土质松软造成，可适当复喷。
5.1.2 附近有空洞、通道，则应不提升注浆管继续注浆直至冒浆为止或拨出注浆管待浆液凝固后重新注浆。
5.2 大量冒浆压力稍有下降。注浆管可能补击穿或有孔洞，应拨出注浆管进行检查。
5.3 压力骤然上升。喷嘴或管路被堵塞，可采取以下措施：
5.3.1 在高压泵和注浆泵的吸水管进口和泥浆储备箱中设置过滤网，并经常清理。高压水泵的滤网筛孔规格以1mm左右为宜，注浆泵和水泥储备箱的滤网规格以2mm左右为宜。
5.3.2 认真检查风、水、浆的通道；在下注浆管前用薄塑料包括好风、水喷嘴；遵守设备开动顺序，避免高压水和风的通道在压力较低的情况下，被泵送的水泥浆侵入造成堵塞。
5.3.3 注意注浆泵的维护保养，保持注浆过程不发生故障，避免水泥浆在管道内沉淀。
5.3.4 喷射过程中水泥供不应求时，应将注浆管提起一段距离，抽送清水将管道中的水泥浆顶出喷头后再停泵。
结束语
高压灌浆工程属于隐蔽工程，施工时必须严格控制施工参数才能确保施工质量。高喷管的提升速度、水泥浆液的比重、灌浆的压力、回浆量等是施工控制的关键。该技术具有设备简单、功效高、技术可靠、防渗效果良好、工程造价合理、施工条件要求低等优点，可广泛应用于防渗工程中。
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发表于 2020-6-17 07:49:58
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