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高喷灌浆技术在水利工程中的应用

一、高喷灌浆技术概述

高压喷射灌浆技术自二十世纪七十年代由日本引进我国，后逐渐在各建筑行业领域推广应用。先普遍应用於建筑物的地基加固，提高地基承载能力，在该领域取得了令人满意的效果，在理论上对软基处理有了新的模式。后期在水电水利工程中进行高喷防渗处理取得成功的经验。

高喷灌浆在水电水利行业中广泛地应用於水工程建筑物的防渗工程中，水工建筑高喷灌浆防渗墙有别於地基加固，如何在复杂的地层下建筑高标准的防渗墙，又提出了一个高新的课题。高喷灌浆防渗墙适用认淤泥质土，粉质粘土、粉土、砂土、砾石、卵（碎）石等松散透水地基或填筑体内的防渗，由於高喷灌浆射流的能量很大，当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素在很小的区域内产生效应，从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土、均有具大的冲击和搅动作用。将注入的浆液和土搅混拌和凝固成新的凝结体，从而起到了良好的防渗效果。但对含有较多漂石、块石的地层以及坚硬密实的其它土层，因高压喷射流可能受到阻挡或削弱冲击破碎力和影响范围急剧下降，防渗效果可能达不到预期防渗目的。

多年来水电水利行业在复杂多变的地质条件下，在多种

规模的水土建筑物中，建成了大量的高喷灌浆防渗墙。对高喷技术有了新的发展和要求，重要的地层、复杂的或深度较大的高喷墙工程，都要进行施工现现场试验，即选择有代表性的地层，试验采用单孔和不同孔距、排距的成墙，确定高喷灌浆的方法、有效的施工参数、浆液性能、适宜的孔距、排距及墙体防渗性能。

二、高喷墙的结构形式与作用

水工建筑物防渗工程高喷灌浆墙属于地下隐蔽工程，由所在工程要求和地质条件而决定高喷形式，一般可采用旋喷、摆喷、定喷三种形式，每种形式又可采用三管法、双管法和单管法。由此组成高喷墙的基本组合结构形式：1、旋喷套接；2、摆喷对接；3、摆喷折接；4、定喷对接；5、定喷折接；基它高喷墙的结构形式都采用此组合派生出来的结构形式。如：旋喷摆喷搭接；旋喷定喷搭接；双排定喷墙；多排旋喷组合结构形式。

各种形式的高喷墙基适应范围所要求的地层条件是不同的。定喷和小角度摆喷适用于粉土和砂土地层；大角度摆喷和旋喷适用於泥质土、粉质粘土、粉土、砂土、砾石、卵（原碎）石等松散透水地基；承受水头较小的或历时较短的高喷墙，可采用摆喷折接或对接，定喷折接形式；在卵（碎）砾石地层中，深度小于20m时，可采用摆喷对接或折接形式；对摆喷角不宜小于60。，折接摆角不宜小于30。；深度大於20m

小於30m时，宜采用两排或三排旋喷套接形式或基它组合形式。

高喷墙体渗透系数，抗压强度与多种因素有关，高喷墙体的渗透破坏比降更不易准确确定，有资料提出破坏比降为500～2000，允许比降80～100，作为参考值进行设计施工。

三、高喷防渗墙成墙工作原理

高喷施工方法在工程实际应用中均是采用地质钻机预先进行引孔作业，成孔后，由高喷台车进行高压喷浆作业，采用三管工艺施工摆喷防渗墙。三管摆喷工作原理：经由三个同心的三重管，分别喷射高压水、压缩空气和水泥浆液。灌浆管底段设有两个喷嘴，下边是水泥浆喷口，上面是一个同心环形的水、气喷口，由高压水泵提供高压水，通过高压水管输至喷杆内，由水嘴喷出，形成高压射流切割破坏地层。当它连续和集中的作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土均有巨大的冲击和搅动作用，空压机产生的压缩空气从气嘴中喷出，在高压水射流外圈形成保护导，防止高压水束能量过早扩散，压缩气被切割的地层起搅拌和置换作用，同时喷入水泥浆与土体搅拌混合，充填与置换形成水泥土混合体。喷射时在一定角度内来回摆动并提升喷杆，形成一个扇形，凝固成新的凝结体，从而起到了良好的防渗效果。

四、高喷防渗墙施工设计

高喷防渗墙设计分别为高压摆喷防渗墙和静压灌浆防渗墙。防渗墙最小厚度不小于12cm，摆喷防渗墙设计为折线形式，固结体轴线与钻孔中心线成25。夹角，摆喷角度25。~30。。

高喷墙质量技术指标要求：

墙体有效厚度：摆喷≤20cm墙体最小厚度：摆喷≥12cm抗压强度：R28≥4Mpa

墙体渗透系数：K≤i×10-7cm(1≤i10)允许渗透比降：J60

五、高喷防渗墙的施工准备

1、测量放线

根据水设院戡测提供的大地坐标点，进行复核并布设施工测量控制网，复核所提供的坐标点，布设一条二级复合导线；水准高程控制按四等水准测量，做一条复合路线和闭合线路。

施工放样测量利用二级导线点的测量成果，根据图纸提供的防渗墙起点、终点坐标，施放到实际位置，确保位置准确无误以便施工。

2、