高壓噴射灌漿技術(shù)施工工藝和質(zhì)量控制

　　0引言

　　高壓噴射灌漿基本原理是借助于高壓射流沖擊、破壞被灌地層結(jié)構(gòu)，同時(shí)灌入水泥漿或混合漿，使?jié){液與被灌地層顆粒摻混，形成符合設(shè)計(jì)要求的凝結(jié)體，借以達(dá)到加固地基和防滲的目的。

　　1灌漿的概念及作用

　　灌漿（Grouting），就是將某種具有流動(dòng)性和膠凝性的漿液，按一定的配比要求，通過鉆孔用灌漿設(shè)備壓入建筑物或其基礎(chǔ)部分縫隙中的措施。灌漿又稱注漿，其實(shí)質(zhì)是使?jié){液在被灌載體中滲透、擴(kuò)散、充塞，經(jīng)一定時(shí)間后凝固和硬化，從而達(dá)到加固載體和抗?jié)B防水的目的。

　　灌漿的作用主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：充填作用。漿液凝成的結(jié)石將地層空隙充填起來，可以阻止水流通過，提高地層的密實(shí)性；壓密作用。在漿液被壓入的過程中，將對(duì)地層產(chǎn)生擠壓，從而使那些無法進(jìn)入漿液的細(xì)小裂隙和孔隙受到壓縮或擠密，使地層密實(shí)性和力學(xué)性能都得到提高；粘合作用。某些漿液的膠凝性質(zhì)可以使己經(jīng)脫松的巖塊、建筑物裂縫等充填并粘合在一起，使其聯(lián)合承載能力得到改善；固化作用。某些漿材（例如水泥和某些化灌材料）可與地層中的粘土等松軟物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將其凝固成堅(jiān)固的“類巖體”。

　　2高壓噴射灌槳技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

　　2.1適用范圍廣。高噴灌漿可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特別是用于工程建成之后，顯示出不損壞建筑物的上部結(jié)構(gòu)和不影響運(yùn)營使用的長處。

　　2.2施工簡便。施工時(shí)只需在土層中鉆一個(gè)孔徑為50mm或300mm的小孔，便可在土中噴射形成0.4～4.0m的固結(jié)體，因而能貼近已有建筑物基礎(chǔ)建設(shè)新建筑物。

　　2.3固結(jié)體形狀可以控制。為滿足工程的需要，在噴射過程中，可調(diào)整旋噴速度和提升速度，增減噴射壓力，可更換不同孔徑噴嘴改變流量，使用固結(jié)體成為設(shè)計(jì)所需要的形狀。

　　2.4料源廣闊、價(jià)格低廉。噴射的漿液是以水泥為主，化學(xué)材料為輔，除了在要求速凝超早強(qiáng)時(shí)使用化學(xué)材料外，一般的地基工程使用價(jià)格低廉的425號(hào)普通硅酸鹽水泥。此外，還可以在水泥中加人一定數(shù)量的粉煤灰，這不但利用了廢材，又降低了注漿材料的成本。

　　2.5設(shè)備簡單、管理方便。高壓噴射灌漿全套設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少，能在狹窄和低矮的現(xiàn)場施工，且施工管理簡便：在單管、二重管、三重管噴射過程中，通過對(duì)噴射的壓力、吸漿量和冒漿情況的量測，即可間接地了解其效果和存在的問題，以便及時(shí)調(diào)整噴射參數(shù)或改變工藝，保重固結(jié)質(zhì)量。在多重噴射時(shí)，更可以從屏幕上了解空間形狀和尺寸后再以漿材填充之，施工管理十分有效。

　　3高壓噴射灌槳的工藝與施工要點(diǎn)

　　3.1鉆孔造孔過程中做好充填堵漏，使孔內(nèi)泥漿保持正常循環(huán)，返出孔外，直至終孔。跟管鉆進(jìn)，邊鉆進(jìn)邊跟入套管，直至終孔。鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)注意保證鉆機(jī)垂直，偏斜率應(yīng)≤1%.

　　施工中需注意，當(dāng)孔深達(dá)到設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)提取巖芯，經(jīng)檢驗(yàn)認(rèn)可后方可終孔。終孔后要測斜驗(yàn)收，合格后搬遷孔位。

　　3.2下入噴射桿泥漿固壁的鉆孔可以將噴射桿直接下入孔內(nèi)，直至孔底。跟管鉆進(jìn)的鉆孔，有2種情況：①拔管前在套管內(nèi)注入密度大的塑性泥漿，注滿后起拔套管，邊起拔邊注入，使?jié){面長期保持與孔口齊平，直至套管全部拔出，而后再將噴射桿下入孔內(nèi)直至孔底。②也可先在套管內(nèi)下入管壁均勻的PVC管，直到套管底部，起護(hù)壁作用，而后將套管全部拔出，再將噴射桿下入到管底部。

　　3.3高噴施工施工中所用技術(shù)參數(shù)因使用高噴的方法不同而不同。所用的灌漿壓力不同，提升速度也有差異。對(duì)各類地層而言，若使用同一種施工方法則水壓、氣壓、漿壓的變化不大，而提升速度變化，是影響高噴質(zhì)量的主要因素。

　　一般情況下，確定提升速度應(yīng)注意下列問題：①因地層而異在砂層中提升速度可稍快，砂卵（礫）石層中應(yīng)放慢些，含有大粒徑（40cm以上）塊石或塊石比較集中的地層應(yīng)更慢。②因分序而異先序孔提升速度可稍慢，后序孔相對(duì)來講可稍快。③高噴施工中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)返漿量減少時(shí)宜放慢提升速度。

　　此外，還需對(duì)進(jìn)漿量進(jìn)行控制。除在制漿過程中嚴(yán)格控制水泥用量、保證漿液濃度外，對(duì)進(jìn)水量同樣要嚴(yán)格控制，方可保證進(jìn)漿量。

　　3.4墻體位置的確定根據(jù)設(shè)計(jì)要求平整好場地，要求場地內(nèi)地下無障礙物，對(duì)某些作業(yè)地基軟、不平整，有可能引起整機(jī)翻倒引起事故的地段，一定要采取防范措施，在平整場地上對(duì)墻體中心線進(jìn)行測量定位。

　　3.5噴墻管理應(yīng)控制好掘進(jìn)速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小應(yīng)使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和斷漿現(xiàn)象，保證墻體均勻，無夾心層，若發(fā)生管道堵塞或因故短暫停機(jī)，應(yīng)迅速搶修。如噴射過程中因發(fā)生事故停噴超過1h～2h，就需要做特殊處理方才能繼續(xù)噴灌，恢復(fù)噴射時(shí)要求從停噴深度以下0.5m開始提升噴射。

　　3.6質(zhì)量檢測

　　3.6.1防滲墻的滲透性。灌漿施工結(jié)束待防滲墻體凝固30d后，將550m的灌漿壩段分為4個(gè)檢查段，在這4處設(shè)置防滲檢查試驗(yàn)圍井，用注水試驗(yàn)測定封閉圍井的滲透性來判斷防滲墻質(zhì)量。從試驗(yàn)結(jié)果看，防滲墻質(zhì)量均達(dá)到優(yōu)或良。

　　3.6.2防滲墻的連續(xù)性及厚度。施工結(jié)束30d后，采用地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)對(duì)防滲墻的連續(xù)性和厚度進(jìn)行檢測，查驗(yàn)防滲是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的平均厚度，以及防滲墻體方向和垂向深度的連續(xù)性是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　3.6.3防滲墻體結(jié)石體的強(qiáng)度。分別在檢查段之間防滲墻交叉接觸位置布置檢查孔，在檢查孔的中部取樣品做物理力學(xué)試驗(yàn)，以查驗(yàn)施工是否達(dá)到了工程設(shè)計(jì)要求。

　　4高噴技術(shù)施工中需注意的事項(xiàng)

　　為保證高噴防滲墻的連續(xù)性，則必須要使各孔的凝結(jié)體在有效范圍內(nèi)牢固可靠連接上，為此如何選用結(jié)構(gòu)布置形式和孔與孔的距離則很重要。

　　高噴形成的凝結(jié)體的形狀與噴射的形式有關(guān)，噴射形式一般有旋噴、擺噴和定噴三種。噴射時(shí)若邊提升邊旋轉(zhuǎn)，則凝結(jié)體的形狀為圓柱體，若邊提升邊擺動(dòng)則形成的凝結(jié)體形狀為啞鈴狀，若只提升和定向噴射則可形成板狀。

　　在防滲工程中，孔距的選擇至關(guān)重要，它不僅關(guān)系到凝結(jié)體能否可靠地連接，而且也影響工程的進(jìn)度、造價(jià)?？拙鄳?yīng)根據(jù)地層的地質(zhì)條件，對(duì)防滲性能的要求、高噴灌漿的施工方法和工藝、結(jié)構(gòu)形式、孔深及其它因素綜合考慮而定。應(yīng)控制好掘進(jìn)速度和灌漿壓力、提升速度，送氣量的大小，應(yīng)使?jié){液成沸騰狀為宜。灌漿階段漿液不能發(fā)生離析和不允許發(fā)生斷漿現(xiàn)象，保證墻體均勻，無夾心層，若發(fā)生管道堵塞或因故暫停機(jī)，應(yīng)迅速搶修。

　　5結(jié)語

　　灌漿技術(shù)作為水工建筑物地基處理中常用和重要的工程措施，在大壩壩基防滲和加固處理中得到廣泛的應(yīng)用大多數(shù)水庫、大壩的地基均需進(jìn)行處理后，才能達(dá)到穩(wěn)定與防滲的要求隨著水利水電建設(shè)的發(fā)展，國內(nèi)可用于修建水庫、大壩比較好的地基也越來越少，因此，灌漿技術(shù)在水利工程地基處理中已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的技術(shù)手段。