淺析水利工程中水閘加固施工技術

林堅

(湛江市河川工程建設監理有限公司，廣東 湛江 524037)

一、高壓噴射注漿法概論

高壓旋噴注漿法是在化學注漿法的基礎上，采用高壓水射流切割技術而發展起來的。高壓噴射注漿就是利用鉆機鉆孔，把帶有噴嘴的注漿管插至土層的預定位置后，以高壓設備使漿液成為20Mpa以上的高壓射流，從噴嘴中噴射出來沖擊破壞土體。部分細小的土料隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力，離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例有規律地重新排列。漿液凝固后，便在土中形成一個固結體與樁間土一起構成復合地基，從而提高地基承載力，減少地基的變形，達到地基加固的目的。

二、高壓噴射灌漿技術簡介

2.1 高壓噴射灌漿技術

高壓噴射灌漿技術是構筑地下防滲墻，加固軟弱地基及透水層防滲，起到沖切摻攪、升揚置換、充填擠壓、滲透凝結、位移等作用。其機理如下：利用鉆機把帶有噴嘴的灌漿管置入至土層預定的深度后，以40Mpa的壓力把漿液或水從噴嘴中噴射出來，形成噴射流沖擊破壞土層，形成預定形狀的空間，當能量大、速度快和脈動狀的噴射流的動壓力大于上層結構強度時，土顆粒便從上層中剝落下來，一部分細粒土隨漿液或水冒出地面，其余土顆粒在射流的沖擊力、出心力和重力等作用于，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質量大小，有規律地重新排列。

2.2 高壓噴射灌漿技術的優點

2.2.1 施工簡便靈活。設備較輕便，機動性強，施工時只需在上層中鉆一個孔徑為50mm或500mm的小孔，其徑孔比大于10，因而能貼近已有建筑物基礎建設新建筑物。

2.2.2 可垂直噴射也可傾斜和水平噴射。采取在地面進行垂直噴射灌漿，在隧道、礦井巷道 程、地下鐵道建設中，采用傾斜和水平噴射灌漿。

2.2.3 耐久性好。用高壓噴射灌漿加固的地基工程，能得到預期的、穩定的加固效果并有較好的耐久性，可以用于永久性工程。

2.2.4 漿液可回收。高壓噴射灌漿法在施工時有一定的冒漿及漿液沿著管壁冒出地而，一般在10～20%左右，這樣漿液材料就有一定的耗費；但在三重管法中可以回收再利用一部分漿液，或把冒出地面的漿液再壓入地下。

三、施工流程

3.1 鉆孔

首先把鉆孔對準鉆孔，用水平尺掌握機身水平，墊穩機架。控制鉆孔偏差不大于1～2cm。鉆孔要達到設計底高程。鉆進記錄要完整，終孔應經現場值班技術員和現場監理員簽字認可，不得擅自終孔。宜采用磨盤鉆造孔，一般鉆進5m，用測斜儀測一次，發現孔斜率超過規定應隨時糾正。造孑L過程中做好充填堵漏，使孔內泥漿保持正常循環，返出孔外，直至終孔。鉆進時應注意保證鉆機垂直，偏斜率應≤l%。

3.2 下噴射管

下噴射管前檢查漿、氣嘴的暢通情況，漿、氣嘴要密封，以防堵塞；將噴射管下放至設計深度，將噴嘴對準噴射方向不準偏斜是保證防滲墻質量的關鍵。如噴管未能下到要求孔深，應起管移機掃孔，重新安放噴射管。

3.3 噴射灌漿

高壓擺噴滲墻和高壓旋噴樁均采用水、氣、漿三重管高壓噴射。1800雙嘴噴頭的噴管下至設計深度后，送入合符要求的水、氣、漿，噴射；待灌入的漿液冒出孔口后，按預定的提升、旋轉、擺動速度自下而上邊噴射邊轉動、擺動，邊提升直到設計高度，停送水、氣、漿，提出噴射管；孔口有水泥漿冒出后，即可按規定提升速度提升噴射管，直至達到設計的樁頂高程。

3.4 清洗充填

噴射完畢后，應及時將個管路沖洗干凈，不得留有超重殘碴，以防噴下一孔堵管。高噴灌漿至設計頂部高程后，噴頭提出孔口，繼續向孔內注入水泥漿，保證孔內漿液高度，隨沉隨補，直到孔口漿液不再下沉為止。在地形較平坦的位置，可沿灌漿孔孔口開挖或回填一條深度30～40cm的溝槽，利用灌漿時的回漿補填周同已噴孔孔口，保證灌漿孔回填及時。為解決凝吉體頂部因漿液析水而出現的凹陷，當該孔噴射結束后，隨即向噴射孔進行充填灌漿，直至孔口漿液面不再下沉為止。

四、灌漿工藝

4.1 長樁高壓噴射工藝

由于天然地基的地質比較復雜，沿著深度變化大，往往有多。種土層，其密實度、含水量、上粒組成和地下水狀態等有很大差異和不同。若采用單一的技術參數來噴射長樁，則會形成直徑大小極不勻稱的固結體，導致旋噴樁直徑不一，使承載力降低，旋噴樁之間交聯不上等問題。因此長樁的噴射工藝是，對硬上、深部土層和土粒大的卵礫石要多噴些時間，適當放慢提升速度和旋轉速度或提高噴射壓力。

4.2 復噴工藝

在不改變噴射技術參數的條件下，對同一土層作重復噴射 (噴到頂再放下重噴該部位)，能增加上體破壞有效長度，從而加大固結體的直徑或長度并提高固化強度。復噴時可先噴水最后一次噴漿或全部噴漿。復噴的次數愈多固結體增徑加長的效果愈好。

4.3 冒漿處理工藝

在旋噴過程中，往往有一定數量的土顆粒，隨著一部分漿液沿著灌漿管管壁冒出地面。通過對冒漿的觀察，可以及時了解地層狀況、判斷旋噴的大致效果和核定旋噴參數的合理性等。根據經驗，冒漿量小于灌漿量20%者為正常現象，超過20%或完傘小冒漿時，心查明原因及時采取相應措施。流量不變而力突然下降時，應檢查各部位的泄漏情況，必要時拔出灌漿管，檢查封密性能；出現不漿或斷續冒漿時，若是上質松軟則視為正常現象，可適當進行復噴；若是附近有空洞、通道，則應不提升灌漿繼續灌漿直到冒漿為止，或拔出灌漿管待漿液凝固后重新灌漿直至冒漿為止，或采用速凝漿液，使漿液在灌漿管附近凝固。

4.4 同結體控形工藝

固結體的形狀，可以調節噴射壓力和灌漿量、改變噴嘴移動方向和速度予以控制 根據工程需要，可噴射成如下幾種彤狀的同結體：圓盤狀一只旋轉不提升或少提升；墻壁狀一只提升不旋轉，噴射方向固定；圓柱狀一邊提升邊旋轉；大底狀在底部噴射時，加大噴射壓力、做重復旋噴或減低噴嘴的旋體提升速度：葫蘆狀一在底部噴射時，加大噴射壓力、做重復旋噴或減低噴嘴的旋轉提升速度；大帽狀一到土層上部時加大壓力或做重復旋噴或減低噴嘴旋轉提升速度；扇形狀一邊往復擺動，邊提升。在做完控形一r藝后，要求同結體達到勻稱，粗細和長度差別不大。

4.5 防縮工藝

當采用純水泥漿液進"噴射時，在漿液與土粒攪拌混合后的凝固過程中，由于漿液析水作用，一股均有不剛程度的收縮，造成在崮結體頂部出現一個凹穴，凹穴的深度隨地層性質、漿液的析出性、固結體的直徑和全長等因素同而不同，噴射長固結體一般凹穴深度在0.3～lm,單管施噴的凹穴深度最小，約0.1～0.3m；二重管旋噴次之；三重管旋噴最大，約0.3～lm極為不利的，必須采取有效措施于以消除。

4.6 提高樁身強度工藝

采用單管分噴或多重管新r藝，其特點是高壓切割與中壓灌漿分兩步進行。高壓訓割后孔內是深泥漿，實質上是成孔，再經中灌漿，實質上是成孔，再經中壓灌漿，形成的固結體含土量低，強度高。這樣雖然施工時間增加了近一倍，但從根本上保證了樁身強度。及時補漿，由于水泥的收縮離析作用，注漿后必須及時補漿，才能保證樁長及不斷樁。一般在灌漿后2小時以內補漿，甚至可補入干水泥。

結語

高壓噴射灌漿技術對水閘上部結構影響較小，具有施工簡便、可控性強、安全性高、工程造價低等特點，進行水閘地基加固和糾偏具有明顯的優越性，具有廣泛的推廣應用價值，高壓噴射灌漿用于水利工程地基糾偏尚屬首創。

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