淺析水利水電工程中的振孔高噴技術

羅學明 劉作葵

【摘要】本篇文章主要介紹了振孔高噴技術在水利水電工程中的應用，先闡述了該技術所具有的優點及操作配備，再以實際施工項目為例，分析振孔高噴技術在導流圍堰、基礎防滲等方面的應用并對振孔高噴的技術創新進行說明，以方便讀者更好的了解該項技術。

【關鍵詞】水利水電工程；振孔高噴技術；應用；創新

前 言：

振孔高噴技術是目前廣泛應用于水利水電工程項目中的一項基礎性技術，涉及到基礎加固、截水防滲等多個施工環節。目前，使用振孔高噴技術可以在深度超過20m的地下進行工作處理，它主要通過擺動或是旋轉的噴射方式來進行注漿，具有很高的靈活性，相比較其它技術方式，其應用成本也較低，因此研究振孔高噴技術在水利水電工程中的應用具有現實作用。

1.振孔高噴技術的優越性及操作配備

1.1振孔高噴優越性

第一，工作程度簡便。振孔高噴操作工藝的特點之一是造孔工作和下管工作可一起進行，它利用振動器將高噴管送到指定地點，該地點是預先經過設計好的位置，所使用的振動器功率也較高。第二，工作效率高。該技術下只需要使用液壓設備適當移動高噴管，就可以繼續下一孔作業，有利于提高工作效率。第三，復噴方便。這種技術可以在預定條件下對已經噴過的地區進行復噴，這有利于墻體質量優化，同時通過噴射的方式進行施工也有利于節省資源。

1.2振孔高噴技術操作配備

該技術工藝在應用過程中常用設備參見表1。

表 1

該技術操作主要應用振動高噴管，這是振孔高噴中用于成孔的工具，同時也是用來進行高噴作業的。振動高噴管通過與振動器相連接來調節自身狀態，從而確保與地面垂直。此外，該技術應用對噴射工作所需用的設備要求不高，同傳統噴射設備性能相似，只是采用機械振動的方式。在實際操作之前，對于噴頭的參數需依據實際工程需要來進行調整，以保證符合施工情況。

2.振孔高噴技術在導流圍堰中的應用

以××水電站為例，該工程在導流圍堰施工過程中應用到了振孔高噴技術并取得良好效果。現階段，這種技術已經可以在比較堅硬的基巖處進行施工且在定噴基礎之上衍生出了擺噴和旋噴等技術。

2.1實際操作布置

在導流圍堰施工中，振孔高噴技術的操作布置同常規高噴技術的類似，主要的布置依據是結合施工當地地理條件及具體施工要求來進行設備布置，通常考慮以下因素：①成本與安全；②工藝要求；③便于交叉作業；④有利于解決突發問題。

2.2施工工藝

在該水電站施工中，振孔高噴技術的施工工序主要分為9個環節，具體操作詳見圖1.

圖 1

其中，在導流圍堰中該技術的應用采用三管定向噴射工藝，通常情況下噴射角度選擇在9°-10°之間。施工時，單獨一組提升和振入過程中是不需要進行接管的，通常以輪流或二次噴灌的方式依次按照振孔順序來進行操作。

在施工過程中施工單位要注重對施工順序的管理工作，保證工程有條不紊的完成，在灌噴過程中要以孔口返漿為噴灌完成標志，同時注意對于一些噴灌不足的孔及時進行補漿，從而保證施工質量。

2.3技術分析

該項目在使用振孔高噴技術進行導流圍堰工作時，雖然操作工序上只有兩個步驟，但這種技術應用卻解決了不少難題。首先，造孔效率高。該技術在進行鉆孔時，可以利用高壓設備對土地進行破壞，這使得它的打孔速度要比常規打孔方式快出1倍速度以上。其次，振管剛度高，這樣可以降低孔斜影響施工整體質量。第三，該技術采用強力振入的方式進行施工，同時可以配合以高壓水振進，如果遇到阻礙可以進行重復振動。最后，振進和提升無需像常規高噴技術一樣要分次進行作業，不用卸管的操作方式在很大程度上解決了堵管問題。

3.振孔高噴技術在防滲工作中的應用

以××水利工程為利，該工程使用振孔高噴技術來防范該水利工程的基礎滲漏。在參數選擇時，該工程是在參考了以往的經驗的基礎之上依據振孔高噴技術要求來進行選擇的。先對開挖處進行檢查，再通過一系列試驗來確定該技術所使用的水速、壓力等，以保證相關參數設計的科學合理，其中，參數設計試驗主要包擴圍井試驗等。

3.1制漿

該工程所使用的高噴漿液為普通的水泥漿，成分主要是硅酸鹽，壓強為32.5MPa。其中水是石灰的1.25倍，水泥量為620kg/m3，在制漿之前均要使用篩網過濾，但是需要掌握好時間保證制漿完成的時間不多于4小時。

3.2振孔

振孔高噴技術在振孔之前要先做好基礎準備，通常是供風3m3/min，供漿50L/min且壓強保持在7MPa左右。等到管口有漿液冒出以后便可以正式開始振孔工作。首先振動錘開啟并向下進行振動，通常速度在3.5m/min左右，同時振動時盡量保證勻速，如果孔口冒漿不足，則可減緩振孔速度，確保振管可以倍放置在設計位置。

3.3噴漿

當振孔到達規定位置且可以正常冒漿之后，便可以開始進行噴漿工作，通常進行提升時速度控制在每分鐘0.45m、漿量控制在每分鐘80L左右最為合適，注意開始提升時一定要速度緩慢，直到提升位置到達規定高程以后降低漿壓、緩慢提速直至拔出。

4.振孔高噴技術創新

4.1設備改進

專用于振孔高噴技術工藝的使用設備我們將其稱為設備主機，它區別于傳統高噴技術所使用的設備，具有一定優勢。該設備主機是由天車、底盤及其它一系列相關構件所組成，其中工作平臺上設置有固定尺度的鋼管作為設備移動軌道，支持設備移動的動力為液壓油缸。它的走管方式具有鉆孔精確、使用安全、穩定性高等優點，十分適合堤壩等施工地段，但是沒有轉向功能，同時也無法進行橫向移動，這不利于短軸線施工。目前，新研制出的一種液壓平移轉向設備轉化了上述設備的劣勢，利用液壓來操控設備轉向和移動使該設備適用范圍擴大，進一步平穩了其使用性能。

4.2新型工藝

切噴成墻工藝。孔距是確保高壓噴漿順利進行的重要參數之一，首先，在允許條件下，施工方都想加大孔間距以降低成本。其次，定噴施工時，想加大噴射距離除了使用高壓噴射以外，還可以采用讓兩兩噴嘴間的距離變寬的方式。這種情況之下，切噴成墻工藝便產生了。首先把鉆頭從原有的圓形改變為長條形，同時把兩側噴嘴間距擴大1倍左右，這樣可以有效增加噴射距離，目前這種工藝已經在一些堤防項目中投入使用并取得良好成果。

切槽成墻工藝。如果施工地段土質適合，可以將上文中提到的一字形切頭的大小適當增加，通常可以將其尺寸加大0.7m左右，必要時也可以直接使用高壓注入水泥漿，讓其直接形成墻體。但是為了讓槽孔可以持續工作，工藝上可以使用兩個一字形切頭來進行施工，位置擺放上兩個切頭要適量重合，它能保證施工連續性，因此在一些防滲施工中取得極佳效益。

小 結：

綜上所述，振孔高噴技術在水利水電工程施工中的應用作用較大，特別是在導流圍堰、基礎防滲等工作中都取得了良好的技術成果，目前，該種技術之下已經逐漸衍生出新的技術工藝以滿足水利水電工程建設所需，相信隨著今后科研工作的繼續，該項技術會更加完善，從而更多的在水利水電施工中發揮自身優勢。

參考文獻：

[1]李培，陳瑞亮.關于高噴法施工工藝的探討[J].長江工程職業技術學院學報.2010（03）

[2]蔡海燕.在松散漂卵石地層中高噴試驗的研究[J].勘察科學技術.2010（05）

[3劉啟國.新三管中壓漿往復高噴墻施工[J].水利水電施工.2011（02）