水利泵站施工中高噴防滲墻技術(shù)淺析

高 健，劉邦俊

（南京市水利規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京 210000）

泵站作為輸配水工程的水頭動力來源，關(guān)乎整個工程的安全運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)社會效益的發(fā)揮。工程基礎(chǔ)的滲漏問題是危及泵站安全運(yùn)行的最大隱患，因此，采取必要的工程措施做好防滲處理十分必要。高噴防滲墻技術(shù)作為泵站常用的防滲措施具有施工簡單，防滲效果好等優(yōu)點(diǎn)。因此有必要對高噴防滲墻技術(shù)做系統(tǒng)的分析，以便推廣應(yīng)用。

1 高噴防滲墻技術(shù)

高噴防滲墻技術(shù)是指在普通鉆孔切割地面土體結(jié)構(gòu)的操作基礎(chǔ)上，向鉆孔中噴射高壓射流從而改變其原有性能，之后在鉆孔中加入適量的混合漿液并使土體和漿液融合，凝固后形成高強(qiáng)度、高質(zhì)量的防滲體系[1]。與其他技術(shù)相比，高噴防滲墻技術(shù)簡單易行、成本低廉，且防滲效果極佳，是水利泵站工程中的首選防滲技術(shù)[2]。

1.1 準(zhǔn)備工作

水利泵站是水利工程中重要的工程項目，必須建立系統(tǒng)化管理體系、科學(xué)施工。施工前需做好各方面的準(zhǔn)備工作。具體如下：（1）確定工程建設(shè)的施工地點(diǎn)，精準(zhǔn)掌握施工地點(diǎn)的具體情況，及時清理場地的雜物，確保場地平整。防止場地因素影響施工過程防滲性能的不達(dá)標(biāo)。（2）確保施工所用的機(jī)械設(shè)備、原材料等齊全，并檢查符合規(guī)格要求，以便工程順利進(jìn)行。（3）確保施工隊伍的專業(yè)程度，要求每一位施工人員都具備良好的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)技能。（4）施工前進(jìn)行高噴試驗，分析試驗獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)，制定科學(xué)的施工方案，預(yù)測并避免可能發(fā)生的意外。

1.2 技術(shù)要點(diǎn)

利用高噴防滲墻技術(shù)進(jìn)行水利泵站工程施工時，應(yīng)先做好上述的準(zhǔn)備工作。然后在施工過程中注意以下要點(diǎn)：一是仔細(xì)研究施工圖紙，并確保施工所用的壓力、流速等數(shù)據(jù)符合相關(guān)規(guī)定。檢查管道的清潔程度和密封性，尤其要確保軟管接頭處的牢固性，良好的密封性是確保灌漿質(zhì)量的關(guān)鍵。二是在需要垂直施工的部分，保持一定的偏斜率，國內(nèi)施工通常選用低于1.5%的偏斜率，不僅有利于降低施工難度，還能提高工程質(zhì)量。三是基礎(chǔ)鉆孔打好后，噴射高壓射流時，應(yīng)隨時監(jiān)控管道情況，嚴(yán)格避免堵塞的發(fā)生，確保噴射過程順利進(jìn)行。四是在高壓射流噴射時，盡量使噴管連續(xù)地旋轉(zhuǎn)與提升，減少拆卸和重裝操作，能夠節(jié)約人力、節(jié)省工時。五是在攪拌噴漿的過程中，調(diào)和水灰比，并將攪拌好的水泥進(jìn)行妥善儲存，防止產(chǎn)生沉淀，影響水泥質(zhì)量。

高噴防滲墻技術(shù)中最為關(guān)鍵的操作是高壓噴射注漿過程，應(yīng)需要嚴(yán)格控制注漿質(zhì)量、氣壓等因素，實(shí)時監(jiān)控工程過程，出現(xiàn)意外時及時采取相關(guān)措施止損。例如當(dāng)遇到冒漿量瞬時降低等意外情況時，立即停止注漿操作，停止數(shù)小時以上，及時清理輸漿管道，清理干凈后方可重新進(jìn)行噴射。

1.3 泵站施工中的質(zhì)量控制措施

高噴射防滲技術(shù)進(jìn)行泵站施工的中，須對施工質(zhì)量進(jìn)行全方位、有力的控制。制定系統(tǒng)性的施工方案，不僅是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的前提，同時還能保證其科學(xué)性和合理性。施工前的準(zhǔn)備，首先要明確施工方案，對所用到的機(jī)械設(shè)備、原材料等進(jìn)行預(yù)先測試并備案，排除一切可能發(fā)生的機(jī)械隱患。由于泵站施工工程自身的特點(diǎn)（一般在地下），工程具有一定的隱蔽性，后期性能和使用情況的排檢登記工作難度很大，因此在施工過程中進(jìn)行嚴(yán)格的控制是非常關(guān)鍵的[3]。施工過程中實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制，需要工程管理者把主要精力放在鉆孔與噴漿兩大操作上，鉆孔是高噴防滲墻技術(shù)的基礎(chǔ)，決定工程的命脈，且能夠直接影響到泵站的防滲情況，因此必須充分重視鉆孔質(zhì)量；鉆孔使用的泥漿決定著鉆孔的質(zhì)量，除了潤滑作用和清潔污垢外，還能起到保護(hù)鉆頭的作用，對泥漿質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。粘度在17 s～20 s之間的泥漿潤滑效果最好，采用優(yōu)質(zhì)硼潤土作為主要原料，同時采用優(yōu)質(zhì)粘土作為輔料，且二者比重應(yīng)控制在1.2～1.3之間，除此之外還要保證膠體率高于90%，砂含量大于4%等。噴漿時應(yīng)重點(diǎn)控制材料質(zhì)量和制漿操作，水泥是漿體的主要成分，必須采用高質(zhì)量水泥[4]。由于水泥易沉淀、干結(jié)，所以必須要現(xiàn)用現(xiàn)配，使用前要過篩，確保無大顆粒。

2 工程實(shí)例分析

2.1 工程概述

某泵站工程橫跨自然河道，地下水資源較為豐富。工程選址經(jīng)過有關(guān)部門推算批準(zhǔn)，符合周邊水利工程要求，總建設(shè)面積約5000 m2，高噴防滲墻長約1.2 km，防滲墻的面積約為1.2萬m2，高噴防滲墻的厚度為145 mm，孔間距為130 cm，夾角為25°，高噴段地質(zhì)主要為含泥質(zhì)中細(xì)砂、含泥質(zhì)粉細(xì)砂等。

2.2 施工準(zhǔn)備

動工之前，進(jìn)行高噴試驗，通過試驗得到相關(guān)數(shù)據(jù)，見表1。

表1 高噴試驗相關(guān)數(shù)據(jù)

按照上表設(shè)置實(shí)驗條件，1組為試驗組，2組為對照組。確保其他條件不變的情況下，1組中的幾個關(guān)鍵數(shù)據(jù)（漿壓、氣壓、轉(zhuǎn)速）在合理范圍內(nèi)變化，先后進(jìn)行高噴實(shí)驗。實(shí)驗后，通過對比2組與1組實(shí)驗所得的防滲墻的防滲效果、高噴設(shè)備的狀態(tài)等，評估具體方案的優(yōu)劣。最終確定的高噴操作的具體參數(shù)，見表2。

表2 實(shí)際高噴操作所用的參數(shù)

通過以上數(shù)據(jù)可以掌握施工地點(diǎn)的具體情況，對施工過程中的具體方案進(jìn)行修改或完善，確保工程質(zhì)量。

2.3 施工方法與過程

本泵站高噴防滲墻施工采用三重管法進(jìn)行，技術(shù)參數(shù)、條件全部依照上表中的對照1組進(jìn)行調(diào)整。施工時根據(jù)此工程的實(shí)際計算與最初的設(shè)計要求，安裝鉆機(jī)并確保鉆機(jī)與設(shè)計好的孔位對準(zhǔn)。在進(jìn)行鉆機(jī)造孔作業(yè)時，先鑒別樁端土，依據(jù)土質(zhì)判斷該孔位是否合理。如果發(fā)現(xiàn)漏水、薄弱層等不良現(xiàn)象，要及時停止操作，進(jìn)一步確定是否換孔。噴射管下放到設(shè)計深度的過程中，要保證同時低壓輸送水、氣、漿，盡可能使噴射管和其他三者同時達(dá)到指定深度。噴射管達(dá)到設(shè)計深度后，應(yīng)按照設(shè)計要求逐漸提高噴射管的高度，從底部到頂部的順序射流。注射開始后，應(yīng)時刻留意灌漿壓力、風(fēng)量、流量、提升速度等參數(shù)的變化，并將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，施工完成后繪制出工藝曲線存檔。當(dāng)噴射管重新回到原有高度后，同時停止水、氣、漿的輸入，最后提出噴射管。當(dāng)注入完成后，將管內(nèi)滯留物排干凈，用清水沖洗備用。

施工結(jié)束后，對施工質(zhì)量進(jìn)行了全面檢查，首先考慮可能存在質(zhì)量缺陷的施工部位，然后進(jìn)行開挖檢查，對于表面均勻平整、搭接輪廓分明的施工部位，可以直接視為合格。

經(jīng)檢查，此次水利泵站工程施工中的高噴防滲墻符合標(biāo)準(zhǔn)，防滲能力可以滿足工程的要求，施工結(jié)束后高噴設(shè)備狀態(tài)良好，視為合格。

3 結(jié)束語

綜上，高噴防滲技術(shù)具有施工簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，且防滲效果極佳，已被廣泛應(yīng)用在水利泵站施工的防滲中。隨著科技水平的不斷提高與進(jìn)步，高噴技術(shù)也不斷改進(jìn)和發(fā)展，高噴防滲墻技術(shù)將會在水利水電工程中起到越來越重要的作用。