高壓噴射灌漿技術在病險壩防滲加固中的應用研究

程剛

（德州市水利局，山東 德州253000）

節水防滲工程易于控制，靈活，結構簡單，填充量大，應用范圍廣，原料種類繁多，結構簡單，成本低廉，因此高壓射流罐頭防滲技術得到廣泛應用。在實用技術和理論知識方面，它已經有了長足的發展。在某些建筑中，該技術的設計和應用還與水文條件，地質條件，水泥含量，高噴涂材料，噴涂壓力以及施工過程中施工現場泥漿的其他因素密切相關。而且很可能會出現漏洞。因此，傾斜，粘附，泥漿泄漏，堵塞，孔洞塌陷等。因此，有必要加強對技術應用的研究，并改善和規范施工過程和設計。

1 某水庫概況及存在問題

該水庫位于山東省德州市陵城區，大壩地址距城區約25km。該水庫是一項中型水庫項目，重點是主城區城市供水，兼顧農業灌溉和水產養殖的綜合利用。由于大壩建設的限制，大壩的基礎沒有被切割，并且通過使用粘土芯壁和涂層防止滲透，但是由于排水條件的限制，粘土涂層的質量非常差。自那時以來，水庫的自存儲操作在東大壩的粘土覆蓋層中發現了裂縫，大壩的基礎存在嚴重的泄漏問題。多年來，水庫的水一直在泄漏和流失，這也使大壩處于危險之中，并且對大壩的防洪標準低下，對其收益產生了嚴重影響。汛期最初的設計極限水位為24.50m，但目前的水庫運營需要降低到18.5m，使水庫儲水能力大大降低。

2 高壓噴射灌漿技術在水庫防滲加固中的應用要點

2.1 檢查樁身直徑并嚴格控制開挖坡度

這種防滲透增強材料使用屏障來阻擋可滲透的黏土層。由于儲層不是空的，并且必須在儲層的正常運行條件下運行防滲透增強層，因此有必要從大壩頂部通過粘土開挖高壓射流灌漿。為確保高壓注漿孔之間的有效連接，確保單樁的直徑，確保防滲墻的有效連接，并避免出現鉆孔現象，需要控制垂直度。鉆孔時，應逐段測量鉆孔。如果井眼特定部分的垂直度超過標準，則應及時進行掃描和糾正。這種設計要求高壓噴射灌漿孔的斜率≤0.5%。

2.2 高噴防滲墻與上下接合面之間的有效連接

新增加的高壓射流防滲墻與黏土墻，基層以及連續旋轉墻之間的有效連接是防滲工程質量的關鍵。對于隨后的高壓噴射和接頭的上下表面，應采取適當的措施，例如增加噴射壓力，降低升程速度，復噴，中斷接頭表面的升程以及在現場切斷高壓射流，加強接合面的連接，下接合面需要高噴防滲墻進入基層表面0.5-1.0 m。由于水泥漿的下沉和收縮，在上接合面可能會出現部分空隙，特別是對于大直徑的旋轉灌漿樁頭，更有必要采取步驟解決樁頭空隙現象。

2.3 高噴防滲墻施工處于動水條件下施工

由于不能排空水庫，因此即使選擇了施工水位，壩體上游和下游之間的水位差也很大，并且在施工期間總是會滲入地層。因此，有必要考慮動態水條件對屏障建設的影響。地下滲透可形成局部濃度。在此部分的施工過程中，應采取以下措施：增加墻體的有效半徑，使用初始強度水泥，增加漿液的濃度，向漿液中添加促凝劑以及降低噴霧的提升速度，必須保證形成連續的防滲墻體。

3 高壓噴射灌漿加固土體的基本性狀

當用灌漿噴射土壤層時，一些相對較小的土壤顆粒以“半置換”的方式被拉出地面，而剩余的土壤顆粒則通過高壓射流沖擊，離心力和重力的共同作用而重新排列，形成具有特殊成分的固化土壤結構（多管噴射灌漿可以完全替代切削土體），固結土體具有高容量、重量輕、低滲透性、堅固耐用的特性。

3.1 固結體的形狀不同

固結體的形狀與高壓噴射流的作用方向、運動軌跡和連續噴射時間密切相關，并且可以通過調節噴射參數來控制固結體的形狀。固結體的形狀根據土壤質量和過程而不同。可以形成均勻的圓柱形狀，不均勻的圓柱形狀，盤形，板壁形狀和扇形壁形狀。

3.2 大直徑

所形成的固化物的直徑與土壤的類型和密度密切相關。單管旋轉噴涂的壓實直徑通常為0.6-1.2m，對于三管旋轉噴砂，壓實直徑可以達到1.2-2.2m。旋轉噴霧可使固結體達到2.0-4.0 m。壓實質量的變化壓實的重量取決于土壤的質量。通常，粘性土壤的壓實度比未擾動的土壤輕約10%，而沙質土壤的壓實度比未擾動的土壤重約10%。

3.3 固結體強度高，但不均勻。

噴灑土壤后，土壤顆粒會重新排列，水泥和其他漿料的含量很高。通常，外部土壤顆粒直徑大，數量大且泥漿成分高，因此它們的橫截面中心強度低，外部強度高，并且在與土壤的交換邊緣處具有堅硬的外殼。壓塊的抗壓強度通常是抗拉強度的5 至10倍。

3.4 透氣性和透水性

固結體的空氣/水滲透性差，滲透系數達到10-8至10-7cm /s，并且具有優異的不滲透性。

3.5 單樁承載力

旋轉噴射固結體本身具有高的抗壓強度和不均勻的外觀，因此具有大的承載能力。通常，壓塊的直徑越大，承載能力越高。

3.6 耐久性

壓實的材料具有防凍性，并且耐干濕循環，因此通常在-20°C 時穩定，如果凍結溫度高于-20°C，則可用于永久工程。

4 高壓噴射灌漿技術應用要求

4.1 地質勘測

為了滿足高壓注漿技術應用中的防滲透和增強要求，我們需要集中精力進行地質調查工作。換句話說，在地質調查工作中，有必要重點研究基巖的形狀，土壤類型，化學成分，天然水含量等。在土壤調查過程中，將鉆孔深度控制在2-3 m，厚度要大于3 m 的致密土層，計算沉降量，并總結土層的狀況。同時，在水文地質調查過程中，要注意水位上升，滲透系數，水特征，水流，水向等的探測，以充分控制水文地質環境，滿足高壓噴射灌漿技術的運行要求。在開展地質調查工作中，我們將從地下結構，空間大小，地下管線，地下障礙物等方面對周圍環境進行調查，并著重分析周圍環境和污染物運輸道路的污染排放狀況是必需的。避免在高壓噴射灌漿操作中出現水污染。從以上分析可以發現，在應用高壓噴射灌漿技術的過程中，對地質勘測作業環節的改善是極為必要的，并且有必要提高謹慎度，以最大程度地提高技術應用效果。

4.2 高注漿材料

4.2.1 由于高噴涂灰泥材料的選擇與常規灰泥配方中冷凝物的質量，物理指標，化學穩定性等有關，因此，通常使用水泥漿，例如常規波特蘭水泥425 使用時應注意。與水泥漿等同時，在水泥漿組合物的過程中將水灰比控制為1：（1 至1.5）。在處理壓坯的過程中，確認壓坯的抗壓強度在28 天后增加到約20 MPa。此外，混合快速固化，快速強度漿料的過程需要仔細選擇材料，例如水玻璃，三乙醇胺和氯化鈣。

4.2.2 在高噴灌漿材料組合物的過程中，必須注意擴散劑和無機鹽化合物組合的應用，以提高凝固體的強度。在此，擴散器是NR，NNO，Na：SiO。等待。同時，在水泥漿的施工過程中，必須將粉煤灰，礦渣等與水泥漿混合，以提高凝固體的強度，以達到節能運行的目的。另外，在水泥漿組成過程中混合2%至4%的水玻璃也可以達到防止滲透的目的。

4.3 孔距的安排

在應用高壓噴射灌漿技術的過程中，必須注意嚴格遵守孔間距的要求，以達到設計高噴射屏障的孔間距的目的。砂層孔間距控制在1.6-2.5m，填充層間距控制在1.5-2.0m，卵石層間距在1.5-1.5m，壁厚控制在10-2.5m。如果為30 厘米，則符合防滲透操作的要求。同時，在布置微擺的孔間距的過程中，砂層的孔間距為1.6 至2.2m，填充層的孔間距為1.5 至1.8m，而卵石層的孔間距為1。在0-1.5m，壁厚為20～40 時代的情況下，可以得到可靠性高的防滲透效果。另外，在十字形的坑配置中，必須將砂層的間距控制在1.6～2.5m 以內，將填充層的間距控制在1.5-2.0m 以內。孔距控制在1.0 到1.5m 之間，并且壁為蜂窩狀以最大程度地防止滲透。

5 工程施工

工程施工流程（如圖1）。

圖1 施工工藝流程

開挖時，確認施工現場的平坦度，準確確定開挖設備的位置，并在開挖過程中控制孔的傾斜度，孔的錯位和泥壁的固定效果。一旦檢查工作完成，就可以滿足危險大壩加固的需要。同時，在制漿工藝的發展中，為了提高防滲透和增強水平，將制漿時的混合時間控制在30 秒以上，對制漿的物料進行稱重，秤重誤差在5%以內。它需要被抑制。然后測試漿液的密度以查看制漿效果。

圖2 灌漿流程

在灌漿過程中，需要控制參數，例如提升速度，灌漿量，意外噴霧停止以及最終孔的重新填充。例如，在高壓噴射灌漿過程的連續運行中，如果由于事故需要停止噴涂1 至2 小時，施工人員將針對灌漿環境采取特殊措施，灌漿操作應小于0.5 m。您需要開始提升噴霧以獲得最佳狀態。撒在衣服上以防止泄漏，并改善Gendu 防滲透加固材料的質量。

結束語

綜上所述，當前可用的防止和加固土石壩的技術包括混凝土防滲墻，劈裂灌漿，防止土工膜滲透以及穩定的漿狀灌漿。高壓噴射灌漿技術可有效減少滲透線，并通過減少泄漏和水力梯度來提高壩坡的穩定性。在實際應用中，應根據施工現場的地質條件，水文特征以及氣候和環境因素做出合理科學的選擇，以最大限度地采取加固措施。它在及時實現技術方面發揮作用。