1.高壓噴灌技術概述

1.1定義

利用打孔技術打孔，將帶有特制噴嘴的噴灌管輸送到需要灌漿的位置，利用壓力為20~40MPa的高壓泵將水泥混合物漿噴到特定位置，這種應用高壓噴流沖擊土體的方法稱為高壓噴灌技術。利用沖擊力、離心力、重力等協同作用的效果。灌漿的水泥混合物必須按規定的比例配合，灌漿凝結后形成加固層。

1.2施工優勢

采用灌漿工藝加固土體的施工工藝施工工藝簡單，加固的土體耐用性強，加固施工限制小，因此應用范圍廣，可廣泛應用于水電工程施工加固。

1.3施工原理和特點

高壓噴霧灌漿技術依靠高壓噴霧流充分融合水泥混合物和土體，其根本目的是提高水泥和鉆孔土體的混合度和凝結效果，使鉆孔內壁形成具有保護作用的加固層，該加固層將鉆孔與土體隔絕，達到防滲效果。因此，施工原理是提高水泥漿和土體結合層的阻隔效果，加強防滲作用。其特點是適用性強，成本低，加固效果好。

2.高壓噴灌技術分析

2.1單管法施工技術

單管法高壓噴灌技術是應用20~25MPa的單獨通道噴灌進行噴灌施工的技術，該技術的施工延展性小，適用于加固需求小、鉆孔孔徑為0.5~0.9m的水利水電工程土層加固。單管法應用的是水泥漿材料，該材料具有板結速度快、施工成本低的優點。

2.2二管法施工工藝

二管法在單管法上增加了一個壓力為0.7~0.8MPa的壓縮空氣通道，通過水泥通道和壓縮空氣通道同時噴射高壓泥漿和空氣，強化噴射的壓力和沖擊力，強化需求強，鉆孔徑為0.8~1.5m的水利水電工程土層強化。

2.3三管法施工工藝

三管法是在二管法施工工藝上增加輸送壓力為30~50MPa的高壓水流通道，通過水、氣、漿通道同時噴射壓力為0.7~0.8MPa的圓形氣流，共同作用于土體結構沖擊和破壞土體，達到較大的破壞程度，擴大灌漿加固的面積和程度，提高加固作用。三管法施工工藝用于水利水電工程中加固需求特大的土體結構，通常泥漿量為80～100L/min，密度為1.6～1.8g/cm3，用于鉆孔孔徑為1.0~2.0m的工程，加固效果比單管法、兩管法大兩倍。

3.水利水電工程中高壓噴灌漿技術的應用

3.1工程概況

陽澄湖中西湖聯通工程一標段位于蘇州市陽澄湖中西湖北部湖灣聯接處，建設內容重建跨徑13米橋梁1座新建活動堰2座，均為單孔凈寬10米新建凈寬20米節制閘門1座，雙孔配置，每孔凈寬10米。工程主體結構、主要設備特點如下:(1)嚴家港門基礎加固464根，水泥攪拌樁360@110，樁長13-15m基礎防滲墻526根，水泥攪拌樁60@50，樁底-11.0m(2)中心港堰基礎加固水泥土，158根樁20@50，樁長4-5m(3)東廳港堰基礎加固水泥土(4)上字西門基礎加固92根，水泥攪拌樁60@110，樁長14m，基礎防滲墻199根，水泥攪拌樁，60@50，樁基礎加固水泥

3.2施工設備

液壓泵、驅動電機、油箱、方向閥、節流閥、溢流閥等組成的液壓裝置，即液壓站。為了保證該工程高壓噴灌漿料技術的施工質量，工程隊采用液壓單元自組裝的施工設備，單元設備組裝后進行了相應的實驗檢測。液壓泵站采用45鍛件GB/T699材料制作的閥門，不銹鋼1Cr18Ni9制作的油箱，油管采用不銹鋼1Cr18Ni9材料制作，泵站系統的清潔度達到NAS1638標準的8級。鉆頭采用數控平臺臥式銑床TKP6513或數控落地銑床TJK6920，安裝傳感器，可用于監測鉆頭狀態。液壓泵站設備在油口、液壓閥、配管方向、油泵-馬達方向、壓力表等設置醒目的銘牌、招牌，有助于識別和觀測。液壓泵站的組裝工序如下:零件、標準零件、購買零件的出庫→去除毛刺→清洗→油箱的位置→泵基座的位置→閥基座的位置→油箱附件的組裝→油泵馬達的組裝→閥基座的組裝→泵基站的配管→配管清洗→配管循環清洗裝置的循環清洗→泵基站的循環清洗→液壓泵基站的試驗→表面涂裝→入庫。

3.3施工工藝

3.3.1沖擊切割與混合攪拌

該工藝是高壓噴灌技術中擴大噴灌范圍，提高噴灌擴張的技術，主要用高壓噴流沖擊力切割土體，混合土體與水泥漿，混合沖擊切割的力與高壓射流的速度、漿液壓力有很大關系，一般壓力越大，漿液流量的速度越快，切割的作用越大。水電工程一般選用0.5-0.7米孔徑灌漿。

3.3.2上升、轉換

上升、轉換和轉換作用是三管噴射灌漿施工中空氣通過噴射桿的間隙作用提升孔徑以外，將空氣壓力轉換為噴射壓力的作用，提高高壓噴射灌漿對原土層的破壞作用。

3.3擠出與滲出

高壓噴出的水泥漿通過擠出與滲出進入地層結構，滲出地層結構的水泥漿與土層結合，凝出后形成堅固的保護層，對地層結構起到堅固的加固作用。

4.高壓噴塑灌漿施工

高壓噴塑灌漿技術施工前需先打孔，然后下入噴塑管道，指導射桿接觸打孔底部，然后設置高壓噴塑的相關參數，如水壓、氣壓、漿壓、速度等，最后根據施工流程實施噴塑灌漿。需要注意的是，高壓噴灌技術需要事先清掃施工現場，清除所有障礙物，防止安全事故的發生。

5.結語

綜上所述，高壓噴射灌漿技術的加固效果較好，將其應用于水利水電工程施工中可以提升管水壩、水閘底部的防滲效果，確保水利水電工程地基結構的穩性。根據不同水電工程的施工需求，高壓噴灌技術選用單管、雙管、三管，滿足水電工程中不同的加固和防滲需求，保證水電工程的施工質量。而高壓灌漿機械設備的自動化與智能化的提升，則全面保證了高壓灌漿施工的效率。現階段，施工企業及其施工隊伍應該加強對高壓噴射灌漿技術的研究與改進，促進這一技術施工工藝的改進和加固作用的提升，保證高壓噴水關鍵技術在信息化水利水電工程中應用的可行性。