高压旋喷灌浆技术在小型水库防渗加固中的应用

高压旋喷灌浆技术在小型水库防渗加固
中的应用
摘要：水库是水利工程之中常见的一种设施，能够对水利工程产生非常大的作用，其中小型水库是当前常见的一种水库类型，在我国分布非常广，同时对下游的影响也非常大，因此做好小型水库的质量，是水库工程之中的重点，在小型水库之中，防渗漏以及加固是经常使用的一种手段，其中高压旋喷灌浆技术在防渗和加固之中非常常见。

本文主要对此进行分析，希望对相关的从业人员有一定的参考作用。

关键词：高压旋喷灌浆技术；小型水库；防渗加固
引言：小型水库一直是我国基础的水利设施之一，在我国的水利工程中有着庞大的数量，广泛的分布，其关系到的上下游安全问题。

由于我国很多的水库在修建的过程中，是处于经济以及技术不发达时期的建设，随着时间的推移，在当前的时代之中，已经无法产生应有的作用，其本身的不稳定性也较为突出，因此在这样的情况下，加固这部分的水库已经成为了当前非常紧要的任务，其中高压旋喷灌浆技术在小型水库的使用之中非常常见，能够产生非常大的作用，能够有效实现对水库的加固，完成对水库工作的有效发展。

一、工程除险加固设计及高压旋喷灌浆技术概述
水库加固工程的设计重点是坝体的防渗加固处理。

在对比分析土坝各种防渗处理方案的基础上，坝体高压喷射注浆设计采用旋喷单排搭接，孔距0.9m，注浆孔轴线距坝轴线1.5m，由坝顶浇注至坝基岩层。

坝基灌浆用单排孔帷幕灌浆，孔距1.8m，进岩5m。

在注浆的时候，主要使用水泥作为主要的浆液材料，主要材质为硅酸盐，硬度保持在42.5左右的等级，在工程之中，使用的水泥一般情况下，不能够大于1×10-5cm/s，透水率要求一般情况下需要保持在q≤5lu。

高压旋喷灌浆技术主要是利用钻机在钻探到预定的深度之后，进行注浆工作，这样的好处就是能够利用高压设备让水泥浆形成高压的射流。

从喷嘴喷出之后，
形成较为强烈的冲击力，同时，将钻头以一定速度逐渐向上提升，将泥浆与土粒
强制混合，使凝固的泥浆在土中形成固结体。

高压喷射技术主要有几种不同的喷
射方式，分别是旋转喷射，固定喷射等几种方式，这几种方式在施工的时候表现
也是不同的，通过喷洒以及注浆的方式，能够有效实现提升，从而在内部形成一
个圆柱体，称之为旋喷桩,旋喷桩主要用于基础大坝加固,旋喷法喷射方向以小角
度来回摆动，固结体呈厚壁扇形,恒旋喷法喷射方向方法不变，实体结构呈板状
或壁状,基坑防渗和边坡稳定常采用摆动射流和恒射流,一种或两种或三种旋转射
流形成的地下截流墙注浆桩、旋喷扇形截面桩或固定式旋喷板形墙段相互组合重叠，称为高压射流截流墙。

二、高压旋喷参数选择
为保证工程施工质量，坝体先后进行了3次高压旋喷试验。

每次试验结束后，邀请地质、注浆施工相关专家到现场对试验条件进行分析论证，确定高压喷射注
浆方法及其适用性，确定有效桩径，逐步优化调整使施工参数更符合应急坝的工
程地质条件，从而选择最佳的注浆施工技术参数。

试验区选择：第1～3次试验在坝体中部距灌浆轴线1.2m处进行，桩号分别
为0+107.1、0+97.7、0+87.7。

每次试验布置3根桩，孔距0.9m，桩深4.5m。

它
们排列成一条直线，按施工顺序依次编号为1号桩、2号桩、3号桩。

试验后14天，应开挖试验孔并进行检查。

在第一次和第二次注浆试验中，由于施工电压低，电压未达到400KVA（设备
总耗电量为400KVA），水压、气压、浆液压力等参数无法提高。

经开挖检查，第
一次和第二次试验桩之间的搭接断面不明显，最大有效桩径小于90cm。

发现泥浆
与土壤混合不均匀，桩身松散，局部颈缩等现象。

灌浆效果不符合设计和施工要求。

第三次测试，施工电压满足设备总耗电量。

施工参数为：水压38～39Mpa，
浆液压力0.8～1.0MPa，气压0.7～0.8pa，提升速度8～9cm/min。

施工过程中各
项参数和指标稳定性试验的检验分析：从三项试验的开挖来看，由于电压的不同，对水压、泥浆压力、泥浆压力和提升速度都有影响。

施工参数不稳定，导致高压
射流无法有效切割破土。

同一个坝层有不同的成桩效果：
（1）第一次试挖断面检查发现，高压旋喷桩的桩径较小，桩与桩之间无搭
接现象。

只有在桩下部砂层开挖后，才能看到像墙一样的凝结水。

测试失败的主
要原因是参数偏低。

（2）由于第二次试验起升速度较慢，水压、浆压和气压均高于第一次试验。

试挖段检查发现，桩身部分搭接成墙，但施工成本高。

（3）第三次试验，由于水压、浆液压力、气压、提升速度等参数均高于一、二试验，因此调整为接近三试验常用施工参数表中的最大值管道高压喷射注浆。

经试挖断面检查，桩的有效桩径大于90cm，平均桩径为110cm。

桩间搭接效果好，均匀，不脱线。

最小重叠厚度为0.25m。

根据观测结果，试验墙的成桩效果、搭
接情况、桩径和桩距均符合第三次高压旋喷参数的设计要求。

同时，在本次实验之中可以发现：
（1）从试验段地层开挖检查的3次试验发现，水压、泥浆压力和气压逐渐
增大，搭接壁厚和有效桩径也相应增大。

（2）桩径与水压和提升速度密切相关，即桩径随着水压的增加而增大，提
升速度减小；水泥单耗随提升速度的降低而增加；同时，随着提升速度的降低，
施工效率显着下降。

（3）100m以内高压水压、气压损失小。

为减少输送过程中高压水和气压的
损失，高压水泵和空压机到注浆孔的距离应尽量控制在50m以内。

（4）桩径随着土体密实度的增加和黏度的增加而减小。

（5）桩径随着土侧压力的增加而减小。

三、高压旋喷灌浆施工质量保证措施
（1）根据设计图纸要求，严格控制桩位和导架的垂直度，减少桩偏。

（2）灌浆用水泥应严格按要求取样送检。

合格后方可使用，并严格控制质量。

（3）各单位应派专人对各项施工参数进行准确记录。

自动记录仪出现故障，应及时人工记录，并及时维修自动记录仪。

（4）严格执行单孔验收制度和联检制度。

业主技术人员、监理工程师和承
包商技术负责人应根据设计要求和相关技术规范，现场测量钻孔深度、钻孔坡度
等技术指标。

（5）配制浆液时，根据相关的规范以及技术要求，结合高压旋喷试验孔结
果进行施工工作，施工用水泥浆压力0.8～1.0Mpa水泥浆流量每分钟控制在75-
80L，水泥浆密度1.6～1.7g/cm3。

为了准确控制浆液压力和浆液流量，采用智能
注浆自动记录仪对这两个重要的施工参数进行自动监测，便于施工中及时调整。

四、高压旋喷灌浆施工中异常情况及其对策
由于坝体充填材料多为砾石，缝隙大，渗漏量大，容易卡堵、塌孔。

造孔过
程中采用浆壁固结施工方法，仍有大量塌孔现象发生。

针对这一现象，综合分析
项目具体地质条件后，不进行塌孔处理。

取而代之的是，在高压旋转射流过程中，当喷嘴降入孔内时，水管和浆管用于供水，气管用于供气。

在旋转的情况下，它
会缓慢下降，将孔内发生塌孔的细砂等物质从孔中冲走，并逐渐将管道降低到设
计起始射流高度。

实践证明，该施工方法在工程中得到成功应用，解决了工程粉
质细砂层塌孔严重问题，具有方便、加快施工进度的优点。

该工法突破了高压旋
喷钻孔过程中发生塌孔时必须采用浆壁保护或其他措施稳定孔壁的处理方法。

五、结束语
综上所述，在当前的水库加固工程之中，高压旋喷灌浆技术本身的优势非常
明显，能够针对水库的薄弱部分进行有效的修补，并且其能够达到非常持久的安
全保证作用，因此在当前的施工之中经常使用。

而且这种技术本身能够适应在非
常多的条件，所以对于当前的施工工作而言，应用性较为广泛，能够根据实际的
情况进行不同方式的调整，从而达到预期的效果。

该方式本身适合在一些规模小
的水库中进行使用，对于一些大型水库，这样的施工方式就存在一定的不足，因
此水库加固工程中，需要根据实际的情况进行选择，才可以保证工程的顺利实施，以达到预期的效果。

参考文献：
[1]尹栓,杨春红.高压旋喷灌浆技术在水利水电工程施工中的应用[J].工程
技术研究,2021,6(20):75-76.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2021.20.033.
[2]韩荣生.高压旋喷灌浆技术在土石围堰及滦河复杂地质条件下的应用[J].
河北水利,2021(07):38-39+48.。