高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用.doc

高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用 .doc高压喷射灌浆技术在水利工程中的应用
摘要:主要介绍了高压喷射灌浆技术的作用原理及高压喷射灌浆的相关工艺参数的确定及防渗效果。
关键词:高压喷射灌浆;原理;水利工程;应用
1前言
为解决水工建筑物防渗问题,寻求一种经济且技术先进可靠的防渗方法,在水利工程施工当中,基础防渗处理是水利工程施工中尤为重要的环节。当基础土质较差,渗透性较强时,在水流的作用下对基础的危害很大。结合高压喷射灌浆技术在甘肃张掖大孤山水电站引水枢纽工程中的应用,通过现场检测,明显看出密实度和承载力均远大于原土体,从而提高和保证了工程质量。
2工艺原理

高喷技术主要是借助于高压射流,通过冲击切割和强烈扰动,使浆液在射流作用范围内扩散、充填周围土层,并与土石粒掺混搅合,硬化后形成凝结体,从而改变原地层结构和组成,达到防渗和提高承载力的目的。高喷凝结体是多种因素综合作用的结果,高压射流对地层结构的影响范围,取决于比能值E的大小,其表达式为:
E=(PQ)/(100v)
式中:E——每米旋喷柱耗用的能量(MJ/m);
P——喷射灌浆压力(MPa);
Q——射流浆量(L/min);
v——提升速度(cm/min)。
E值大,旋喷柱的直径大,一般选用50~70cm直径较好,但最终应通过现场高喷试验确定。
、转换作用
高喷施工时,水、气、浆由喷嘴中喷出,压缩空气,除能对水或浆液构成外包气层,使水或浆液射流能透入地层较远距离并维持较大压力破碎地层结构外,还可产生升扬作用,将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细粒,由孔壁和喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外,空余部位由浆液替代,同时也起到了转换作用。
、渗透作用
高喷射流强度随射流距离的增加而较快地衰减至射流束末端,虽不能再冲切地层,但对地层仍产生挤压作用。同时,喷射结束后,静压灌浆持续进行,对周围土体产生渗透作用,不仅可以促使凝结体与周围土体结合更加密实,还在凝结体外侧产生明显的渗透凝结层,具有较强的防渗性能。

地层中较小的块石,由于喷射能量大,辅以升扬、转换作用,最终浆液可填满块石四周的空隙并将其握裹,遇到大的块石或在块石集中区,应降低提升速度,提高比能值。在强大的冲击震动力作用下,块石将会产生位移、松动,浆液沿块石四周空隙或块石间孔隙渗入。在高压喷射挤压、余压、渗透等综合作用下,产生握裹凝结作用,形成连续密实的凝结体。
3凝结体的性能
水工建筑物地基防渗采用高喷施工时,要求凝结体具有良好的防渗性和稳定性,而对于其抗压强度要求不高。凝结体的防渗性能主要取决于地层组成成分和颗粒级配、施工方法、施工工艺以及浆液材料等。高喷形成的凝结体并不很规则,但与地层结合紧密,由于高喷凝结体周围除了浆皮层外,一般还存在渗透凝结层,有着良好的复合防渗作用,从而进一步提高了凝体的防渗性能。
4高喷凝结体的结构布置形式
为保证高喷防渗墙的连续性,必须要使各孔的凝结体在有效范围内牢固可靠连接上,为此如何选用结构布置形式和孔与孔的距离则很重要。高喷形成的凝结体的形状与喷射的形式有关,喷射形式一般有旋喷、摆喷和定喷3种。喷射时若边提升边旋转,则凝结体的形状为圆柱体(又称旋喷柱),若边提升边摆动,则形成的凝结体的形状为哑铃状,