高喷防渗技术在水利工程技术中的应用

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高喷防渗技术在水利工程技术中的应用

作者：关焕梅

来源：《建筑与文化》2013年第06期

水利工程一般为重大的基础性民生工程，运行周期一般为几百年，一旦渗漏将会给施工单位带来重大损失，整体渗漏，将对附近居民造成严重的生命财产损失。所以必须做到有效地防渗措施。高喷防渗是以高压设备使浆液或水成为20～40MPa左右的高压流从喷嘴中喷出来、通过冲击强烈切割和强烈忧动，使浆液在射流注入区范围内扩散，充填裂缝、土层、渗漏及危险区等，并与周围的物质掺混搅合在一起，在一定时间内硬化成凝结体与周围物质牢固结合在一起，从而达到施工的目的。根据固结体形状和喷射移动方向有关，一般分旋转喷射（简称旋喷）、摆动喷射（简称摆喷）和定向喷射（简称定喷）三种形式。是当前垂直防渗中常用的方式，其优点在于可以高空、深水和远距离作业。在水利工程中如有蓄水不需要把水库中水放空，受水深及自然条件影响较小。

一、高压喷射注浆的原理及基本种类

高压水喷射流是通过高压设备获得巨大能量后从一定形状的喷嘴，用一种特定的流体运动方式，以很高的速度连续喷射出来的、能量高度集中的一股液流。高压喷射流的能量和切割能力（破坏力）与高压水的流量、喷嘴出口面积、喷嘴入口压力、水（浆）的密度等有关。

当前，高压喷射注浆法的基本种类有单管法、二重管法、三重管法，具体应用选择，单管法在水利工程中基本不用。二重、三重可根据要求和土质条件选用。二重管法是使用双通道的二重注浆管。当双重管钻进到预定深度后，通过在注浆管底部侧面的一个同轴双重喷嘴，同时喷射除高压浆液和压缩空气两种介质的喷射流冲出破坏土体，在高压浆液流和它外圈环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量显著增大形成固结体的直径明显增加。此法在水利工程中主要用于海堤和防洪堤，水库坝体防渗墙使用较少；三重管法：是使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。在高压水喷射流和气流同轴喷射冲切土体，形成较大空隙，再另由注入压力0.1～1.0MPa的浆液填充，其固结体直径较大。（日本称CJPI法）。三重管法是目前国内常用的施工方法之一，在水利工程中使用较普遍，特别在水库坝体防渗施工中技术比较成熟，使用比较广泛。

二、高压喷射固化过程

高压喷射所采用的硬化剂主要是水泥。喷射固结体是一种特殊的水泥——土网络结构。在高压喷射搅拌过程中，水泥和土被混合在一起，土颗粒间被水泥浆所填满，水泥水化后在土颗粒的周围形成了各种水化物结晶，随着土体的不断被挤密，形成了一种特殊水泥土结构。在水泥胶质体凝固的作用下，固结体的强度将不断提高，具有很高耐久性，可以用在永久工程。