高压喷射灌浆施工在水利水电工程中的应用.doc

《高压喷射灌浆施工在水利水电工程中的应用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、水电水利工程高喷灌浆施工技术培训吴世敏27水电水利工程高喷灌浆施工技术培训在科学技术发展推动下，现代工业提供了大功率高压泵、钻机、硬质合金喷嘴总成等先进装备，在水力采煤工作中高压水射流技术原理应用中，为新的加固土体方法创造了新的物质条件和理论基础，于是在20世纪60年代末70年代初期别具一格的高压喷射灌浆法应运而生。在70年代末开始，在我国的岩土工程得到了应用与发展，广西水利厅从80年代末90年代初引进，首先应用是澄碧河水库，当时是山东水利厅施工队伍与广西海河公司（原广西区水电勘探基础工程处）合作。一、高压喷射灌浆法的类型（一）、高压喷射灌浆的形式所谓高压喷射灌浆，就是利用钻机把带有喷嘴

2、的注浆管钻进至涂层的预定位置（现在我们所使用的大部分是先采用钻机按要求钻进形成有效的孔，在利用高喷架台车下入注浆管），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，冲击破坏土体，当能量大、速度快和呈脉动状的喷射流的动压超过土体结构强度时，27土层、土粒便从土体中剥落下来，一部分细小的土粒随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力、离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例和质量大小有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体。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。旋喷是喷嘴

3、一面喷射一面旋转和提升，固结体呈圆柱状；摆喷是一面喷射一面摆动和提升，固结体形如较厚墙状；定喷是一面喷射一面提升，喷射的方向固定不变，固结体形如壁状（薄壁）。当按一定规律完成高喷体连成群体、形成闭合的帷幕，用于节阻地下水流，基础防渗、坝体防渗和稳定边坡等工程。目前，在水利水电工程中，特别是水库除险加固工程和防洪堤工程中，用于坝体防渗墙主要是高喷防渗墙，当然也有混凝土（包括塑性混凝土）防渗墙。（二）、高压喷射注浆的基本种类当前，高压喷射注浆法的基本种类有单管法、二重管法、三重管法，它们各有特点，可根据要求和土质条件选用。271、单管法：单管高喷注浆是利用钻机等设备，把安装在注浆管（单管）底

4、部侧面的特殊喷嘴，下入土层预定深度后，用高压泥浆泵等装置，以20～40MPa左右压力，把浆液从喷嘴中喷射出去冲击破坏土体，同时借助注浆管的旋转或摆动和提升运动，使浆液与土体上崩落下来的土颗粒搅拌混合，经过一定时间凝固，便在土中形成圆柱体或墙状固结体，呈CCPI法（日本称），主要在建筑工程地基处理中使用，水利工程很少使用。2、二重管法：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。此法在含砂

5、砾量的较大的土层中使用较多，在水利工程中主要用于海堤和防洪堤，如柳州市防洪堤三中堤段基础高喷灌浆、贵港西江河堤部分河段高喷灌浆都采用二重管法（日本称SGI法）。（水库坝体防渗墙使用较少）273、三重管法：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）。三重管法在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。目前最先进是RJPI法。RJPI法是二重管法和三重管法的引身，主要是进行两次切削破坏

6、土层。第一次是上段的超高压水和空气的复合喷射流体切削破坏土层，但没有被水泥浆液所置换；也可被抽出地面形成空穴，紧接着的第二次是下段的超高压浆液和空气的复合喷射流体，在第一次切削土层的基础上再次对土体进行切削，这样便增加了切削深度和置换的效果，加大了固结体的有效直径。RJPI法有两套喷嘴，分上套喷嘴和下套喷嘴。二、高压喷射注浆的基本原理（一）、高压水喷射流的性质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，27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

7、度等有关。我们在这里不作详细分析。（二）、高压喷射流的种类及其构造和特性1、种类，有两种：①单管喷射流为单一的高压水泥浆液喷射流；②二重管喷射流为高压浆液喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流，组成为复合式高压喷射流；③三重管喷射流由高压水喷射流与其外部环绕的压缩空气喷射流，组成为复合式高压喷射流；2、构造：高压喷射流的构造也比较复杂，这里只作简单说明。①单液高压喷射流构造结构沿着初期区域包括中心轴，分为初期区域、主要区域和终期区域。单