水利水電施工中的高壓噴射灌漿技術

陳明毅

（邵陽市水利綜合服務中心，湖南 邵陽 422000）

水利水電工程是國家經濟建設的重要組成部分，其中灌漿技術作為水利水電工程施工中的重要環節，可以起到鞏固和加強水利水電工程結構的作用。高壓噴射灌漿技術作為一種新型的灌漿方法，具有灌漿效果好、施工快捷、灌漿強度高等優點，近年來，隨著科技的不斷發展，逐漸在水利水電施工中得到廣泛應用。

1 高壓噴射灌漿技術概述

1.1 定義和原理

高壓噴射灌漿技術是一種在建筑工程中常用的修復和防水方法。它的原理是將預先配制好的灌漿材料通過高壓泵注入被修復的結構體內部，填充裂縫和孔洞，從而增強結構體的密實性和承載力。該技術不僅可以修補損壞的結構體，還可以提高結構體的防水和抗震性能。在水利水電施工中，高壓噴射灌漿技術廣泛應用于水壩、隧道、水電站等工程中的裂縫和滲漏體修復。

高壓噴射灌漿材料通常由水泥、砂漿、水、化學材料等組成，可以根據不同的工程需要調配出不同的灌漿材料。在噴射灌漿的過程中，通過調節高壓泵的流量和壓力，控制灌漿材料的流動速度和流動方向，以確保灌漿材料能夠充分填充結構體的裂縫和空隙。在噴射灌漿結束后，灌漿材料會迅速凝結成為固體，從而形成一個堅實、密實的修復體系，增強結構體的承載能力和抗水滲透能力[1]。

1.2 分 類

高壓噴射灌漿技術根據不同的分類標準可以分為多種類型，常見的分類包括以下幾種：

1）按灌漿材料分類：包括水泥漿灌漿、聚氨酯灌漿、環氧樹脂灌漿、瀝青灌漿等。

2）按噴射方式分類：包括手持式噴槍噴射、機械臂噴射、機械化噴射、自動化噴射等。3）按施工環境分類：包括地面灌漿、高空灌漿、水下灌漿、封閉空間灌漿等。

1.3 特 點

1）施工速度快，效率高。高壓噴射灌漿技術能夠快速將灌漿材料注入到需要處理的位置，大大提高了施工效率。

2）施工質量高。通過高壓噴射灌漿技術可以將灌漿材料均勻地注入到需要處理的位置，確保施工質量達到要求。

3）適用范圍廣。高壓噴射灌漿技術可以應用于不同類型的施工環境，具有很強的適應性。

4）施工過程簡單。高壓噴射灌漿技術不需要太多的人力和物力資源，施工過程相對簡單，便于管理和控制。

5）節能環保。高壓噴射灌漿技術可以避免灌漿材料的浪費，同時也減少了能源消耗，對環境的影響相對較小。

2 高壓噴射灌漿技術在水利水電施工中的應用

2.1 應用場景

1）水壩和水庫滲漏修補。水壩和水庫是水利工程的重要組成部分，但由于各種原因，常常會出現滲漏現象。高壓噴射灌漿技術可以將灌漿材料以高壓噴射的方式注入滲漏處，有效地填充裂縫、孔洞和縫隙，從而防止水的滲漏。

2）水電站地基處理。水電站的地基要求較高，需要具有穩定的承載能力和抗滲漏性能。高壓噴射灌漿技術可以將灌漿材料注入地基中，填充地基內部的空隙和縫隙，從而提高地基的承載能力和抗滲漏性能。

3）隧道注漿灌漿處理。隧道是水利工程中常見的施工場景，但隧道內部常常存在漏水、沉降和塌方等問題。高壓噴射灌漿技術可以將灌漿材料噴射到隧道內部，填充空隙和裂縫，從而提高隧道的穩定性和抗滲漏性能。

4）水閘、水渠、水泵房等施工。除了上述場景外，高壓噴射灌漿技術還可以用于水閘、水渠、水泵房等水利建筑物的修補和加固，從而提高它們的使用壽命和安全性。

2.2 應用優勢

1）灌漿密實性高。高壓噴射灌漿技術可以將灌漿材料在較短的時間內高速均勻地噴射到孔洞或縫隙中，形成均勻致密的灌漿體，可以有效提高灌漿體的密實性，增強巖體、混凝土或土壤的穩定性[2]。

2）施工效率高。高壓噴射灌漿技術可以實現自動化噴射，噴射速度快，施工效率高，可以大大節省時間和人力成本。同時，灌漿作業不受孔洞深淺、位置的限制，適用范圍廣。

3）施工質量可控性好。高壓噴射灌漿技術在噴射過程中可以對噴射壓力、流量和噴射方向進行調整和控制，確保灌漿材料在孔洞或縫隙中均勻分布，從而保證了施工質量的可控性和穩定性。

4）應用范圍廣。高壓噴射灌漿技術不受施工環境的限制，可以適用于各種類型的巖土工程、混凝土結構工程和水利水電工程中的地基加固、滲漏防治、裂縫修復等工作。

3 高壓噴射灌漿技術的施工流程

3.1 前期準備工作

1）了解工程情況。施工前需要對工程的情況進行了解，包括工程的類型、灌漿位置、灌漿深度等，這些信息對于選擇灌漿材料和設備有重要的指導意義。

2）設計灌漿方案。根據工程情況和灌漿要求，制定灌漿方案，包括灌漿深度、灌漿孔的布置、灌漿壓力和灌漿材料的配比等，以便后續施工的實施。

3）準備灌漿材料。根據設計方案準備灌漿材料，灌漿材料的選用應考慮到其流動性、強度和耐水性等特性。

4）選擇合適的設備。包括高壓灌漿泵、壓縮空氣機、灌漿針等，根據工程的特點選擇適合的型號和規格。

5）組織人員培訓。組織施工人員進行培訓，包括操作規程、安全知識和緊急處理方法等，確保施工人員掌握必要的技能和知識。

6）現場勘查和準備。在施工前，對施工現場進行勘查，確定施工方式和設備的放置位置，同時進行現場清理和準備工作，以保證施工的正常進行。

3.2 施工準備工作

1）設計和方案評審。在施工前，需要對設計方案進行評審，以確保施工方案能夠達到預期的效果。評審內容通常包括灌漿位置、灌漿深度、灌漿材料等。

2）材料準備。在施工前要準備好所有需要的材料，如灌漿料、水泥、硅酸鹽等。

3）施工設備準備。高壓噴射灌漿技術需要使用專門的噴射設備，因此要在施工前準備好噴射設備、壓縮空氣設備、攪拌設備等。

4）現場環境清理。施工現場需要保持清潔，確保沒有雜物和灰塵，以保證施工質量和效率。

5）安全防護措施。高壓噴射灌漿技術需要使用高壓噴射設備，因此要加強現場安全防護，如穿戴防護用具、設置安全警示標志等。

6）測試和檢驗。在施工前需要進行設備測試和灌漿效果檢驗，以確保噴射設備能正常工作，灌漿效果符合要求。

3.3 施工過程

1）設備設置。在施工現場，需要將高壓噴射灌漿設備搬到施工位置，并將設備固定好，確保設備穩定運行。同時，按照要求將噴嘴和管道連接好。

2）檢查設備。在進行施工之前，要對設備進行檢查，確保設備工作正常。檢查內容包括噴嘴、管道、壓縮機、氣罐、電機、水泵等設備狀態是否正常。

3）材料配制。在進行高壓噴射灌漿施工之前，需要準備灌漿材料，按照配比要求進行配制。常見的灌漿材料包括水泥、砂漿、石英砂、化學灌漿劑等。

4）施工操作。在設備設置、檢查和材料配制完成之后，開始進行高壓噴射灌漿施工。具體的施工操作如下：①清理施工面：將施工面的灰塵、油污等雜物清理干凈，確保施工面干燥、潔凈。②噴涂底涂材料：用低壓泵將底涂材料噴涂在施工面上，形成一層底涂。③設置噴嘴：將噴嘴調整到正確的角度和距離，并按要求設置噴射壓力。④進行噴射灌漿：用高壓泵將灌漿材料通過噴嘴噴射到施工面上，形成一層灌漿層。⑤觀察灌漿效果：對灌漿層的厚度、密實度、均勻度等進行觀察和檢查，確保灌漿效果達到要求[3]。

5）施工記錄。在施工過程中需要填寫灌漿數據記錄表，如表1 所示，主要包含施工的時間、材料使用量、施工面積、噴射壓力、噴射速度等信息，以便于后續的施工管理和效果評估。

表1 灌漿記錄表

6）清洗設備。在施工結束后，要對設備進行清洗，清除噴嘴和管道中的殘留材料，并進行設備保養，以便下一次使用。

3.4 施工后處理

施工后處理是指對完成高壓噴射灌漿施工后的工程進行清理、檢查、測量、記錄等工作。其主要目的是確保工程質量，防止漏漿和發現假冒偽劣產品，同時保證施工安全。以下是高壓噴射灌漿施工后處理的具體步驟：

1）清理施工現場。清理施工現場的殘留材料和設備，將現場恢復到原狀，確保環境衛生和安全。

2）檢查測量。對灌漿部位進行檢查和測量，檢查灌漿是否達到設計要求，測量灌漿的深度、厚度、密度、強度等參數，確保灌漿效果。

3）記錄資料。對施工過程中的記錄資料進行整理和歸檔，包括灌漿材料、設備使用記錄、檢驗報告等。

4）編寫施工報告。記錄施工過程中的主要內容和技術參數，包括施工日期、地點、施工人員、灌漿材料、設備、灌漿效果等。

5）驗收。按照相關標準和規范對施工完成的工程進行驗收，確保灌漿效果和質量達到設計要求，驗收時需如實填寫灌漿質量檢驗表（如表2 所示），驗收完成后方可交付使用[4]。

表2 高壓噴射灌漿質量檢驗表

4 高壓噴射灌漿技術常見問題及解決方案

4.1 灌漿材料選用問題

1）灌漿材料與環境不適應，灌漿前需要對環境進行檢查，并選擇適合環境的灌漿材料。

2）灌漿材料強度不夠，要根據具體情況選用強度等級適當的灌漿材料。

3）灌漿材料與設備不匹配，要選用適合設備的灌漿材料，避免發生堵塞、漏漿等問題。

4.2 施工現場環境要求問題

1）灌漿現場雜物過多，在灌漿前需要對現場進行清理。

2）灌漿現場溫度過低或過高，要根據灌漿材料要求進行溫度調節。

3）灌漿現場潮濕或有水，要進行干燥處理或加強防水措施。

4.3 施工設備運行問題

1）設備運行異常，要及時進行檢查和維修。

2）設備漏油、漏水，要及時更換潤滑油和密封件。

3）設備堵塞，要進行清理。

4.4 灌漿效果檢驗問題

1）灌漿材料強度不夠，要進行強度檢測，根據檢測結果調整灌漿材料。

2）灌漿后出現滲漏或裂縫，要進行檢查，并及時進行處理。

3）灌漿效果不佳，要調整灌漿設備和材料，或重新進行灌漿。

5 高壓噴射灌漿技術在水利水電施工中的應用案例

某水利工程混凝土水壩在運行過程中發現有滲漏問題，為確保工程安全，需要進行灌漿處理。

5.1 前期準備

清理施工現場，確定灌漿方案和工藝參數。整個工程噴射面積為1 000 m2，施工周期為10 天。

5.2 施工準備

組織現場施工人員，檢查和調試灌漿設備，對噴射口進行加固處理。

5.3 施工過程

1）進行表面處理。清理水壩表面，去除積水和污物，鑿除松動的混凝土，清理出松散的砂礫。

2）準備灌漿材料。選用水泥、細砂、膨脹劑等灌漿材料，按照1∶2∶0.05 的比例和要求進行攪拌，得到均勻細膩的灌漿材料。

3）進行高壓噴射灌漿。采用高壓泵將灌漿材料送入灌漿管道中，通過噴嘴進行噴射，對水壩進行灌漿處理。在噴射過程中，控制壓力為40 MPa 和噴射速度為（2～3）m3/h，確保灌漿均勻、密實，填充水壩中的裂縫和缺陷。

4）施工后處理。對噴射口進行密封處理，對施工現場進行清理和整理，對施工記錄進行整理和歸檔。

5.4 施工效果

經過高壓噴射灌漿處理后，水壩滲漏問題得到了有效解決，施工效果良好。見圖1。

圖1 滲漏水壩的灌漿處理

6 結 語

高壓噴射灌漿技術在水利水電施工中已經成為一種必不可少的防滲技術手段。它不僅可以解決施工中水工結構的滲漏問題，還可以提高工程的整體強度和穩定性。但是，在實際施工中，需要注意灌漿材料的選用、施工現場環境的要求、施工設備的運行以及灌漿效果的檢驗等方面的問題，以確保灌漿工程的質量和效果。