1.高压喷灌技术概述

1.1定义

利用打孔技术打孔，将带有特制喷嘴的喷灌管输送到需要灌浆的位置，利用压力为20~40MPa的高压泵将水泥混合物浆喷到特定位置，这种应用高压喷流冲击土体的方法称为高压喷灌技术。利用冲击力、离心力、重力等协同作用的效果。灌浆的水泥混合物必须按规定的比例配合，灌浆凝结后形成加固层。

1.2施工优势

采用灌浆工艺加固土体的施工工艺施工工艺简单，加固的土体耐用性强，加固施工限制小，因此应用范围广，可广泛应用于水电工程施工加固。

1.3施工原理和特点

高压喷雾灌浆技术依靠高压喷雾流充分融合水泥混合物和土体，其根本目的是提高水泥和钻孔土体的混合度和凝结效果，使钻孔内壁形成具有保护作用的加固层，该加固层将钻孔与土体隔绝，达到防渗效果。因此，施工原理是提高水泥浆和土体结合层的阻隔效果，加强防渗作用。其特点是适用性强，成本低，加固效果好。

2.高压喷灌技术分析

2.1单管法施工技术

单管法高压喷灌技术是应用20~25MPa的单独通道喷灌进行喷灌施工的技术，该技术的施工延展性小，适用于加固需求小、钻孔孔径为0.5~0.9m的水利水电工程土层加固。单管法应用的是水泥浆材料，该材料具有板结速度快、施工成本低的优点。

2.2二管法施工工艺

二管法在单管法上增加了一个压力为0.7~0.8MPa的压缩空气通道，通过水泥通道和压缩空气通道同时喷射高压泥浆和空气，强化喷射的压力和冲击力，强化需求强，钻孔径为0.8~1.5m的水利水电工程土层强化。

2.3三管法施工工艺

三管法是在二管法施工工艺上增加输送压力为30~50MPa的高压水流通道，通过水、气、浆通道同时喷射压力为0.7~0.8MPa的圆形气流，共同作用于土体结构冲击和破坏土体，达到较大的破坏程度，扩大灌浆加固的面积和程度，提高加固作用。三管法施工工艺用于水利水电工程中加固需求特大的土体结构，通常泥浆量为80～100L/min，密度为1.6～1.8g/cm3，用于钻孔孔径为1.0~2.0m的工程，加固效果比单管法、两管法大两倍。

3.水利水电工程中高压喷灌浆技术的应用

3.1工程概况

阳澄湖中西湖联通工程一标段位于苏州市阳澄湖中西湖北部湖湾联接处，建设内容重建跨径13米桥梁1座新建活动堰2座，均为单孔净宽10米新建净宽20米节制闸门1座，双孔配置，每孔净宽10米。工程主体结构、主要设备特点如下:(1)严家港门基础加固464根，水泥搅拌桩360@110，桩长13-15m基础防渗墙526根，水泥搅拌桩60@50，桩底-11.0m(2)中心港堰基础加固水泥土，158根桩20@50，桩长4-5m(3)东厅港堰基础加固水泥土(4)上字西门基础加固92根，水泥搅拌桩60@110，桩长14m，基础防渗墙199根，水泥搅拌桩，60@50，桩基础加固水泥

3.2施工设备

液压泵、驱动电机、油箱、方向阀、节流阀、溢流阀等组成的液压装置，即液压站。为了保证该工程高压喷灌浆料技术的施工质量，工程队采用液压单元自组装的施工设备，单元设备组装后进行了相应的实验检测。液压泵站采用45锻件GB/T699材料制作的阀门，不锈钢1Cr18Ni9制作的油箱，油管采用不锈钢1Cr18Ni9材料制作，泵站系统的清洁度达到NAS1638标准的8级。钻头采用数控平台卧式铣床TKP6513或数控落地铣床TJK6920，安装传感器，可用于监测钻头状态。液压泵站设备在油口、液压阀、配管方向、油泵-马达方向、压力表等设置醒目的铭牌、招牌，有助于识别和观测。液压泵站的组装工序如下:零件、标准零件、购买零件的出库→去除毛刺→清洗→油箱的位置→泵基座的位置→阀基座的位置→油箱附件的组装→油泵马达的组装→阀基座的组装→泵基站的配管→配管清洗→配管循环清洗装置的循环清洗→泵基站的循环清洗→液压泵基站的试验→表面涂装→入库。

3.3施工工艺

3.3.1冲击切割与混合搅拌

该工艺是高压喷灌技术中扩大喷灌范围，提高喷灌扩张的技术，主要用高压喷流冲击力切割土体，混合土体与水泥浆，混合冲击切割的力与高压射流的速度、浆液压力有很大关系，一般压力越大，浆液流量的速度越快，切割的作用越大。水电工程一般选用0.5-0.7米孔径灌浆。

3.3.2上升、转换

上升、转换和转换作用是三管喷射灌浆施工中空气通过喷射杆的间隙作用提升孔径以外，将空气压力转换为喷射压力的作用，提高高压喷射灌浆对原土层的破坏作用。

3.3挤出与渗出

高压喷出的水泥浆通过挤出与渗出进入地层结构，渗出地层结构的水泥浆与土层结合，凝出后形成坚固的保护层，对地层结构起到坚固的加固作用。

4.高压喷塑灌浆施工

高压喷塑灌浆技术施工前需先打孔，然后下入喷塑管道，指导射杆接触打孔底部，然后设置高压喷塑的相关参数，如水压、气压、浆压、速度等，最后根据施工流程实施喷塑灌浆。需要注意的是，高压喷灌技术需要事先清扫施工现场，清除所有障碍物，防止安全事故的发生。

5.结语

综上所述，高压喷射灌浆技术的加固效果较好，将其应用于水利水电工程施工中可以提升管水坝、水闸底部的防渗效果，确保水利水电工程地基结构的稳性。根据不同水电工程的施工需求，高压喷灌技术选用单管、双管、三管，满足水电工程中不同的加固和防渗需求，保证水电工程的施工质量。而高压灌浆机械设备的自动化与智能化的提升，则全面保证了高压灌浆施工的效率。现阶段，施工企业及其施工队伍应该加强对高压喷射灌浆技术的研究与改进，促进这一技术施工工艺的改进和加固作用的提升，保证高压喷水关键技术在信息化水利水电工程中应用的可行性。