高压旋喷防渗墙在水利工程施工中的应用
潘琪
中国电建市政建设集团有限公司
--黑龙江干流提防水毁修复工程(第三标段)
天津市 300450
摘要：随着水利工程建设的不断发展，防渗技术的重要性日益凸显。高压旋喷防渗墙作为一种有效的防渗处理手段，在水利工程施工中得到了广泛应用。本文通过对相关理论和实践的研究，深入探讨了高压旋喷防渗墙的工作原理、施工工艺及技术特点。详细阐述了其在不同水利工程场景中的应用情况，并对施工过程中的关键技术要点和质量控制措施进行了分析。同时，结合实际工程案例，对比了高压旋喷防渗墙与其他防渗技术的优劣，指出其在提高水利工程防渗性能、保障工程安全稳定运行方面的显著优势。然而，高压旋喷防渗墙施工也存在一定局限性。未来，应进一步加强技术研究和创新，以优化施工工艺、降低成本，推动高压旋喷防渗墙技术在水利工程领域的更广泛应用。
关键词：高压旋喷防渗墙、水利工程施工、防渗技术特点、施工质量控制、应用局限性优化
一、引言
水利工程在社会发展中发挥着至关重要的作用，而防渗技术是保障水利工程质量和安全运行的关键。随着水利工程建设规模的不断扩大和复杂程度的日益增加，对防渗技术的要求也越来越高。在众多防渗技术中，高压旋喷防渗墙因其显著的防渗效果而备受关注。
目前，我国水利工程建设面临着诸多挑战，使得有效的防渗技术成为解决问题的重要手段。高压旋喷防渗墙作为一种先进的防渗处理技术，具有独特的优势，在水利工程施工中得到了广泛的应用，为提高水利工程的质量和效益做出了重要贡献。
二、高压旋喷防渗墙的工作原理与技术特点
高压旋喷防渗墙是一种利用高压水、水灰浆和气对地层土进行冲击破坏，形成连续防渗墙的技术。其工作原理是通过高压喷射装置将高压水、水灰浆和气同时喷射到地层中，形成高速射流，冲击破坏地层土体，并与土体充分混合搅拌，形成连续的防渗墙。
高压旋喷防渗墙具有诸多突出的技术特点。其一，它的适用范围广泛，能在各种复杂地质条件下施工，包括淤泥、粉质黏土、砂土等地层。其二，形成的墙体具有良好的连续性和均匀性，能够有效地阻止水流渗透。其三，施工过程相对较为灵活，可以根据具体的工程需求调整墙体的形状和深度。其四，由于施工时对周围土体的扰动较小，对周边建筑物和环境的影响相对较低。然而，该技术也存在一些不足，比如施工质量受施工人员技术水平和经验影响较大，而且在一些特殊地质条件下，可能会出现喷射不均匀或墙体强度不足的情况。
三、高压旋喷防渗墙的施工工艺
(一)试喷
通过试桩确定满足设计强度要求的水灰浆、合适的机械性能、高压水灰浆泵浆压力值、输浆泵的输浆量以及合适的钻杆提升速度和旋转速度等参数。
(二)施工设备选型
选用 ZGZ-A 型旋喷钻机引孔，确保钻孔垂直度;高喷台车具有全液压控制、自动步履、自带监控平台、提升高度较大等特点。
(三)施工工艺流程：
定位：依据设计文件和测量基准点进行高喷防渗墙轴线、孔位和孔口高程的测量放样。
引孔：在高喷防渗墙轴线上打先导孔，取得先导孔钻孔柱状图和防渗墙轴线地质剖面图，报监理工程师审核。
下喷射管：下喷射管前，应进行地面试喷并调整喷射方向。
喷射提升：当喷头下至设计深度时，应先按规定参数送浆、水、气进行静喷，待浆液返出孔口、情况正常后方可开始高喷灌浆。
至标高停喷：高喷灌浆应全孔连续作业，每当拆卸喷射管后，应进行复喷，其长度不小于 0.2m。
回收利用：高喷灌浆结束后，应利用孔口回浆或水灰浆液及时回灌，直至浆液面不下降为止。
冒浆：在高喷灌浆过程中，出现压力空降或骤增、孔口回浆浓度或回浆量异常等情况时，应查明原因，及时处理。
封孔：高喷灌浆结束后，应利用孔口回浆或水灰浆液及时回灌，直至浆液面不下降为止。
回灌：高喷灌浆结束后，应利用孔口回浆或水灰浆液及时回灌，直至浆液面不下降为止。
(四)质量控制要点：
钻孔：钻孔开孔位置与设计位置偏差不得大于 5cm，钻孔孔径应与喷射管外径相适应，钻孔的有效深度应超过设计墙底深度 0.3～0.5m，钻孔施工时应采取预防孔斜措施，孔深小于 30m 时，孔底偏斜率不应超过 1%。
高喷灌浆：高喷灌浆应分排、分序进行，每排孔宜分两序施工，相临孔高喷灌浆间隔时间不宜少于 24h，高喷浆材水灰浆的搅拌时间，高速搅拌不应少于 30s，普通搅拌应不少于 90s，浆液自制备至用完的时间不能超出 4h，高喷浆液应在筛后使用，温度应控制在 5～40℃之间，高喷浆材、配合比及高喷施工工艺必须严格按设计文件、有关规程规范及监理部签审认可的相关文件执行。
四、高压旋喷防渗墙在水利工程中的应用实例
在大型水库大坝的防渗加固工程中，由于长期运行和地质条件变化，大坝出现了严重的渗漏问题。经过详细的地质勘察和方案论证，决定采用高压旋喷防渗墙技术。施工过程中，严格按照设计要求控制旋喷压力、提升速度和旋转速度等参数，确保了墙体的均匀性和连续性。经过加固处理后，大坝的渗漏量显著减少，水库的蓄水能力得到了保障，大坝的稳定性也大幅提高。
在城市河道堤岸的防护工程中，为防止河水对堤岸的冲刷和渗透，采用了高压旋喷防渗墙技术。通过合理的布孔和施工工艺，形成了一道坚固的防渗屏障。该技术有效地减少了河水对堤岸的渗透，降低了堤岸发生滑坡和坍塌的风险。同时，提高了堤岸的抗洪能力，保障了河道两岸的安全。在另一河道治理项目中，高压旋喷防渗墙与其他生态护坡措施相结合，不仅实现了防渗的目的，还美化了河道环境，取得了良好的综合效益。
五、高压旋喷防渗墙的优劣对比与局限性
(一)与其他防渗技术的优劣比较
与混凝土防渗墙相比，高压旋喷防渗墙施工速度较快，对地层适应性更强，尤其在复杂地质条件下更具优势。但混凝土防渗墙的墙体强度和耐久性通常更优。
和帷幕灌浆防渗技术相比，高压旋喷防渗墙的防渗效果更均匀、连续，能更好地控制墙体形状和厚度。然而，帷幕灌浆在处理细微裂隙方面可能更有效。
与土工膜防渗技术相比，高压旋喷防渗墙的耐久性和稳定性更好，不易受到外力破坏。但土工膜施工相对简单，成本较低。
(二)自身存在的局限性及原因
高压旋喷防渗墙的施工质量受多种因素影响。在地质条件复杂多变的区域，可能出现墙体不均匀、局部薄弱的情况，这是因为地层的差异导致喷射效果难以完全一致。
其施工成本相对较高，主要由于需要专业的设备和技术人员，且材料消耗较大。此外，高压旋喷防渗墙的深度一般有限，对于超深防渗需求可能难以满足，这是受到现有施工设备和技术能力的限制。
在处理含有大粒径障碍物的地层时，施工难度较大，容易影响成墙质量。这是因为大粒径障碍物会阻碍喷射流的作用范围和混合效果。
六、结论与展望
高压旋喷防渗墙在水利工程中取得了显著的应用成果。它有效地解决了水利工程中的渗漏问题，提高了工程的安全性和稳定性。在水库大坝、河道堤岸等工程中，都展现出了良好的防渗性能。
展望未来，高压旋喷防渗墙技术仍有广阔的发展空间。在技术研究和创新方面，应着重于优化施工工艺。同时，降低成本也是重要的方向。可以通过提高施工效率、减少材料浪费、优化施工组织等途径来实现。相信通过不断的努力，高压旋喷防渗墙技术将在水利工程中发挥更大的作用。
参考文献：
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[2]万超明. "浅析大坝防渗处理施工的质量控制——以大拔春水库除险加固工程为例." 珠江水运 5(2023):71-73.
[3]吕云英. "高压旋喷灌浆技术在陈源水库除险加固工程中的应用." 黑龙江水利科技 48.7(2020):5.
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