防渗高压喷射帷幕应用

摘要：高压喷射防渗帷幕在工程设计应用中通常用于地下水深超过20米的的施工区域，采用高压旋喷效果最好。高压喷射技术由于其施工强度弱、施工质量高、施工简便无污染等各种优势得到广泛的推广。

关键词：防渗；高压；喷射；帷幕；应用

一、高压喷射帷幕的工作原理

工程施工中防渗处理主要应用是高压喷射帷幕技术。高压喷射的工作原理是把带有喷嘴的钻机注满调配比例均匀的浆体，使用钻管钻进土层预定的位置。高压喷射设置为20mpa左右使防渗的混合浆液从喷嘴在压强下喷射注入土体。由于压强的作用浆液呈脉冲形态，以大能量高速度的方式喷射到施工土层，增强土体结构强度和韧度的结构变化过程中，土里从土体里分离出来。细小不能固化的土粒随着浆体冒出施工表层，大部分土粒在高压的喷射作用下受到冲击力、压力和离心力的推动随着浆体的搅拌结合成新的混合物，按照新的排列比例产生固化。固化后的浆体分子质量排列产生新的变化，在高压的作用下形成稳定的分子结构，产生了新的物质韧性带就是我们常说的防渗帷幕。

我国防渗高压喷射帷幕施工中常用的旋喷（就是旋转性喷射）浆体注入形式。施工方法是喷头在喷射工作中以旋转和提升为运动方式，帷幕的形成方式是以圆柱体排列。旋喷法的优点是加固土层的抗剪强度、抗压强度、拉伸韧度，改变土壤密度小容易形变的特征。在施工层悬空表面在结构荷载直接作用下依旧固化圆形，形成我们需要的闭合性帷幕。闭合性帷幕的作用可以截阻地下水流也可以治理流沙。

工程基础高压喷射帷幕通常不选用旋喷技术。因为基础在下方不需要提升，高压喷射帷幕制作喷射通常用定向喷射固化泥土浆体结构的办法进行现场施工。在定向喷施的施工过程中，喷嘴插入土壤在喷射的过程中成平稳提升状态，喷射的方向不进行改变。定向喷射帷幕的形状多成壁装。最实用与水利性质稳定的河堤边坡，和深度工程防水基础施工。

防渗高压喷射被广泛应用的原因是主要通过压强的作用，对原材料的选择性价比很低，成本的低廉是广泛应用于矿山、电站、堤坝、水底工程、煤炭采集工程的主要原因。防渗喷射原材料浆液主要构成是以水泥为主添加少量的化学制剂为辅助料进行配比而成。施工中在没有特殊图纸规定、地质断层、土壤水份超标的状态下通常使用的是425号硅酸盐水泥即可。在特殊的施工土层例如：土中含有高腐蚀性元素、土壤水份含量超过施工安全规范等固结强度标准要求过高的状态下在喷射浆体里需要加入超速凝结剂和超早强固化剂等对应的化学添加剂来达到工程需要的凝结时间和速度。得到耐腐蚀、耐寒、耐水浸的施工效果。为了环保和降低工程费用防渗高压喷射中可以掺加一定比例的粉煤灰，可以减少涂层的重量，煤灰中的碳化物还是最好的固化分子。碳的结构分子式和钻石的结晶分子式几乎相同，分子的质量和硬度都是建材的首选材料。只有合理的利用既可以做到环保也可以提高工程质量，还可以减少注浆材料的成本价格。

二、防渗高压喷射帷幕的应用

由于土壤、土层变化多样，冲积层、断层、沙陷层等复杂的地质地貌处理需要工程施工设计中高科技含量的施工方法，高压喷注在软土层和水下施工中应用较为广泛。这种施工方式可以增加地基强度、强化地基的承载能力、减弱地表下沉的速度。扩散桩基的应力层，增强桩基的韧度。

河堤、围堰、井下、水下工程最为常用。由于工程的优点是增强土质密度和强度地下工程建设中应用较为广泛。在压强的作用下增强基础土层之间的摩擦力，可以不改变建筑物地表状态的情况下对建筑物基础进行维护和保修。是治理小面积塌方的最好办法。应用市政水利工程、污水治理工程等方面，可以固化渗水范围、控制溢水指数、水库坝基加固、防止沙土流动、整治路基翻浆、加固桥基水下部分、加固建筑物基础。

高压喷射帷幕由于其施工的随意性 可以在工程施工之前、也可以在工程施工中期、只有工程需要随时都可以进行维护型施工、强化型防护工作。由于其优点是不突出地层表面施工加固，不影响正常的工程进度，不占有建筑物的正常施工面积。对于图纸设计的要求不是很高，主要针对地质状况和突发性地质问题，例如：渗水度、突发性溃堤等紧急状态都可以随意的应用。不用等待图纸的设计和制定，可以随发、随用。随意性强、安全性强、对于大型的加固问题是最好的处理方案。

由于高压喷射帷幕的施工地点主要面向地质问题严重无法进行正常施工的地段，成为水下隧道主要施工手段。水下隧道施工技术主要应用了高压喷射、高压推进等技术。

三、防渗高压喷射帷幕的施工规范

防渗高压喷射帷幕的施工方式根据不同的土壤性质和施工环境可以更换喷管的根数对土壤进行机构固化。高压喷射施工简便，施工过程主要通过土层中钻出直径为50毫米或者300mm的小孔，通过小孔在土层中用高压进行浆体的固结体喷射。施工过程中环境污染的能力很小。由于是以空气压缩的方式进行浆体推进，对空气的污染指数很低。由于施工地点对位于地下，工程噪音指数也不会超标。

地表深度作业的顶部施工过程中由于土层组织脱落的频率过高通常使用单管旋喷浆体喷射方法。为防止土层脱落用特殊的喷嘴，把注浆管从土层底部侧面的方向置入土体，借助注浆管的的旋转使土体凝固形成固态结晶，起到固化的作用。

水下施工中通常是用的是双通道的二重注浆管和多管注浆技术。在注浆管钻入预定的施工层之后打开喷射管底部的同轴喷嘴，高压浆液同时喷射，压强通常选择20mpa的压力值，并且同时用其它管口用0.7mpa的压强把压缩空气同时推入土层。浆体在气流的作用下产生推力，增加固体直径面积，增强帷幕的面积和体积。起到大面积快速加固作用。

工程施工方式便捷，由于喷嘴和喷管可以根据喷射的方向随时改变，喷嘴的压力和流量都有着开关控制，在增减压力更换喷嘴方向的状态下可以直接改变结晶体的形状、大小、体积。工程施工随意性强，工程难度低。

为了保证工程质量和施工安全随时监控高压阀门的安全设置，压强范围。压力必须严格控制在规定的范围，保证阀门的开关的灵活性。由于浆体密度大，沉淀性能强和空气的密度相差过于悬殊，所有不会造成由于堵孔产生的爆炸问题。工程施工可以安心的进行。施工胶管规定直径是19毫米的三层钢丝高压胶质管材，很难损坏，只要定期做好机械设备的检修和维护管理，质量和安全都是很容易保证的。

结束语：

高压喷射技术是针对地质问题难度大的施工地点，进行强度施工的一种施工技术。广泛推广高压喷射防渗技术也是提高施工技术的主要标志。

参考文献：

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[2]丁振华 ;高压喷射注浆法在防渗帷幕中的应用冯朝柱 ;[J];《高科技与产业化》 2010年09期

[3]李琦; 王文景; 郎佳红; 高压喷射防渗帷幕在马钢姑山采场的应用;中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文 2006年度