高喷灌浆

高压喷射灌浆20世纪70年代初，日本将高压水射流技术应用于软弱地层的灌浆处理，成为一种新的地基处理方法——高压喷射灌浆法（高喷）。

它是利用钻机造孔，然后将带有特制合金喷嘴的灌浆管下到地层预定位置，以高压把浆液或水、气高速喷射到周围地层，对地层介质产生冲切、搅拌和挤压等作用，同时被浆液置换、充填和混合，待浆液凝固后，就在地层中形成一定形状的凝结体。

通过各孔凝结的连接，形成板式或墙式的结构，不仅可以提高基础的承载力，而且成为一种有效的防渗体。

由于高压喷射灌浆具有对地层条件适用性广、浆液可控性好、施工简单等优点，近年来在国内外都得到了广泛的应用，在大颗粒地层、动水、淤泥地层和堆石堤（坝）等场合，应用高压喷射灌浆技术具有显著的技术经济效益。

一、高压喷射灌浆机理从理论和工程实践分析，高喷的作用和机理主要有以下几个方面。

1.冲切掺搅作用高喷技术主要是借助于高压射流，通过冲击、切割和强烈扰动，使浆液在射流作用范围内扩散，充填周围地层，并与土石颗粒掺混搅和，硬化后形成凝结体，从而改变了原地层结构和组分，借以达到防渗或提高承载力的目的。

高喷凝结体是多种因素综合作用的结果，其中原地层结构和施工条件对其性能起关键作用。

高压射流对地层结构的影响范围，取决于比能E值的大小，其表达式为式中E——每米施喷柱耗用的能量，MJ/m；P——喷射灌浆压力，0.1MPa；Q——射流浆量，L/min；v——提升速度，cm/min。

比能E值大，旋喷柱的直径大，对同一地层、同一设计的柱径而言，一般有一最优比能值，通常选用40～70，最终应通过现场高喷试验确定。

2.升扬、置换作用高喷施工时，水、气或浆、气由喷嘴中喷出，压缩空气除能对水或浆液构成外包气层，使水或浆液射流能透入地层较远距离，并维持较大压力破碎地层结构外，在能量释放过程中，类似“孔内空气扬水”原理，还可产生升扬作用，将经射流冲击切削后的土石碎屑和地层中细颗粒由孔壁及喷射杆的环状间隙中升扬带出孔外，空余部位由浆液替代，同时也起到了置换的作用。

前言本标准是根据原电力工业部《关于下达成1997年制定、修订电力行业标准计划项目的通知》（综科教[1998]28号文）的补充计划进行编制的。

高压喷射灌浆技术自20世纪 70年代引进我国，后逐渐在各行业建筑领域推广，普遍应用于建筑物的地基加固，提高地基承载力，并且取得了令人满意的效果，一些指导高喷灌浆加固地基的行业技术标准也已经颁布实施。

高喷灌浆在水电水利行业中除应用于地基加固外，更广泛地应用于水工建筑物的防渗工程中。

与一般的地基加固相比较，建造高喷灌浆防渗墙有不同的特点与要求。

多年来，经过水电水利行业广大工程技术人员的努力，在各种规模的水工建筑物中，在复杂多样的地质条件下，建成了大量的高喷灌浆防渗墙，积累了丰富的经验。

为了保证高喷灌浆防渗工程的质量，结合水工建筑的特点编制本标准。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由电力行业水电施工标准化技术委员会归口并负责解释。

本标准主要起草单位：中国水利水电基础工程局。

本标准参加起草单位：山东省水利水电科学研究院、水利部建设与管理总站。

本标准主要起草人：夏可风、孙钊、查振衡、李允中、张福贤、王明森、蒋振中、赵存厚、肖恩尚、黄灿新。

1 范围本标准规定了水电水利高压喷射灌浆防渗工程（以下简称高喷灌浆）的技术要求和工程质量检验、评定方法。

本标准本规定适用于淤泥质土、粉质粘土地层以及粉土、砂土、砾石、卵（碎）石等松散透水地基或填筑体的高喷灌浆。

对含有较多漂石或块石的地层，应通过高喷灌浆试验确定其适用性和设计、施工参数。

1.0.3水工建筑物防渗工程的高喷灌浆，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

振孔高喷灌浆以及用于其它建筑物防渗工程的高喷灌浆等，可参考本规范。

2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适应于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

中华人民共和国行业标准水工建筑物防渗工程高压喷射灌浆技术规范1．总则2．术语3．施工准备4．浆液5．机具及设备6．墙体结构型式与主要参数选择7．钻孔8．高喷灌浆9．工程质量检查10．工程验收附录A 围井法渗透参数K值的计算附录B 主要表格条文说明1 总则1.0.1 为规范水工建筑物防渗工程高压喷射灌浆的墙体结构型式与主要参数，统一技术要求，保证工程质量，特制定本规范。

1.0.2 本规范适用于淤泥质土、粉质粘土地层以及粉土、砂土、砾石、卵石等松散透水地基或填筑体的高喷灌浆。

对含有较多漂石或块石的地层，应通过高喷灌浆试验确定其适用性和设计施工参数。

1.0.3 水工建筑物防渗工程高压喷射灌浆，除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

振孔高喷灌浆以及用于其它建筑物防渗工程的高喷灌浆等可参考本规范。

2 术语2.0.1 高压喷射灌浆jet-grouting一种采用高速射流束冲击、切削破坏地层，以水泥基质浆液在喷射范围内扩散、充填和置换，并与原地层掺混搅合后形成凝结体，从而改变原地层的结构和组成，提高地基或填筑体防渗性能和承载力的施工技术。

2.0.2 高喷灌浆防渗板墙diaphragm-wall from jet-grouting采用高喷灌浆技术构筑的，以防渗为主要目的的、连续的板状结构，简称高喷板墙。

2.0.3 单管法single-fluid method采用单一水泥基质浆液的高喷灌浆方法2.0.4 两管法double- fluid method高速射流束为水泥基质浆液，其外侧同时环绕压缩空气的高喷灌浆方法。

压缩空气起保护高速浆流和升扬地层颗粒的作用。

2.0.5 三管法three- fluid method高速射流束为清水，其外侧同时环绕压缩空气，而水泥基质浆液以较低压力灌注的高喷灌浆方法。

2.0.6 旋喷、摆喷和定喷rotating swaying-and orienting-jet-grouting高喷灌浆的三种形式。

高喷灌浆工程安全技术措施摘要：高喷灌浆工程是一种常见的地下工程加固施工方法，广泛应用于地下洞室、基坑支护、隧道衬砌等工程中。

然而，由于其施工过程中存在一定的风险，必须采取一系列的安全技术措施来保障施工过程中的安全性，防止事故发生。

本文从施工前的准备工作、施工过程的安全措施、现场人员的安全保护等方面，详细介绍了高喷灌浆工程的安全技术措施。

一、施工前的准备工作1. 确定工程施工单位，明确施工责任人，落实施工组织设计和安全技术措施。

2. 制定安全操作规程，明确施工人员的操作要求和注意事项。

3. 检查施工现场的安全设施，确保设施完好，符合要求。

4. 对施工现场进行详细勘察，了解地质情况和施工条件，做好施工方案。

二、施工过程的安全措施1. 安全培训：对参与施工的人员进行安全培训，提高其安全意识，掌握高喷灌浆工程的施工要求和安全操作技能。

2. 施工现场的临时设施：建立施工现场的临时安全通道，设置安全警示标志，确保施工现场的通行和作业安全。

3. 外部环境监测：对施工现场周围的环境进行监测，及时预警，确保施工安全。

4. 施工设备的维护：定期对高喷灌浆设备进行检修，确保设备的正常运行和安全使用。

5. 施工材料的质量控制：对喷浆材料进行质量检测，严格控制质量，确保施工质量和安全。

6. 操作规范：施工人员必须按照操作规程进行作业，不得擅自变动施工方案和操作程序，严禁违章操作。

三、现场人员的安全保护1. 防护设施：施工现场必须配备足够的安全防护设施，包括安全帽、安全绳、护目镜等，确保人员的安全。

2. 人员分组：合理划分施工人员的职责和工作区域，减少人员交叉作业，降低事故发生的概率。

3. 监测与预警：在施工现场布置相关的监测设备，实时监测施工过程中的安全情况，及时预警。

四、事故应急处理1. 事故预案：制定事故应急预案，做好应急演练，熟悉应急处理流程和救援方法。

2. 事故报告：任何事故都要及时上报，并做好事故调查和事故原因分析，总结教训。

高喷灌浆施工一、总体说明(1) 高喷灌浆按设计图纸和现场监理工程师的指示施工。

(2) 正式施工前，进行现场生产性试验，以取得合理的施工参数。

(3) 施工过程中，若发现实际情况有较大变化，将及时报告现场监理工程师，并按其指示执行。

二、施工方法与施工程序采用三管法高压摆喷灌浆方法施工。

高喷灌浆钻喷施工分二序进行，先施工先导孔和Ⅰ序孔，后施工Ⅱ序孔，相邻孔施工间隔时间不少于24 小时。

钻孔经验收合格后，方可进行高喷灌浆。

高喷施工程序见图4.2-1。

图4.2-1 高喷施工程序图三、钻喷设备配置计划按“一钻一喷”进行机具配置，即一个机组的施工设备由一台套工程钻机、空压机配合一套高喷灌浆设备(SGP300-5 型)组成。

(1) 工程钻机：选用意大利SOILMEC 公司产SM-400 型全液压工程钻机，该机的主要特点是：①全机采用液电控制系统，操作简便，灵活易用，液压系统故障率低，适于野外施工。

②该机装备功率高，马力强劲。

③动力头的扭矩大，转速调整范围广。

④机器移动方便，就位快。

⑤机体重量适中，便于单机运输。

SM-400 钻机基本配置情况如下所示（见表4.2-1、图4.2-2）。

表(2) 偏心扩孔钻具：与SM-400 钻机相配套的是TUBEX 系列偏心扩孔钻具，该钻具有利于钻机充分发挥效能。

TUBEX 的原意是覆盖层跟管钻进工艺（即TUBEX 法），其独特之处就是钻进过程中套管始终一同跟进，从而起到护壁的作用。

(3) 空压机：与SM-400 配合施工的空压机为XHP750S 型，是二级螺杆压缩的高风压空压机，主要技术性能见表4.2-2。

该型号空压机性能稳定，故障率低。

表4.2-2 XHP750S 型空压机主要技术性能指标(4) 高喷台车：选用SGP300-6 型，集旋定摆提升装置、卷扬机和平台车于一体，结构紧凑，摆动、提升均为无级变速，速度调节范围大、可控性好，操作简单，体积小，步履式行走，搬迁方便。

此台车上组装高频振动锤，频率800Hz，冲击功5.3kN，可有效解决杂填土砂类土层中埋管、夹管等事故，具有极大的优越性，且可直接用于振冲钻进，钻孔效率高，施工速度快。

高压喷射灌浆技术施工工艺和质量控制0引言高压喷射灌浆根本原理是借助于高压射流冲击、破坏被灌地层构造，同时灌入水泥浆或混合浆，使浆液与被灌地层颗粒掺混，形成符合设计要求的凝结体，借以到达加固地基和防渗的目的。

1灌浆的概念及作用灌浆〔Grouting〕，就是将某种具有流动性和胶凝性的浆液，按一定的配比要求，通过钻孔用灌浆设备压入建筑物或其根底局部缝隙中的措施。

灌浆又称注浆，其实质是使浆液在被灌载体中渗透、扩散、充塞，经一定时间后凝固和硬化，从而到达加固载体和抗渗防水的目的。

灌浆的作用主要表达在下面几个方面：充填作用。

浆液凝成的结石将地层空隙充填起来，可以阻止水流通过，提高地层的密实性；压密作用。

在浆液被压入的过程中，将对地层产生挤压，从而使那些无法进入浆液的细小裂隙和孔隙受到压缩或挤密，使地层密实性和力学性能都得到提高；粘合作用。

某些浆液的胶凝性质可以使己经脱松的岩块、建筑物裂缝等充填并粘合在一起，使其联合承载能力得到改善；固化作用。

某些浆材〔例如水泥和某些化灌材料〕可与地层中的粘土等松软物质发生化学反响，将其凝固成巩固的“类岩体〞。

2高压喷射灌桨技术的优势2.1适用范围广。

高喷灌浆可用于工程新建之前，也可用于工程修建之中，特别是用于工程建成之后，显示出不损坏建筑物的上部构造和不影响运营使用的长处。

2.2施工简便。

施工时只需在土层中钻一个孔径为50mm或300mm的小孔，便可在土中喷射形成0.4～4.0m的固结体，因而能贴近已有建筑物根底建立新建筑物。

2.3固结体形状可以控制。

为满足工程的需要，在喷射过程中，可调整旋喷速度和提升速度，增减喷射压力，可更换不同孔径喷嘴改变流量，使用固结体成为设计所需要的形状。

2.4料源广阔、价格低廉。

喷射的浆液是以水泥为主，化学材料为辅，除了在要求速凝超早强时使用化学材料外，一般的地基工程使用价格低廉的425号普通硅酸盐水泥。

此外，还可以在水泥中加人一定数量的粉煤灰，这不但利用了废材，又降低了注浆材料的本钱。

高压喷射灌浆的灌浆方式通常有高压喷射灌浆是一种采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束，冲击、切割、破碎地层土体，并以水泥基质浆液充填、掺混其中，形成板桩或板墙体的凝结体，用以提高地基防渗或承载能力的施工技术。

由于高喷灌浆喷射流的能量很大，当它连续和集中地作用在土体上，压应力和冲蚀等多种因素在很小的区域内产生效应，对从粒径很小的细粒土到含有颗粒直径较大的卵石、碎石土，均有巨大的冲击和搅动作用，使注入的浆液与土搅混拌和凝固成新的凝结体。

但对于含有较多漂石、块石的地层，以及坚硬密实的其他土层，因高压喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力和影响范围急剧下降，处理效果可能达不到设计要求，因此应当预先进行现场试验。

一、工程地质概况东湖水库位于广东省阳东县那龙镇东南部那龙河上游，距325国道4.5km，是座以灌溉、防洪为主，兼发电、供水、养殖及旅游为等综合利用的大（Ⅱ）型水库。

水库集雨面积51.148km2，总库容1.27亿m3。

主坝坝体为人工填土，填土最大厚度28.30m.慢剪C，Φ小值平均值分别为10.9KPa，28.3度，室内垂直渗透系数大值平均值为8.79×10-4cm/s，现场注水试验推得渗透系数K=3.65×10-4～9.39×10-3cm/s.坝基分别为冲积层，残积土层，八村群中亚群粉砂岩。

冲积层位于主河床，主要为细砂，砾质粗砂，卵砾石。

细砂层底高程7.20m，层厚4.00m，室内垂直渗透系数为9.80×10-2cm/s，砾质粗砂底高程1.18～6.19m，层厚1.77～6.00m，室内垂直渗透系为3.88×10-1cm/s，卵砾石底高程0.66～2.34m，层厚8.53～9.00m。

残积土层位于坝头，层底高程12.18～23.05m层厚2.90～7.00m. 慢剪C，Φ平均分别为120KPa，30.9º。

八村群中亚群粉砂岩为泥质长石石英粉砂岩.全风化层厚1.50～8.60m，层底高程为-1.84～29.00m，现场注水试验推得渗透系数K=1.12×10-4～8.38×10-3cm/s。