專利名稱：用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的施工方法，具體是一種用高壓雙液 旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法。
技術(shù)背景高壓旋噴施工技術(shù)是以旋轉(zhuǎn)的噴頭噴出高壓流體一邊切削土體一邊使水泥 漿液與切碎的土體混合，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后形成堅(jiān)固的加固土柱，強(qiáng)度可達(dá)數(shù)兆帕以 上。該工法由日本NIT的中西涉博士發(fā)明，最初是簡(jiǎn)單的單管法(也稱CCP法)， 僅噴射水泥漿液；其后又開發(fā)了二重管法、三重管法等，二重管法以壓縮空氣包 裹高壓水泥漿液切割并混合，使加固體直徑比單管法有較大的增加；三重管法以 壓縮空氣包裹高壓水流首先切割土體，形成較大直徑的碎土空隙，再以泥漿泵注 入水泥漿填充與混合，使加固體直徑比前兩種方法有了極大的提高。其后，還開 發(fā)成功了超級(jí)旋噴的RJP工法，直徑可達(dá)3米以上。RJP工法以壓縮空氣包裹高 壓水流對(duì)土體進(jìn)行第一次切割，形成較大直徑的碎土空隙，再以壓縮空氣包裹水 泥槳作第二次切割并作填充與混合，使加固體直徑有了空前的提高。我國(guó)自70 年代末開發(fā)成功高壓旋噴施工技術(shù)后，該工法逐步水利工程防滲墻、城市地下工 程、邊坡穩(wěn)定、碼頭、橋梁基處等得到了廣泛的應(yīng)用。也逐步開發(fā)了各種直徑的 旋噴工法。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，日本株式會(huì)社恩愛蒂中西涉，于1995年在 我國(guó)申請(qǐng)并獲得過(guò)一系列關(guān)于提高旋噴樁直徑與質(zhì)量的施工方法與設(shè)備的專利 "ZL95115549.0， ZL95116805.3, ZL95115548. 2, ZL95115553.9， ZL95116907. 6， ZL95116806. 1"。但是，中西涉發(fā)明的大直徑旋噴樁施工方法的共同特點(diǎn)是以超 高壓的水流對(duì)土體作第一次切割，這樣會(huì)產(chǎn)生如下問(wèn)題1)由于旋噴施工后的 水泥土混合物，處于流動(dòng)性的泥漿狀態(tài)，其達(dá)到初凝并有一定的強(qiáng)度需數(shù)日以上； 2)當(dāng)該法在地下水位以下的粉砂層中施工時(shí)，產(chǎn)生砂土液化，流砂等現(xiàn)象，這 樣會(huì)使土與水泥混合物在結(jié)硬前發(fā)生分離而；從而產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題；使旋噴技術(shù)不能在流砂層中使用；3)對(duì)于水平施工的旋噴加固體，則流態(tài)混合土?xí)鞒?，?加固失效。這些問(wèn)題影響了旋噴技術(shù)的使用范圍。因此，本發(fā)明的目的是應(yīng)用雙 液旋噴技術(shù)在地下進(jìn)行水平方向的旋噴施工，通過(guò)使混合土瞬時(shí)結(jié)硬來(lái)克服上述 旋噴施工的缺陷，使該技術(shù)可以在流砂層中生成水平旋噴樁體。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平 加固體的施工方法。本發(fā)明利用高壓旋噴技術(shù)使松散地基快速固化結(jié)硬，在地下 進(jìn)行旋噴施工，解決地下水流動(dòng)情況下難于進(jìn)行水平旋噴固化的問(wèn)題。本發(fā)明中 同時(shí)用高壓噴射水泥漿與水玻璃，使這兩種漿液在噴嘴噴出的瞬間混合后再與土 體攪拌混合，從而達(dá)到快速固結(jié)的目的。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟①準(zhǔn)備場(chǎng)地，安裝調(diào)試設(shè)備在作業(yè)基坑內(nèi)外安裝連接好各設(shè)備，將高壓泵、 低壓泵、空氣壓縮機(jī)通過(guò)分流器連接于三重管鉆噴桿上，高壓泵用于噴高壓水泥 漿或水，低壓泵用于泵送速凝劑，三重管鉆噴桿由水平鉆機(jī)的支架支持連接，并 由鉆機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器控制旋轉(zhuǎn)與做進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，多功能噴頭與三重管鉆噴桿連接。所述三重管鉆噴桿用于鉆孔與輸送高壓液氣流至多功能噴頭，采用三重同軸 鋼管構(gòu)成。將三重管鉆噴桿的內(nèi)管連接于高壓泵，水流與高壓水泥漿流通過(guò)該管 通道到達(dá)多功能噴頭；第二道管連接于低壓泵，速凝劑通過(guò)該管通道到達(dá)多功能 噴頭；外管連接于空氣壓縮機(jī)，超高壓壓縮空氣通過(guò)該管通道到達(dá)多功能噴頭。所述多功能噴頭外部安裝有一個(gè)單向閥與兩個(gè)噴嘴，其內(nèi)部設(shè)有通道分別對(duì) 應(yīng)于三重管鉆噴桿的多重管道，多功能噴頭一端與三重管鉆噴桿相連接。兩個(gè)噴 嘴設(shè)于多功能噴頭的側(cè)面，間隔一定的距離前、后設(shè)置(噴頭頂端單向閥方向?yàn)?前端方向，反之為后端方向)，分別稱為后部噴嘴和前部噴嘴。后部噴嘴為復(fù)合 式的同軸噴嘴，內(nèi)噴嘴連接于三重管鉆噴桿內(nèi)通道，噴出高壓水泥漿液，外側(cè)噴 嘴為環(huán)繞噴嘴連接于外通道，噴壓縮空氣。前部噴嘴為復(fù)合式的同軸噴嘴，內(nèi)噴 嘴連接于三重管鉆噴桿內(nèi)通道，噴出高壓水泥漿液，外側(cè)噴嘴連接于第二通道， 噴速凝劑。②在實(shí)施水平的基坑外墻的預(yù)留孔口處安裝孔口密封裝置，并將該裝置的導(dǎo) 水軟管連接到廢泥漿分離設(shè)備，用于導(dǎo)出泥漿。噴頭與三重管鉆噴桿從孔口密封裝置內(nèi)穿過(guò)進(jìn)行鉆孔與噴射，三重管鉆噴桿與孔口密封裝置之間采用橡膠密封圈 密封。所述孔口密封裝置包括圓柱形鋼管、壓力控制閥門，泥漿流出閥門及o型橡 膠密封圈、橡膠密封圈擋塊，其中壓力控制閥門設(shè)置在圓柱形鋼管的上部；泥槳 流出閥門設(shè)置在圓柱形鋼管的下部；O型橡膠密封圈置于三重管鉆噴桿與圓柱形 鋼管之間；橡膠密封圈擋塊安裝于水平旋噴樁孔口相反端，用于防止橡膠密封圈 滑出。所述孔口密封裝置的作用是在水平鉆孔與旋噴的過(guò)程中漿產(chǎn)生的廢泥漿有 序排出。③水平鉆機(jī)定位在定孔位時(shí)， 一定嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放樣定孔位，將誤差控制 在規(guī)定的范圍內(nèi)。 鉆孔定位后在孔口密封裝置插入三重管鉆噴桿； 一邊使三重管鉆噴桿緩 慢旋轉(zhuǎn)， 一邊用高壓泵通過(guò)中間通道由單向閥噴射高壓水。通過(guò)設(shè)于噴頭頂部的 噴嘴噴水切割土體鉆孔。噴水壓力視土層的軟硬性質(zhì)而定， 一般設(shè)置于2 5MPa。 當(dāng)三重管鉆噴桿上扭矩較大時(shí)可以增加噴水壓力預(yù)先使土體松弛。三重管鉆噴桿 慢慢向前插入延伸至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度位置。要求水平方向的偏差小于規(guī)定的數(shù)值；鉆孔 的方向控制可以采用水平定向傳感器保證定向精度。⑤旋噴注漿當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)，停止鉆孔噴水；通過(guò)壓力控制 傳感器，關(guān)閉噴頭上的單向閥。 一邊使鉆噴管緩慢旋轉(zhuǎn)并向外緩慢退出， 一邊按 下列順序打開流體輸送閥門首先打開壓縮空氣，然后開速凝劑，最后開高壓水 泥漿。按設(shè)定的施工參數(shù)進(jìn)行高壓旋噴施工。所用速凝劑材料為水玻璃或其它市 售的有機(jī)或無(wú)機(jī)速凝劑，但必須無(wú)毒并且不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題。施工中，后部噴嘴同軸噴射壓縮空氣與高壓水泥漿，壓縮空氣外包水泥漿 增加切割土體的能力；前部噴嘴同軸噴出高壓水泥漿與低壓速凝劑(如水玻璃) 漿液，低壓漿液外包高壓水泥漿，對(duì)土體進(jìn)行二次切割，并使兩種漿液與土同時(shí) 混合，達(dá)到快速固化軟土地基的目的。本發(fā)明旋噴注漿中，具體施工參數(shù)根據(jù)目標(biāo)直徑及土層特性、土體的現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng) 度、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)力狀態(tài)以及固化劑的用量確定，即水泥漿的壓力與流量、速凝劑的壓 力與流量、壓縮空氣的壓力與流量、三重管鉆噴桿的回拔速度與旋轉(zhuǎn)速度。噴射 流體的施工參數(shù)與旋噴樁半徑的關(guān)系由下列公式計(jì)算確定<formula>formula see original document page 7</formula>
式中，Lm二切削距離二成樁半徑(cm) ; 00=水平垂直的直徑系數(shù)；K二土性系 數(shù)；&=土層的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度；Pm^賁射壓力；df噴嘴內(nèi)徑；N—盾環(huán)次數(shù)；Vtr =Dm7iRs/60為噴嘴移動(dòng)速率；Rs二旋轉(zhuǎn)速率(rpm) ; a， b, c, n， m-回歸常數(shù)。鉆孔與旋噴過(guò)程產(chǎn)生的廢泥漿經(jīng)孔口密封裝置的閥門引導(dǎo)排出后，通過(guò)泥 漿分離設(shè)備分離。⑥ 旋噴至水平加固體的孔口部，按下列順序分別關(guān)閉輸送流體的閥門首 先關(guān)閉速凝劑，然后關(guān)高壓水泥漿，最后關(guān)壓縮空氣；關(guān)閉各泵及其它設(shè)備，拆 除孔口密封裝置，結(jié)束一根水平加固體的施工。⑦ 鉆機(jī)移位，重復(fù)步驟② (D，進(jìn)行另外一根水平加固體的施工，直至全 部水平旋噴水平加固體施工完成。本發(fā)明在設(shè)備安裝就位后預(yù)先開機(jī)空轉(zhuǎn)確認(rèn)各設(shè)備處于良好的狀態(tài)。在本發(fā) 明施工之前，將要進(jìn)行旋噴施工的現(xiàn)場(chǎng)，以靜力觸探確定土層的類型與強(qiáng)度。勘 察取土設(shè)備，鉆取土樣，以用于室內(nèi)配合試驗(yàn)確定水泥與水玻璃用量。鉆孔深度 為設(shè)計(jì)深度下一米。然后根據(jù)加固設(shè)計(jì)的目標(biāo)強(qiáng)度要求、現(xiàn)場(chǎng)土體的構(gòu)成與性質(zhì)， 利用上述取得的土樣進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定水泥用量。根據(jù)初凝時(shí)間要求、速 凝劑種類，利用水泥漿、速凝劑與土樣進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)確定速凝劑的配合比。本發(fā)明利用兩種漿液(水玻璃類速凝劑與水泥漿)在混合后可以在數(shù)秒至數(shù) 十秒內(nèi)快速結(jié)硬并產(chǎn)生強(qiáng)度的原理，以高壓泵輸送超高壓的水泥漿流至多功能噴 頭的上下復(fù)合式噴嘴的中心通道噴出，對(duì)土體作二次切割混合；以低壓泵輸送速 凝劑漿液至多功能噴頭的下部復(fù)合式噴嘴的環(huán)繞通道噴出后與水泥漿液及第一 次切割產(chǎn)生的土體泥漿攪拌混合，從而達(dá)到快速固化軟土地基的目的。本發(fā)明通過(guò)使混合土可以在數(shù)秒(5 10秒)內(nèi)的快速凝固來(lái)克服現(xiàn)有旋噴 施工后混合土處于流體狀態(tài)的缺陷；實(shí)現(xiàn)旋噴技術(shù)可以在有地下水流動(dòng)的土層中 進(jìn)行高壓水平旋噴施工。同時(shí)，使用本發(fā)明使施工速度提高2 5倍，具有較強(qiáng) 的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性；而且，前后兩個(gè)噴嘴同時(shí)噴射高壓水泥漿，對(duì)土體進(jìn)行二次切割使生成的加固樁體的直徑達(dá)1.0米以上。本發(fā)明施工方法簡(jiǎn)單可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 經(jīng)工程實(shí)踐驗(yàn)證，取得了顯著的效果。


圖l為本發(fā)明的設(shè)備構(gòu)成圖。圖2為本發(fā)明的水平旋噴時(shí)的工藝步驟圖，圖中①安裝孔口封閉裝置，② 水平旋噴鉆機(jī)的安裝定位，③水平分流器設(shè)置的安裝，④水平噴水鉆孔，(D水泥 漿、水玻璃、壓縮空氣的噴射，(D施工完成、清洗三重管鉆噴桿。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例以下結(jié)合本發(fā)明提供實(shí)施例，本實(shí)施例為采用雙液水平旋噴技術(shù)加固的試驗(yàn) 性施工來(lái)說(shuō)明水平旋噴加固的施工工藝，具體如下所述試驗(yàn)性施工現(xiàn)場(chǎng)為上海地鐵11號(hào)線白麗新村站盾構(gòu)出洞口的地基加固工 程。經(jīng)地質(zhì)勘察，確認(rèn)該區(qū)基礎(chǔ)多為軟弱土層，上部土層多由雜填土、素填土、 淤泥質(zhì)填土組成，這部分土結(jié)構(gòu)松散，天然含水量高，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低， 物理狀態(tài)多呈軟塑至流塑，因此工程性能極差。在7米 15米為淤泥質(zhì)粘土，含水量在45 50%，為上海地區(qū)的第④層土，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為40kPa。水平旋 噴在該土層中實(shí)施，深度為10米 -14米，設(shè)計(jì)水平旋噴樁長(zhǎng)為15米，目標(biāo)直 徑為①800mra，設(shè)計(jì)目標(biāo)強(qiáng)度為1. 0MPa。施工中固化劑為普通波特蘭水泥與無(wú)環(huán) 境污染問(wèn)題的硅酸鹽類速凝劑水玻璃。用所取土樣與水泥漿、水玻璃溶液在試驗(yàn)室混合確定達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度時(shí)的水灰 比為1: 1、水泥用量為C=243.7kg/m3;水泥漿液采用普通硅酸鹽水泥攪制，漿 液比重為1.57;初凝時(shí)間為10秒以內(nèi)時(shí)的水玻璃用量為81 〃m3?，F(xiàn)場(chǎng)的施工步驟如下所述，(1)準(zhǔn)備場(chǎng)地，安裝好連接好各設(shè)備設(shè)備利用車站的端頭井進(jìn)行水平旋噴 施工，設(shè)備安置于車站的地面層平臺(tái)，按裝連接到端頭井基坑的鉆機(jī)上。三重管雙液水平旋噴施工設(shè)備的配置如圖l所示，水平鉆機(jī)l、三重管鉆噴 桿2、分流器3、多功能噴頭4、孔口密封裝置5、高壓泵6、拌漿站7、水泥儲(chǔ) 倉(cāng)8、水箱9、低壓泵10、速凝劑桶11及空氣壓縮機(jī)12等設(shè)備。水平鉆機(jī)1的 支架支持三重管鉆噴桿2，并通過(guò)水平鉆機(jī)1的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)三重管鉆噴桿2作正 反旋轉(zhuǎn)與沿縱向作進(jìn)退運(yùn)動(dòng)。分流器3將三重管鉆噴桿2分別與高壓泵6、低壓 泵10、及空氣壓縮機(jī)12連接。多功能噴頭4通過(guò)螺紋與三重管鉆噴桿2連接。高壓泵6輸送高壓水泥漿(或水)，低壓泵10用于泵送速凝劑，空氣壓縮機(jī) 12輸送高壓空氣。高壓泵6用于噴高壓水泥漿(或水)，高壓泵5通過(guò)軟管連接到拌漿站7， 拌漿站7連接水泥儲(chǔ)倉(cāng)8，高壓泵6、拌漿站7通過(guò)分叉閥連接到水箱9，從而 實(shí)現(xiàn)為高壓泵6提供水泥漿或水。低壓泵10用于泵送速凝劑，低壓泵10連接速凝劑桶11，為低壓泵10提供 速凝劑。設(shè)備安裝就位后預(yù)先開機(jī)空轉(zhuǎn)確認(rèn)各設(shè)備處于良好的狀態(tài)。(2) 在實(shí)施水平的基坑外墻的預(yù)留孔口處安裝密封裝置，并將該裝置的導(dǎo) 水軟管連接到廢泥漿分離設(shè)備，用于導(dǎo)出泥漿，如圖2中的①所示；(3) 水平鉆機(jī)定位；如圖2中的②所示，將三重管鉆噴桿2移到樁位，用 水準(zhǔn)泡確定水平度后用鉆機(jī)的驅(qū)動(dòng)器固定三重管鉆噴桿2定位；(4) 鉆孔如圖2中的③所示，定位后在孔口密封裝置5插入三重管鉆噴 桿2; —邊使三重管鉆噴桿緩慢旋轉(zhuǎn)， 一邊用高壓泵6通過(guò)中間通道由單向閥噴 射高壓水。通過(guò)設(shè)于噴頭頂部的噴嘴噴水切割土體鉆孔。噴水壓力視土層的軟硬 性質(zhì)而定， 一般設(shè)置于2 5MPa。當(dāng)三重管鉆噴桿上扭矩較大時(shí)可以增加噴水壓 力預(yù)先使土體松弛。三重管鉆噴桿慢慢向前插入延伸至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度15米的位置。(5) 旋噴注漿如圖2中的④所示，當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)，停止 鉆孔噴水；通過(guò)壓力控制傳感器，關(guān)閉噴頭上單向閥13。 一邊使鉆噴管緩慢旋 轉(zhuǎn)并向外緩慢退出， 一邊按下列順序打開流體輸送閥門首先打開壓縮空氣，然 后開速凝劑，最后開高壓水泥漿。按下述設(shè)定的參數(shù)施工，如注漿壓力(12MPa)、泥漿流量(882/min)、三 重管鉆噴桿旋轉(zhuǎn)速度(12rpm)、回拔速度(60cm/min)等進(jìn)行邊回拔，進(jìn)行高壓旋噴施工。后部噴嘴15同軸噴射壓縮空氣與高壓水泥漿，壓縮空氣外包水泥漿增 加切割土體的能力；前部噴嘴14同軸噴出高壓水泥漿與低壓水玻璃溶液，低壓 漿液外包高壓水泥漿，對(duì)土體進(jìn)行二次切割，并使兩種漿液與土同時(shí)混合，達(dá)到 快速固化軟土地基的目的。三重管施工參數(shù)根據(jù)目標(biāo)直徑、土層特性、設(shè)計(jì)加固深度、土層的無(wú)側(cè)限抗 壓強(qiáng)度、固化劑的用量等確定。噴射流體的施工參數(shù)與旋噴樁半徑的關(guān)系由下列 公式計(jì)算確定m—(翁r按目標(biāo)半徑L2400mm， 土層的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度&=40kPa，水平垂直的直徑 系數(shù)06=0. 5; 土性系數(shù)K-18900，常數(shù)a二O. 36， b=0. 83, c=0. 29， n=0. 58， m=0. 43 的條件確定本實(shí)施列的施工參數(shù)如下水泥漿的噴射壓力Pm=12MPa;噴嘴內(nèi)徑 d。=2. 5腿；循環(huán)次數(shù)N=2;噴嘴移動(dòng)速率Vtr二50cm/min;旋轉(zhuǎn)速率Rs=12rpm; 水泥漿流量Q=88〃min。速凝劑為水玻璃，其噴射壓力為2 3MPa，流量為20 〃min。壓縮空氣壓力為0. 7MPa，氣量360 420m3/h (或6 7 m7min)。(6)如圖2中的⑤所示，旋噴至水平加固體的孔口部，按下列順序分別關(guān)閉 輸送流體的閥門首先關(guān)閉水玻璃溶液，然后關(guān)高壓水泥漿；關(guān)閉各泵及其它設(shè) 備。拆除孔口密封裝置；結(jié)束一根水平加固體的施工。(7)鉆機(jī)移位，重復(fù)步驟(2) (6)，進(jìn)行另外一根水平加固體的施工，直 至全部水平旋噴水平加固體施工完成。用雙液旋噴施工的水平加固體的初凝時(shí)間為10 20秒，樁身質(zhì)量良好，水 泥漿液與軟粘土的混合均勻。現(xiàn)場(chǎng)取芯試驗(yàn)結(jié)果顯示，養(yǎng)護(hù)28天后的樁身達(dá) 1. 2 1. 5MPa。經(jīng)鉆孔取芯與靜力觸探確認(rèn)旋噴樁的直徑達(dá)1. 0米以上。
權(quán)利要求
1、一種用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法，其特征在于，包括以下步驟①準(zhǔn)備場(chǎng)地，安裝調(diào)試設(shè)備將高壓泵、低壓泵、空氣壓縮機(jī)通過(guò)分流器連接于三重管鉆噴桿上，高壓泵用于噴高壓水泥漿或水，低壓泵用于泵送速凝劑，三重管鉆噴桿由水平鉆機(jī)的支架支持連接，并由鉆機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器控制旋轉(zhuǎn)與做進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，多功能噴頭與三重管鉆噴桿連接，多功能噴頭內(nèi)部設(shè)有通道分別對(duì)應(yīng)于三重管鉆噴桿的多重管道；所述三重管鉆噴桿，其內(nèi)管連接于高壓泵，水流與高壓水泥漿流通過(guò)該管通道到達(dá)多功能噴頭；第二道管連接于低壓泵，速凝劑通過(guò)該管通道到達(dá)多功能噴頭；外管連接于空氣壓縮機(jī)，壓縮空氣通過(guò)該管通道到達(dá)多功能噴頭；②在實(shí)施水平的基坑外墻的預(yù)留孔口處安裝孔口密封裝置，并用導(dǎo)水軟管連接到廢泥漿分離設(shè)備，多功能噴頭與三重管鉆噴桿從孔口密封裝置內(nèi)穿過(guò)進(jìn)行鉆孔與噴射，三重管鉆噴桿與孔口密封裝置之間采用橡膠密封圈密封；③水平鉆機(jī)定位；④鉆孔定位后在孔口密封裝置插入三重管鉆噴桿，一邊使三重管鉆噴桿緩慢旋轉(zhuǎn)，一邊用高壓泵通過(guò)中間通道由單向閥噴射高壓水，并采用設(shè)于多功能噴頭頂部的噴嘴噴水切割土體鉆孔，鉆孔的方向采用水平定向傳感器控制；⑤旋噴注漿當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度時(shí)，停止鉆孔噴水，通過(guò)壓力控制傳感器，關(guān)閉噴頭上單向閥，一邊使鉆噴管緩慢旋轉(zhuǎn)并向外緩慢退出，一邊按下列順序打開流體輸送閥門首先打開壓縮空氣，然后開速凝劑，最后開高壓水泥漿，進(jìn)行高壓旋噴施工，鉆孔與旋噴過(guò)程產(chǎn)生的廢泥漿經(jīng)孔口密封裝置的閥門引導(dǎo)排出后，通過(guò)泥漿分離設(shè)備分離；⑥旋噴至水平加固體的孔口部，按下列順序分別關(guān)閉輸送流體的閥門首先關(guān)閉速凝劑，然后關(guān)高壓水泥漿，最后關(guān)壓縮空氣，關(guān)閉各泵及其它設(shè)備，拆除孔口密封裝置，結(jié)束一根水平加固體的施工；⑦鉆機(jī)移位，重復(fù)步驟②～⑥，進(jìn)行另外一根水平加固體的施工，直至全部水平旋噴水平加固體施工完成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法， 其特征是，所述多功能噴頭外部安裝有一個(gè)單向閥與兩個(gè)噴嘴，兩個(gè)噴嘴設(shè)于多 功能噴頭的側(cè)面，間隔前、后設(shè)置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法， 其特征是，所述兩個(gè)噴嘴都為復(fù)合式的同軸噴嘴，后部噴嘴的內(nèi)噴嘴連接于三重 管鉆噴桿內(nèi)通道，噴出高壓水泥漿液，外側(cè)噴嘴為環(huán)繞噴嘴連接于外通道，噴壓 縮空氣；前部噴嘴的內(nèi)噴嘴連接于三重管鉆噴桿內(nèi)通道，噴出高壓水泥漿液，外 側(cè)噴嘴連接于第二通道，噴速凝劑。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法， 其特征是，所述孔口密封裝置包括圓柱形鋼管、壓力控制閥門，泥漿流出閥門及o型橡膠密封圈、橡膠密封圈擋塊，其中壓力控制閥門設(shè)置在圓柱形鋼管的上部，泥漿流出閥門設(shè)置在圓柱形鋼管的下部，O型橡膠密封圈置于三重管鉆噴桿與圓 柱形鋼管之間，橡膠密封圈擋塊安裝于水平旋噴樁孔口相反端，用于防止橡膠密 封圈滑出。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法， 其特征是，所述 中，噴水壓力設(shè)置于2MPa 5MPa。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工 方法，其特征是，所述 中，噴射流體的施工參數(shù)與旋噴樁半徑的關(guān)系由下列公 式計(jì)算確定式中，1^=切削距離=成樁半徑cm， 01=水平垂直的直徑系數(shù)，K二土性系數(shù)， &=土層的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度，Pm-噴射壓力，4=噴嘴內(nèi)徑，N—盾環(huán)次數(shù)，Vfr = Dm;iRs/60為噴嘴移動(dòng)速率，Rs二旋轉(zhuǎn)速率rpm， a, b, c, n, 111=回歸常數(shù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法， 其特征是，所述速凝劑材料為水玻璃。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的用高壓雙液旋噴技術(shù)生成水平加固體的施工方法，步驟為①準(zhǔn)備場(chǎng)地，安裝調(diào)試設(shè)備三重管鉆噴桿由水平鉆機(jī)的支架支持連接，并由鉆機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器控制旋轉(zhuǎn)與做進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，多功能噴頭與三重管鉆噴桿連接，三重管鉆噴桿內(nèi)管連接于高壓泵，第二道管連接于低壓泵，外管連接于空氣壓縮機(jī)；②在預(yù)留孔口處安裝孔口密封裝置，并用導(dǎo)水軟管連接到廢泥漿分離設(shè)備；③水平鉆機(jī)定位；④鉆孔；⑤旋噴注漿；⑥旋噴至水平加固體的孔口部，關(guān)閉輸送流體的閥門；⑦鉆機(jī)移位，重復(fù)步驟②～⑥。本發(fā)明利用兩種漿液在混合后可以在數(shù)秒至數(shù)十秒內(nèi)快速結(jié)硬并產(chǎn)生強(qiáng)度的原理，實(shí)現(xiàn)快速固結(jié)的目的。
文檔編號(hào)E02D3/12GK101245600SQ200810033979
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者松 周, 彭少杰, 楊俊龍, 沈水龍, 云 白, 葛金科, 金龍縣, 陳立生 申請(qǐng)人:上海市第二市政工程有限公司;韓國(guó)基礎(chǔ)技術(shù)株式會(huì)社;上海交通大學(xué);上海城建(集團(tuán))公司