水平旋喷施工工艺(附施工图).doc

水平旋喷简介水平旋喷简介1水平旋喷施工工艺1.1水平旋喷施工原理水平旋喷在国外已有较广泛的应用，与普通旋喷最大的区别是设计了一种位于高压喷水枪端头的排泥装置。这一结果，使排泥和地基内压力得到合理的控制，使地基内压力稳定，也就避免了在水平施工中出现地表变形的可能性。该方法不仅适用于水平的注浆加固，也适用于垂直的、倾斜的、多方位的注浆加固。水平旋喷管由高压泥浆管、高压水管、压缩空气管及负压吸泥管等4根管道共同包含于一根大管道中。除负压吸泥管外，其它三根管道均与喷嘴连接；高压水管与负压吸泥管在头部连接在一起。当水平旋喷作业时，硬化材料及压缩空气分别从硬化材料喷嘴喷出，此时钻杆作旋转或一定角度的摆动切削土体，硬化材料与土体颗粒混合后可形成加固体。与此同时，高压水喷嘴同时进水，并高速回流，以在出浆管口形成真空，从而把水泥浆置换出来的泥浆从出浆管排出。1.2水平旋喷施工步骤1）水平旋喷机定位：按设计要求，准确定位水平旋喷机，并将底盘垫牢固。要求定位偏差不大于5cm。2）钻进：在外套管的保护下，进行钻孔，直至设计位置。3）拔出钻杆：钻至设计位置后，拔出钻杆，并在孔内留置外套管。4）插入水平注浆管并进行注浆：在外套管内插入水平注浆管至设计位置，注浆时，注浆管及外套管同时向孔外拔出，直至预定位置。5）封堵孔口：注浆完毕后，进行补充注浆，并及时封堵孔口。2水平旋喷主要设备水平旋喷的主要设备包括：专用水平旋喷机、高压水泵、高压泥浆泵及空压机，另有其他附属设备，具体见下表：表1：水平旋喷主要机具一览表序号设备名称型号动力（KW）备注1专用水平旋喷机XP45驱动注浆管注浆2高压水泵3D2-SZ75排泥用3高压注浆泵GPB-9090高压注浆用4送浆泵BW-12011输送泥浆5空压机6M345辅助切割土层6钻机GXY-115成孔7搅拌机立式5搅拌水泥浆8专用注浆管注浆用9高压胶管输送高压水及水泥浆10污水泵排放废浆 21专用水平旋喷机本次试验采用XP-I型专用水平旋喷机，该钻机是一种双动力头、油缸链条给进式的全液压钻机。钻机由主机和动力站两部分组成。操作台安装在主机侧面，操作台和动力站间用高压油管连接。图图1：水平旋喷机 动力站为水平旋喷机液压系统的动力来源，动力站为封闭式结构，它由一个45KW电机和一个2.2KW电 机、油泵、油箱、冷却器及电控柜组成。油泵工作时，应将动力站门打开，以便操作和通风。 图2： 动力站22 高压注浆泵（GPB-90） GPB-90型高压注浆泵由主泵、皮带轮系、机座、安全泵、起动器、逆止阀、电动机组成，自成独立工作机组。工作中柱塞采用油润滑及冷却，以保证密封的可靠性。 图3：高压泥浆泵23 高压清水泵（3D2-S） 3.2.1 高压清水泵的结构 3D2-S高压清水泵由动力端、液力端、安全阀、调压机构（溢流阀或单向溢流阀）和启动器组成。 图4：高压清水泵3旋喷桩施工3.1水平旋喷施工场地规划水平旋喷施工场地分为三个区域：旋喷施工区、后台操控区及泥浆堆放外运区。旋喷施工区是需要加固的施工区域，主要设备有水平旋喷机、动力站等；后台操控区是提供施工所需电力、水泥浆搅拌、高压水、压缩空气的区域，是施工设备最多的区域，主要有电气设备、高压泥浆泵、高压清水泵、空气压缩机等；泥浆堆放区是用来堆放旋喷产生的泥浆的区域，泥浆可以直接采用槽罐车拉走，也可以利用其中含有水泥的特点，静置一定时间凝固后，以土方的形式外运出场的办法。3.2施工参数的确定由于旋喷桩在不同土层可达到的桩径和桩体强度都有很大不同，施工参数应根据现场土层情况，结合以往工程经验加以确定，有条件时，可以通过现场实验进行确定。必要时，普通垂直旋喷桩桩径及强度也可以作为水平施工参数确定的依据。3.3水平旋喷人员组成每套设备人员组成情况见下表表2 施工人员一览表工种名称人数项目管理4钻工6旋喷8司泵2拌浆2电工1现场文明施工1共计24人3.4水平旋喷施工1） 钻孔 水平旋喷机本身具有成孔能力，一般采用回转钻进，并采用护套管同时跟管钻进。护套管跟管钻进的成孔质量及直线度较好，这对于较长水平旋喷桩的施工质量是一个有利因素。 水平旋喷也可以采用单管法，采用喷管直接钻进，喷管间采用丝扣连接，拆接方便，加上单管长度较长，施工速度较快，总体施工效率高。2） 水平旋喷施工 四管法钻孔至预定深度后，需首先将钻杆取出，再放入水平旋喷管。喷管放至预定深度后，开启高压泥浆泵，空压机，高压清水泵即可进行施工。 水平旋喷机分前后两个动力头，前动力头驱动钻杆钻进及喷管的摆动及提升，后动力头驱动护套管的钻进、旋转及提升。施工中，前后两个动力头以不同的转速旋转，并带动喷管及套管以一定的速度向外提升（见图6）。图6：水平旋喷桩施工3.5排浆四管法水平旋喷采用强制排浆工艺，即废浆通过高压水的真空吸力被强制排出孔外(见图7)。该工艺可以大大减小施工对周围环境的影响，并可以通过调节高压水压力和流量控制废浆排出量，并进一步控制地表沉降或抬升。图7：废浆强制排出 废浆排至储浆池后，通过泥浆泵二次排放至预定泥浆堆放区域（距离较近时也可以直接排至堆浆区）。由于排出的废浆含有部分水泥，凝固后可以以土方的形式外运出场。 4旋喷桩开挖检验某水平旋喷工程开挖检验情况见图8。根据本工程现场开挖，桩径一般可以达到1.31.5米。图8：桩体开挖检验桩体强度可以采用钻孔取芯，进行室内力学试验方法取得。 图9：开挖过程中挖出的加固体图10：取芯试块5国外工程应用实例1）德国慕尼黑地铁穿越建筑物水平旋喷加固工程2）日本隧道工程水平旋喷工程实例3）日本大直径水平旋喷工程实例 4）日本水平旋喷某施工现场