[发明专利]用高压喷射双液浆生成水平旋喷加固体的施工设备

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种建筑工程技术领域的施工设备，具体是一种用高压喷射双液浆生成水平旋喷加固体的施工设备。

背景技术

高压旋喷施工技术是以旋转的喷头喷出高压流体一边切削土体一边使水泥浆液与切碎的土体混合，经化学反应后形成坚固的加固土柱，强度可达数兆帕以上。该工法由日本NIT的中西涉博士发明，最初是简单的单管法(也称CCP法)，仅喷射水泥浆液；其后又开发了二重管法、三重管法等，二重管法以压缩空气包裹高压水泥浆液切割并混合，使加固体直径比单管法有较大的增加；三重管法以压缩空气包裹高压水流首先切割土体，形成较大直径的碎土空隙，再以泥浆泵注入水泥浆填充与混合，使加固体直径比前两种方法有了极大的提高。其后，还开发成功了超级旋喷的RJP工法，直径可达3米以上。RJP工法以压缩空气包裹高压水流对土体进行第一次切割，形成较大直径的碎土空隙，再以压缩空气包裹水泥浆作第二次切割并作填充与混合，使加固体直径有了空前的提高。我国自70年代末开发成功高压旋喷施工技术后，该工法逐步水利工程防渗墙、城市地下工程、边坡稳定、码头、桥梁基处等得到了广泛的应用。也逐步开发了各种直径的旋喷工法。

经对现有的技术文献检索发现，日本株式会社恩爱蒂中西涉，在1995年申请并获得过可以用于生成水平旋喷加固体的施工装置专利：“地基加固体造成装置及施工法(专利号ZL95115549.0)”。该发明专利虽然给出了在一定条件下进行水平旋喷加固施工的设备。但是该发明的设备有如下几个不足：首先，以超高压的水流对土体作第一次切割，这样会产生如下几个问题：1)由于旋喷施工后的水泥土混合物，处于流动性的泥浆状态，其达到初凝并有一定的强度需数日以上；2)当该法在地下水位以下的粉砂层中施工时，产生砂土液化，流砂等现象，这样会使土与水泥混合物在结硬前发生分离；从而产生质量问题；使旋喷技术不能在流砂层中使用；3)如果进行水平旋喷施工，则流态的混合土会从孔口流出，使加固失效。这些问题影响了旋喷技术的使用范围。为此，该发明水平施工时不喷射压缩空气，这样做的直接的结果是降低了喷射液态流体的切割效率，使水平旋喷加固体的直径减小。为解决该问题，该发明中通过提高喷射液态流体压力的方法增加切割直径，同时采用强制吸泥的方法来降低地层压力，以减小对周围的影响。然而，由于有电缆线的存在，这样使得钻喷杆不能360度旋转，只能作来回摆动喷射，降低了施工效率，很不经济。

发明内容

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种用高压喷射双液浆生成水平旋喷加固体的施工设备。本发明应用双液旋喷技术在地下进行水平方向的旋喷施工，通过使混合土瞬时结硬来克服上述背景技术中的水平旋喷施工的缺陷，使该技术可以在流砂层中生成水平旋喷加固体体。同时，使用本发明的设备可以使旋喷施工的效率大大提高。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：高压泵、低压泵、空气压缩机、分流器、三重管钻喷杆、多功能喷头、水平钻机、孔口密封装置。高压泵、低压泵、空气压缩机通过分流器连接于三重管钻喷杆上。三重管钻喷杆由水平钻机的支架支持连接，并由水平钻机上的驱动器控制旋转与做前后进退运动及左右平移运动。多功能喷头的一端通过螺纹与三重管钻喷杆连接。孔口密封装置安装于需进行旋喷加固的地下钻孔的孔口；喷头与三重管钻喷杆从孔口密封装置内穿过对地层进行钻孔与喷射，三重管钻喷杆与孔口密封装置之间用橡胶密封圈密封。

所述高压泵用于喷高压水泥浆(或水)，高压泵通过软管连接到拌浆站，拌浆站连接水泥储仓；高压泵、拌浆站通过分叉阀连接到水箱，从而实现为高压泵提供水泥浆或水。

所述低压泵用于泵送速凝剂，低压泵连接速凝剂桶，为低压泵提供速凝剂。

所述孔口密封装置包括圆柱形钢管、压力控制阀门，泥浆流出阀门及O型橡胶密封圈、橡胶密封圈挡块，其中压力控制阀门设置在圆柱形钢管的上部；泥浆流出阀门设置在圆柱形钢管的下部；O型橡胶密封圈置于三重管钻喷杆与圆柱形钢管之间；橡胶密封圈挡块安装于水平旋喷桩孔口的相反端，用于防止橡胶密封圈滑出。所述孔口密封装置的作用是在水平钻孔与旋喷的过程中将产生的废泥浆有序排出。

所述三重管钻喷杆用于钻孔与输送高压液流至多功能喷头，由三重同轴钢管构成，包括内管、第二道管、外管，内管连接于高压泵，水流与高压水泥浆流通过该管通道到达多功能喷头；第二道管连接于低压泵，速凝剂通过该管通道到达多功能喷头；外管连接于空气压缩机，超高压压缩空气通过该管通道到达多功能喷头。

所述多功能喷头用于喷钻孔水与喷射高压水泥浆液、速凝剂、压缩空气等流体。