[发明专利]双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法

说明书

为了解决现有技术中防渗帷幕旋喷技术施工效率低以及成型厚度达不到要求的问题，本发明提供了一种双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法，其中，双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，在现有的双高压旋喷设备的基础上增加了控制旋喷管在不同角度范围内变角速运动的变角速动力头、控制高压水喷射口在不同角度范围内高压水的压力和流量的高压水调节装置，使高压水泥浆在旋喷过程中不同角度范围内旋喷时间的长度不同，从而形成特定形状和厚度的防渗墙，使高压水在旋喷过程中根据所要成墙的形状和厚度调整高压水的水压和流量，达到提高效率的同时，不会造成防渗帷幕过厚的情况。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别涉及双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法。

背景技术

目前现有技术中已经公开的变角速旋喷防渗帷幕采用单泵系统（一台高压水泵）其旋喷管的提升速度限定在10~20cm/min，施工效率低下；如果采用双泵高压旋喷技术，即同时采用高压水泵和高压泥浆泵作业，确实能达到提高喷射效率的结果，但从变角速旋喷防渗帷幕的施工原理来看，旋喷管在360°范围内变角速旋喷，即沿防渗帷幕轴线方向的角速度减慢，而转向垂直于轴线方向的角速度加快，使其平面形成长厚比较大的板状固结体，因此如果在变角速旋喷防渗帷幕的施工中采用双泵高压系统，那么就会产生双高压叠加喷射效应，导致防渗墙局部墙体过厚，无法控制需要的帷幕厚度，达不到变角速旋喷防渗墙帷幕的施工效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法，采用的技术方案如下：

双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，包括双高压旋喷设备，所述双高压旋喷设备由旋喷管、连接于旋喷管上方的回转接头和提升机构、与回转接头通过管道相连的高压水泵、高压水泥浆泵以及空气压缩机组成，所述旋喷管上设有高压水喷射孔和高压水泥浆喷射孔，其特征在于，所述双高压旋喷设备的回转接头与提升机构之间连接有可在360⁰角度范围内做变角速运动的变角速动力头，所述高压水泵与旋喷管之间的输送管上设有用于调节回转接头上高压水喷射孔处的水压和水量的高压水调节装置，变角速动力头上部设有角度传感器，此外还包括PLC控制系统，所述角度传感器与PLC控制系统信号输入端相连，所述高压水调节装置与PLC控制系统信号输出端相连，所述PLC控制系统通过角度传感器信号控制旋喷管在不同角度高压射流的时间长短，同时控制高压水调节装置调节进入喷射管内的高压水的水压和流量，当旋喷管转向垂直于帷幕轴线方向时，PLC控制系统接收到角度传感器的信号后控制高压水调节装置，将管路中的压力和流量部分释放，喷嘴处的高压射流强度减弱。

优选的，所述高压水调节装置包括与高压水输送管相连的三通管、与三通管出水口相连的电磁阀，所述三通管进口与高压水泵出水口相连，三通管第一出口与旋喷管上的高压水进水口相连，所述电磁阀为常闭的开关阀并且连接于三通管第二出口处，电磁阀与PLC控制系统的信号输出端相连。

优选的，所述电磁阀出口连接有节流管接头，所述节流管内设有节流孔，并且节流管与用于供水的水箱通过排水管相连。

优选的，所述电磁阀与节流管之间形成的背压小于等于10MPa。

双变量双泵旋喷防渗帷幕施工方法，施工方法基于双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置进行实施，施工方法包括以下步骤：

A、根据防渗帷幕确定施工路线进行定位、放线；

B、采用常规钻机预钻孔，孔径、孔深和钻孔垂直度均应满足设计要求；

C、台车就位，依次启动高压水泵、高压水泥浆泵和空气压缩机，检视介质喷射正常后，将旋喷管下入钻孔后，再依次启动变角速动力头和提升机构；

D、变角速动力头驱动旋喷管在360°范围内变角速度旋喷，并在上述角度范围内借助PLC控制系统，根据所要成墙的形状和厚度控制高压水调节装置实现变压力、变流量运行；