[发明专利]一种固化/氧化污染土的多孔喷浆双向立体搅拌协同装置及方法

说明书

本发明公开了一种固化/氧化污染土的多孔喷浆双向立体搅拌协同装置及方法。该装置包括搅拌轴、立体搅拌头、输浆总管、输浆支管、喷浆嘴、螺旋叶片和钻头。该装置采用全方位多孔喷浆和双向立体搅拌协同的方式，双向立体搅拌头极大的提高了切削和翻搅的能力，使药剂浆液在适宜搅拌转速和旋喷喷射压力下在土体中充分扩散，提升药剂与土体拌和的均匀性，药剂效果更佳，重金属固化率/有机物去除率提高，污染土处理更彻底。该装置既保证了药剂与土体拌和的均匀性，又优化了喷浆搅拌施工工艺，避免了不必要的工序和材料的浪费，提高了施工效率和施工质量。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，进一步涉及污染土原位修复技术领域，特别是涉及一种用于污染土原位固化/氧化的喷浆搅拌装置及方法。

背景技术

随着污染场地修复在我国逐渐得到关注和重视，岩土施工技术也应用在了土壤原位修复领域。目前我国处理地基的主要施工技术有：深层搅拌法、高压旋喷法、三轴搅拌法。

深层搅拌法是利用低压力浆泵(压力一般小于2MPa)把浆液泵送至土体深处，通过搅拌叶片直接将土体和药剂强制拌和。常规搅拌法施工机械简单，施工速度快，造价较低；但因机械动力不足、泵浆压力小而会导致其适用地层范围有限，拌和体均匀性差等缺点。

高压旋喷法是利用高压设备，将浆液以近20Mpa的高压射流通过喷嘴射出，冲击破坏土体，使浆液和土体拌和。(传统的装置由于喷浆嘴位于搅拌头最下部，旋喷的实质过程就是先由喷浆嘴上部的叶片切割搅拌土体，然后由喷浆嘴喷出浆液。)由于其具有较强的钻进与切削能力，使其适用地层范围较广。但因喷浆压力大，喷射范围随地层软硬变化而变化，会导致拌和体半径大小难以控制，又由于浆液在土体中流动性较差，导致混合的均质性较差，且材料浪费严重。

三轴搅拌法是在原有深层搅拌法(单轴)基础上发展而来，改进采用三轴搅拌并在搅拌轴上增加螺旋叶片，且大幅增强动力。使其效率高、搭接效果好、应用范围广。为了使搅拌更加均匀，通过搅拌轴上的螺旋叶片把浆液与土充分翻搅拌和，在此过程中浆液和置换出的一些土块掉落到孔中，导致拌和体下部搅拌不均匀。

现有技术在污染土原位修复中应用时往往存在以下问题：黏性较大的污染土因难以充分破碎而形成不均匀的大团粒，其与药剂混合的均匀性较差；固化剂向黏土团粒内部扩散的影响范围有限，当团粒内部受环境影响发生胀缩变形时，外部固化层会开裂，引发固化污染土长期耐久性能的劣化。主要原因是国内的装置在泵浆和搅拌均匀性方面存在着不足，不能很好的将药剂扩散，并使药剂与土体充分的混合。搅拌旋喷技术是在以上技术基础上发展起来的，兼顾施工质量与施工效率。基于此，设计一种新型喷浆搅拌协同装置及方法，旨在解决药剂与污染土拌和体的均匀性问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种固化/氧化污染土的多孔喷浆双向立体搅拌协同装置及方法，在原位施工中，在装置的不同高度上设置多孔喷浆与双向搅拌，实现全方位的立体搅拌，使药剂浆液在适宜搅拌转速和旋喷喷射压力下在黏土体中与污染土充分混合，提升分布的均匀性，重金属固化率/有机物去除率提高，污染土处理更彻底。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一、一种固化/氧化污染土的多孔喷浆双向立体搅拌协同装置

固化/氧化污染土的多孔喷浆双向立体搅拌协同装置，包括搅拌轴、立体搅拌头、输浆总管、输浆支管、喷浆嘴、螺旋叶片、钻头。