CN1052522A - 改良土壤的方法及为此使用的设备 - Google Patents

Abstract

一种改良土壤的保水特性来改良土壤的方法，该 方法通过吸水性聚合物，在土壤的下层形成不渗透水 层，及在该水不渗透层的上层区域提供吸水性聚合物 层的步骤。

该改良土壤的方法由一种设备来实施，利用一种 具有钻孔功能的浇注设备，在土壤的下层形成不渗透 水层，以及在该水不渗透层的上层区域形成混合吸水 性聚合物。

Description

本发明涉及一种改良土壤的方法和为此所使用的设备，以改良土壤的保水特性。

特别是，本发明涉及一种改良土壤的方法和为此所使用的设备，该方法包括在土壤的下层形成水不渗透层，并且在该水不渗透层的上层区域的土壤中混入吸水性的聚合物等步骤。

在干燥地区，例如沙漠地区或其它同类地区，在该环境（在该环境中植物的繁殖是困难的）中的水量是不充足的。

在干燥地区，在地下水中，从土壤中所沉积的盐或其它同类物质的浓度趋向于增大。不仅是土壤表面的水分，而且供给土壤表面水分的地下水也都通过毛细管现象而蒸发其水量，并且其中所含有的盐类则存在于土壤的表面，即使土壤表面的这一部分盐能溶解于雨水中，并再次溶于地下水中，这样重复地通过毛细管现象而流入土壤的表面和地下，然而，由于土壤表面的水分的蒸发量很大，因而使得盐保持和储存在土壤的表面上，以至于使得植物的繁殖受到盐的损害而不能进行。

在干燥的沙土地区，例如，海岸、沙丘等，借助于风力可以很容易地产生沙土，土壤的构造发生了变化，从而妨碍了植物的繁殖，并造成人类生活的不便。

至今为止，为了预防沙土，提供了诸如防沙林，防沙堤等的措施，然而，这意味着需要大量的劳动力、成本和时间，而且其效果也有限。

换句话说，为了促进植物的繁殖，已经提出了利用吸水性聚合物的保水特性的许多方法（例如：日本专利公开56-174935，57-33508，57-79802，58-149604，58-15505，59-34822，59-48007，60-188003，60-201523等）。

然而，所有这些方法都是通过将吸水性聚合物与在植物根部的有效范围内的土壤相混合来帮助提供水分。

还没有一种用于繁殖植物的工艺是通过在下层的土壤中形成不渗透水层，并阻止地下水中的高浓度的盐移到土壤表面，从而防止受到盐的损害。

因此，本发明的目的在于提供一种改良土壤的方法及为此所使用的一种适用的设备，该方法通过在干燥区域阻止地下水中的高浓度的盐移动到土壤表面而防止盐的侵害，从而预防了沙土和促进了植物的繁殖。

本发明为解决上述问题，在土壤的下层形成一种不渗透水层，并通过在上层区域使用吸水性聚合物，而使土壤的保水特性得到改善。由此，在干旱地区，通过阻止具有高浓度盐分的地下水移动到土壤表面，而防止盐的侵害的同时，帮助提供了植物繁殖所必须的水分，从而预防了沙土并提高了促进植物繁殖的效果。

为了完成这一改良土壤的方法，使用了将在后面加以说明的一种设备。已经发现，可以把在土壤中能够胶凝的某种材料，按照所需要的深度将其在土壤中浇注一层来形成不渗透水层，将粉末状吸水性聚合物浇注到该水不渗透层的上层的土壤区域，以形成吸水性聚合物混合的土壤层，并且这些步骤是同时完成的，不必相应地除去该上层区域的土壤，从而提高了操作效率和有效地完成了这些步骤。

按照本发明的一个方面，提供了一种通过使用吸水性聚合物以改良土壤的保水特性来改良土壤的方法，该方法包括以下步骤：在土壤的下层形成不渗透水层，及在所说的水不渗透层的上层区域提供吸水性聚合物层。

按照本发明的另外一个方面，提供了一种改良土壤的方法，该方法包括以下步骤：在土壤的下层形成不渗透水层，及在所说的水不渗透层的上层区域提供吸水性聚合物层。该方法使用了一种具有钻孔功能的浇注设备，包括：浇注管末端装置，它在园柱体的末端具有与园柱体成轴向开口的喷射孔。并且至少在二个位置（在靠近其末端一侧的位置和靠近在土壤中可转动和垂直上下移动的浇注管的末端的所说的园柱体的底部末端一侧的侧位置，二个位置轴向相距0.7m或更大）有侧向开口的喷射孔，其中，设置了至少二个独立的通道以与所提到的喷射孔相联系，在靠近底部末端一侧所设置的喷射孔的附近的侧壁位置安装了一个搅拌叶片，将所说的浇注管末端装置插入到在土壤中进行转动所要求的位置，在一预定的距离，抽出所说的浇注管，同时由靠近其末端一侧位置所形成的喷射孔中，将用于形成水不透渗层的材料注入土壤中，由靠近其所说的底部末端一侧位置所形成的喷射孔中，将用于形成吸水性聚合物的材料注入土壤，同时使用所说的搅拌叶片在所说的末端装置的周围搅拌土壤，来形成一种结合砾石的固化体（其位置在土壤的下层部分到所说的浇注管周围的柱状区域），在其上层部分的土壤中，混合该吸水性聚合物，接着在此被进行改良了的土壤的相邻位置上重复上述操作，同时在上层部分连续地形成吸水性聚合物混合的土壤层。

按照本发明的另外一个方面，提供了一种用于改良土壤的设备，该设备通过其有钻孔作用的浇注设备，被用来在土壤的下层形成一种水不渗透层及被用来在所说的该水不渗透层的上层区域的土壤中混合吸水性聚合物，该浇注设备包括浇注管末端装置，后者在园柱体末端具有与园柱体成轴向开口的喷射孔，并且至少在二个位置（在靠近其末端一侧的位置及在靠近在土壤中可转动及垂直上下移动的浇注管的末端的所说的园柱体的底部末端一侧的侧壁位置，二个位置轴向相距0.7m或更大）有侧向开口的喷射孔，其中，至少设置了二个独立的通道，以与所说的喷射管相联系，在靠近底部末端一侧位置上所设置的喷射孔的附近的侧好壁位置安装了一个搅拌浆叶。

按照本发明的方法可以帮助提供植物繁殖所必需的水量，同时在干燥区域防止受到盐的侵害，以预防在沙质土壤区域的沙土及促进在干燥区域中植物的繁殖。

按照本发明的方法和设备，将要在土壤中胶凝的材料，按照所需要的深度，注入到土壤中形成一层，同时，再将粉末状吸水性聚合物注入到该水不渗透层的上层土壤区域，以形成吸水性聚合物混合的土壤层，不必相应的除去上层区域的土壤，从而提高了操作效率和有效地完成了这些步骤。

现在，将本发明作详细地说明。

通过在土壤的下层形成水不渗透层，以防止地下水中的高浓度的盐移动到土壤表面;将下落的雨水保持在该形成的水不渗透层的上层，以人工形成一种地下层;减小该人工地下层的土壤浓度，以降低土壤中溶解盐的量，能将人工地下水中盐的浓度抑制至很低的数值。

在本发明的方法中，该水不渗透层最好是形成由地表面算起，为2至10m的适宜深度的位置。

在本发明的方法中，对用来形成水不渗透层的材料没有特别的限制，只要这些材料在土壤中能够胶凝以显示出防水的性质（以下称之为“防水材料”），并适宜于浇注方法就可以，这类材料包括：例如，各种水泥：例如波特兰水泥、高炉水泥、胶态水泥、高铝水泥、喷射水泥、聚合物水泥等;粘土，例如：高岭土、蒙脱土粘土、水铝英石粘土等;及各种用于稳定土壤，例如液体玻璃、丙烯酰胺、脲磺缩合物等的化学试剂。

它们以适宜的状态如悬浮液，溶液等注入土壤中。

在以悬浮液用于稳定土壤的情况中，为了改善沙质土壤的浸渍，其胶凝时间要调节的长一些，并且以与主剂和固化剂相混合的液体形式进行浇注。其胶凝时间最好调节在大约5至60分钟。

在改良大面积土壤的情况下，在土壤的下层所形成的水不渗透层可以呈平面状，在进行部分改良的情况下，特别是在恶劣的条件下，例如沙漠地区，所形成的水不渗透层可以通过地下连续围墙的方法，在地下隔墙中形成，在这种情况下，使用高压喷射处理，和通常所用的带有搅拌浆叶的浇注设备的方法可以使用，用作改良软化土壤的方法（如日本专利公开：48-25768，51-8493及56-44206等）。

在本发明的方法中所使用的吸水性聚合物，包括了各种粉末吸水聚合物，例如，聚丙烯酸、羧甲基纤维素、异丁烯-马来酸酯共聚物、淀粉-丙烯酸接枝共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸酯共聚物皂化剂、精氨酸酯等。

本发明的方法中使用的吸水性聚合物的状态如下，可以使用这些状态的任意一种，也可以将它们结合使用。

使用吸水性聚合物的一种状态的实例，是将一种吸水性聚合物层在已形成的水不渗透层的上部来形成，该吸水性聚合物层的厚度至少为0.5cm。

使用吸水性聚合物的另外一种状态的实例，是将吸水性聚合物与已形成的水不渗透层的上部区域中的土壤相混合。

使用吸水性聚合物的用量，当其与对植物根部起作用范围的土壤相混合时，相对于100品脱重量的土壤为0.01至0.5品脱重量，最好范围为0.1至0.3品脱重量。当其与从土壤表面算起超过1mm深的土壤层相混合时，该吸水性聚合物的用量相对于100品脱重量的土壤为0.5品脱重量。

最好是用土壤覆盖混有吸水性聚合物的土壤层表面。包括植物种子、肥料、土壤改良剂等的种植区可以安排在土壤层的表面。

将对一种用于进行本发明的方法，适于完成上述目的所使用的改良土壤的设备加以说明。

该设备是一种通过使用在土壤中可以转动和垂直移动的浇注管，能够对土壤进行钻孔的浇注设备，并包括浇注管末端装置（以下皆称之为“末端装置”），该末端装置在该浇注设备的末端，具有如下所说明的下列结构。

该末端装置是一个园柱体，具有在园柱体的末端与园柱体成轴向开口的喷封孔（以下称为“末端喷射孔”），至少在不同轴向距离的二个位置上有侧向开口的喷射孔（在靠近末端一侧的（下部）位置和在靠近其侧壁的底部末端一侧的（上部）位置，以下称为下部喷射孔和上部喷射孔），至少有二个独立的通道分别与喷射孔相联系，搅拌浆叶在靠近上部喷射孔位置侧面，挖掘叶片分别与末端装置和搅拌浆叶的最末端相连。

设置在本发明的设备中的末端装置上的下部喷射孔或上部喷射孔的数目不限于一个，可以设置许多下部喷射孔，在设置了许多下部喷射孔的情况下，它们可以设置在相同的轴向位置，或者在不同的轴向位置。在任何情况下，最好是下部喷射孔与上部喷射孔离开0.7m或者大于此值（在轴向）。

在本发明的方法中，由于在土壤中所形成的防水材料的厚度至少为0.7m，因此，最好在浇注防水材料时，使浇注管的提升距离为至少0.7m。

按照本发明的方法，可将与具有上述结构的末端装置相连接的浇注管插入到土壤中所需要的位置，在适当的距离转动提升，同时通过搅拌浆叶在末端装置的周围搅动土壤，并从下部喷射孔将防水材料喷射到土壤中，从上部喷射孔将吸水聚合物喷射到土壤中，以浇注防水材料至下层部分，将吸水性聚合物混合到土壤中的浇注管周围柱状区域的上层部分的土壤中。

该被浇注的防水材料随着它的胶凝时间而固化，在用防水材料浸渍的区域，该防水材料与沙子一起形成一固化体，从而形成一水不渗透层。

在被改进了的土壤的相邻位置，继续重复上述操作，以在土壤的下层连续地形成水不渗透层和在上层区域同时并行地形成吸水性聚合物混合的土壤层。

在干燥区域形成水不渗透层的过程中，由于一般含有大量的沙质土壤层，致使土壤的粗细密度的差距很大，存在着这样一种趋势，即当浇注防水材料时，该被浇注的防水材料只能加到浇注管周围的空气间隙中而难以加入到土壤的周围，因此，对于要被改良的这种地区来说，难以形成水不渗透层。

在本发明的方法中，在这类土壤中浇注防水材料的情况下，使用了一种高压喷射流，该高压喷射流可以只含有液体或者可以包括空气和带有高压空气的液体混合物流，为了尽可能均匀有效地将防水材料浇注到土壤中所需要的区域，最好是喷射包括防水材料与高压空气的液体。

用高压空气将粉末状吸水聚合物喷射到土壤中，由此，繁殖植物所必须的空气可以与吸水性聚合物一起被输入到土壤中。

在土壤中所形成的水不渗透层和吸水性聚合物混合土壤层的直径，可以按照该防水材料和吸水性聚合物的喷射压力来进行调节，即通过增大喷射压力可以有效地进行材料浇注，并以较大的规模来进行材料的浇注。

该浇注材料的喷射压力通常为100至1000Kg/cm²，而最好为100至500Kg/cm²。

一般，在使用高压空气用高压喷射进行浇注的体系中，由于通过喷射流自身的作用，该浇注管周围的土壤被挖掘和搅动，因此并不特别需要在浇注管上装置搅拌浆叶。不过，在干燥区域的沙质土壤层中，如果使用没有搅拌浆叶的一般的浇注管，则不能获得本发明目的的结果。

按照本发明的方法，通过使用带有搅拌浆叶的浇注管，使用高压空气并同时搅动塌陷浇注管周围的土壤，通过喷射作用以浇注吸水性聚合物，则该吸水性聚合物可以被混合到较远的位置而被散布到土壤中。

按照如上所述的本发明的方法，与使用不带搅拌浆叶的设备的情况相比较，及与即使在沙质土壤层也不使用高压空气的情况相比较，本发明在土壤中被浇注材料的发射距离明显的增大了。

本发明的这些目的及另外的目的以及特征，通过结合附图所进行的下列详细说明中，将变得清楚：

图1和图2是用于说明本发明实施方法的示意图;

图3是表示本发明的第一个实施方案的完成顺序的示意图。

图4是表示按照本发明所完成的土壤状态的示意图。

图5是表示用于本发明中的旋转轴实例的纵剖面示意图。

图6是表示在本发明方法中所使用的浇注管末端装置的实例的剖面示意图。

图6a是在图6中，沿A-A线截取的横剖面示意图。

图6b是在图6中，沿B-B线截取的横剖面示意图。

图6c是在图6中，沿C-C线截取的横剖面示意图。

图7是表示用于本发明中的另一浇注管末端装置的纵剖面示意图。

图8是表示在本发明中所用的安装在末端装置上的搅拌叶片的状态实例示意图。

实施例

按照本发明的方法所完成的实施例将参照图1和2来加以说明。

如在土壤的下层形成水不渗透层的方法，可通过任意一种方法来除去土壤层达到为形成水不渗透层所预定的深度（图1（a）），通过对该材料的状态敏感的适当的方法，将用于生成水不渗透层的材料分散或覆盖在该暴露的土壤层的表面以形成水不渗透层（9）（图1（b）），将具有厚度为0.5m的吸水性聚合物层13在所形成的水不渗透层9上形成，并用其中的土壤（14）覆盖（图1（c））。

将与吸水性聚合物相混合的土壤层10，在所形成的水不渗透层9的上部形成，并用土壤（14）来覆盖（图1（d））。

具有至少0.5cm厚度的吸水性聚合物层13，在所形成的水不渗透层9的上部形成，与吸水性聚合物相混合的土壤层10进一步在层13上形成，并用土壤（14）覆盖（图1（e））。

将进行胶凝的材料浇注到用水不渗透层（该水不渗透层是通过通常所用的稳定土壤的方法，不必除去土壤来形成水不渗透层9（图2（a））所形成的预定深度的土壤层的土壤中去，然后，将粉末状吸水性聚合物与高压空气在一起浇注到所形成的水不渗透层9的上部土壤层的土壤中，以形成吸水性聚合物的混合土壤层10（图2（b））。

然后，用于完成本发明的该方法，所用的方法和设备的具体例子将参照图3至8来说明。

图3是表示按照本发明方法的另一具体例的示意图，图4是表示用本发明的方法所完成的土壤状态的示意图。

如图3所示，用在本发明方法中的浇注设备的基本部分包括末端装置1，旋转轴2，连接管3，浇注管装配装置4等，并且末端装置1通过连接管3而与旋转轴2相连接，并被装配用作浇注管。

连接管3具有独立的通道，与包括在末端装置1和旋转轴2的通道相对应。

浇注管装配装置4支承着浇注管，并带有可以将浇注管进行转动和垂直移动的动力机械。

该末端装置1包括末端喷射孔5，下部喷射孔6，上部喷射孔7和搅拌浆叶8，及与喷射孔相联系的通道。在末端装置1中，挖掘叶片连接到最末端及连接到搅拌浆叶8上，以完成钻孔、喷射及浇注操作。

钻孔润滑剂或防水材料加料管2-a，吸水性聚合物加料管2-b及高压空气加料管2-c，分别与旋转轴2的入口相连接，以加入润滑剂或防水材料，吸水性聚合物及高压空气，它们由旋转轴2通过在连接管3中的相应通道而加入到末端装置1中。

正如润滑剂，使用了高压水和/或高压空气，如图3（a）所示，在将浇注管插入至土壤中预定深度的挖孔步骤中，在从末端装置1的末端喷射孔5喷射润滑剂，借助挖掘叶片挖掘土壤，钻出预定深度孔的同时，浇注管旋转并垂直上下移动。

当该孔在土壤中被钻进到预定的深度时，则停止由末端喷射孔5注入钻孔用润滑剂。如图3（b）所示，防水材料由下部喷射孔6注入，及由上部喷射孔7将粉末状吸水聚合物注入到土壤中。

当旋转提升浇注管时，由下部和上部喷射孔喷射浇注材料的喷射方向和位置（水平）将会发生移动，由下部喷射孔6喷射入土壤中的防水材料被浇注，同时，塌陷和搅动末端装置1周围的柱状区域的土壤，与此同时，末端装置1四周的柱状区域的土壤，通过连接至末端装置1的搅拌浆叶8，在钻孔时，在末端装置旋转提升时，在土壤中的挖掘和搅拌而被进一步搅动。因此，由上部喷射孔7喷射的吸水性聚合物，可以被分散和混合到远离浇注管周边的柱状区域的土壤中去。

浇注管由进行喷射的起始位置提升0.7m到1m，并同时喷射防水材料，并且当被浇注的防水材料层的厚度达到0.7至1m时，则停止防水材料的喷射。另一方面，吸水性聚合物的喷射及浇注管的旋转提升都按照需要而继续进行，直到与吸水性聚合物相混合的该层厚度达到所要求的厚度为止，并且当提升适宜的距离时，则停止该吸水性聚合物的喷射，并将浇注管升起。

如图3（c）所示，按照上述的操作方法，在具有0.7至1m厚度的下层柱状区域部分（柱状区域的直径比浇注管的直径大许多倍）的土壤与防水材料结合在一起而固化，即以浇注管的插入位置为中心，围绕该位置而形成水不渗透层9，并且该吸水性聚合物混合的土壤层10在上层部分形成。

当防水性材料由下部喷射孔6浇注到土壤中时，当包括了防水材料的液体与高压空气结合在一起进行喷射时，可以喷射至较宽的范围，从而形成较大的水不渗透层。

将上述操作方法在该被改良了的土壤的相邻位置重复进行，一个或二个或多个土壤点被同时完成，因此，如图4所示，在土壤的下层部分，水不渗透层9被形成如成壁实体，与其相邻部分所生成的土壤固化体紧密地靠在一起，并且吸水性聚合物混合的土壤层10在上层连续地被形成。

图5是用于本发明设备中的浇注旋转轴的纵剖面示意图，图6是末端装置结构实例的纵剖面图。

如图5所示，该旋转轴2用外园柱体20及外管22结合在一起，该外管22为可转动的并通过轴承21与外园柱体20相连接，在外园柱体20和外管22中，至少形成23，24及25三个独立的通道，分别与入口26，27，28相联系。这些入口通过进料管2-a，2-b，及2-c分别与钻孔润滑剂加料装置，防水材料加料装置及吸水性聚合物加料装置和高压空气加入装置相连接（没有表示出）。

由高压空气加入装置所加入的高压空气，是在钻孔时，加入钻孔润滑剂时加入，并在浇注时加入吸水性聚合物。

示于图6中的末端装置1具有外园柱体30，其中，至少三个独立的通道31，32和33被设置于其中。

外园柱体30的末端用锁紧螺母34夹紧，在此，加入防水材料的园柱体35通过螺栓35a而被紧固，加入防水材料的园柱体35，通过设置在锁紧螺母34上的通道34a，而与外园柱体30中的通道33相联系。

提供防水材料的园柱体35的末端与喷嘴36相接合，在此，安装了挖掘叶片36a。末端喷射孔5在喷嘴36上形成，用于控制由喷射孔来的喷射控制阀37被设置在末端喷射孔5的入口中。

控制阀37不是通过加入钻孔润滑剂的操作压力，而是通过弹簧37a而施力于底部末端一例，来打开底部喷射孔5，以便不至于干扰钻孔润滑剂的向下喷射，但是当防水材料在高于弹簧37a的操作压力的压力下加入时，该控制阀37被压下锁住末端喷射孔5，从而防止防水材料由末端喷射孔5喷射出来。

上部喷射孔7设置在靠近外园柱体30的侧壁的底部末端一侧的位置，与通道31相联系以加入高压空气。用于加入吸水性聚合物的通道32，通过加入吸水性聚合物的孔32a而与上部喷射孔7相联系，因此，由加料孔32a所加入的粉末状吸水性聚合物，通过由通道31所加入的高压空气由喷射机械吸入，并借助于空气射流喷射出来。

形成下部喷射孔6以在防水材料园柱体35的侧壁处喷射防水材料。

上部喷射孔7和下部喷射孔6之间的水平距离L是0.7m或更大，它是由在防水层9的上部区域所形成的吸水性聚合物混合的土壤层10的相应位置来确定的。该距离L可以通过在轴向具有不同长度的所配置的锁紧螺母来加以调节，该紧锁螺母可以适当地替换。

为了除去防水材料加料园柱体35，可以将喷嘴36卸掉，并除去螺栓35a。

与被喷射的材料相对应的喷嘴38至39被分别地与喷射孔相连。喷嘴可以是用铁制备的，当需要用防腐蚀的喷嘴时，它也可以用不锈钢、氟树脂、陶瓷来制备，也可以按照需要被适当地替换。

当高压射流的喷射方向相同时，产生一单方向的大力矩，不利于旋转时浇注管的垂直移动。

因此，上部和下部喷射孔的数目，在总数为2个时，最好将喷射孔设置在与末端装置1周边方向相偏离成180°，当上部和下部喷射孔的数目是3个时，最好将喷射孔设置在与周边方向相偏离成120°。或者，设置多个上部和下部喷射孔，并且相同类型的喷射孔可以被平衡。在任何情况下，喷射孔应被设置以保持平衡。

二个或多个搅拌浆叶8应被安置在处于外园柱体30的侧壁的靠近上部喷射孔7的上面，适量的挖掘叶片8a，按照适当的间隔被安装在搅拌浆叶8的下表面。因此，当浇注管在土壤中转动时，末端装置1周围的土壤被挖通和搅动，使其很容易地将由上部喷射孔7所喷射出的吸水性聚合物分散和混合入土壤中。

当旋转轴2通过使用连接管3（它具有相应数目的独立的通道以与浇注管相连接）而与末端装置1相连接时，旋转轴2中的通道通过在连接管3中的通道而连接到末端装置的相应通道。

在钻孔时，钻孔润滑剂加料管2-a与旋转轴2的入口26相连接（图3（a）），由入口26加入钻孔润滑剂，旋转轴2的通道23通过连接管3的相应通道而到末端装置1，并通过末端装置1的通道33，34a，引入到防水材料加料园柱体35中。钻孔润滑剂是在不操作控制阀37的压力条件下，由末端喷射口5与下部喷射孔6来喷射。

当钻孔完毕并移动至浇注状态时，连接在旋转轴2上的入口26的加料管2-a由加入润滑剂而被转换至用于防水材料的加料，该吸水性聚合物加料管2-b与入口27相连接，高压空气加料管2-c与相应的入口28相连接（图3（b））。

防水材料由加料管2-a，通过旋转轴2的入口26，通道23及在连接管3中的相应通道到末端装置1，并通过在末端装置1中的通道33，34a，加至防水材料加料园柱体35。

防水材料的加入是在压力超过控制阀37的操作压力下（该压力将控制阀压下以锁住喷射孔5）供给的;因而是由下部喷射孔6进行喷射来完成的。

该吸水性聚合物是由加料管2-b，通过入口27，旋转轴2中的通道24及在连接管3中的相应通道而加入到末端装置1中，并通过末端装置的通道32，32a，由上部喷射孔7喷射。通过加料管2-b加入的吸水性聚合物最好是与高压空气一起加入。

高压空气是由加料管2-c，通过旋转轴2中的入口28，通道25及在连接管3中的相应通道而加入到末端装置1中，并通过末端装置1中的通道31而加入到上部喷射孔7。

将对用于完成本发明方法的另一实施方案的设备加以说明。

在本实施方案中所用的浇注设备包括一末端装置，该末端装置在管中具有至少二个独立的通道。在图7中，显示了双壁管型的实例，不过，本发明并不限于该双壁管型。

如图7所示，末端装置1具有一个外园柱体40，在该园柱体内具有至少二个独立的通道41和42。

通道41的末端与安置在外园柱体40上的滑阀体43相连接，并且与通道42相联系的通道43a被安置在靠近滑阀体43的侧壁的末端一侧的位置上。

在滑阀体43内安置一个滑阀44，该滑阀44用弹簧45，施力到末端装置1的底部末端一侧（在上部），并且，当滑阀44在滑阀44的滑体内向下移动（到末端一侧）时，联系孔44a达到与联系孔43a相联系的位置。

下部喷射孔6（该喷射孔6与联系孔44a相联系）被安置在滑阀体43的侧壁的末端一侧的位置上，与滑阀体43的外部相联系，上部喷射孔7被安置在靠近底部末端一侧的位置上。在上部和下部喷射孔7和6之间的水平距离最好是0.7m或较长。

为了改进材料喷射状态，最好将高压喷嘴38（如图6所示）连接到下部和上部的喷射孔6和7上。

在外管40的侧壁上，安装了二个或多个搅拌浆叶8，后者在靠近底部末端一侧，在上部喷射孔7附近的位置，适当数目的挖掘叶片8a按照合适的间隔被安装在搅拌浆叶8的下表面。

止回阀体50与外管40的末端接合，通道51（它与在外管40内的通道42相联系）被设置在止回阀体50的底部末端一侧，通道52被设置在止回阀体50内。

用于支撑止回阀54的，具有许多通道53的支撑体55，被接合在止回阀体50内，在支撑体55中的通道53与通道52相联系。

止回阀54用弹簧56施力到止回阀体50的底部末端一侧（上部）。

用硬质合金60a焊接的刀头60被接合到止回阀的末端一侧上。

该刀头60的末端成形加工成带有末端喷射孔5。

在挖孔步骤中，使用末端装置1（如图1所示）用于将浇注管插入到土壤中的预定深度的位置上（图3（a）），该浇注管可旋转垂直上下移动，同时由末端装置1的末端喷射孔喷射钻孔润滑剂，通过刀头将土壤挖掘以钻进土壤到预定深度。

该润滑剂由被连接到双向的旋转轴（未显示出）的第一个给料口通过在连接管3内的相应通道而加到末端装置1中。

该双向旋转轴可以使用在日本实用新型公开56-150835中所公开的。

在该步骤中，润滑剂被加入到末端装置的通道42中，并且不对通道41加压，

当通道41不被加压时（如图7（a）所示），滑阀44通过弹簧45的张力作用被压到末端装置1的底部末端一侧，通道41通过在底部末端一侧的阀体表面被移动及通道42a通过阀体的侧面被移动至锁住的位置。由此，该下部和上部喷射孔6和7通过滑阀44的阀体侧面而被锁住，并且通道42和41被顺序地锁住。

在这种状态下，当钻孔润滑剂在超过弹簧56的张力的压力下，施力于止回阀54，而加入到通道42时，该止回阀54通过通道52，在通道51处打开，钻孔润滑剂通过通道52和53，由末端喷射孔5而喷射，从而促进了使用刀头对土壤所进行的挖掘操作。

当完成钻孔并改变到浇注阶段时，连接到旋转轴第一个入口的第一个加料管，由加入钻孔润滑剂转换到加入防水材料，并且将吸水性聚合物与高压空气结合在一起由第二加料管加入到旋转轴的第二个入口。

当吸水性聚合物与高压空气结合在一起，在超过弹簧45的压力下，施力于滑阀44时（如图7（b）所示），该滑阀44被压到末端一侧，阀体的末端面44c锁住了通道51，并被移动到用于打开上部喷射孔7的位置。该吸水性聚合物由被打开的上部喷射孔7而被喷射。

在这种状态下，通道51通过滑阀44的末端面由底部末端一侧被锁住，来锁住通道42。因此，被加入到通道42的防水材料，不由通道41输出，而是借助滑阀44的移动，通过将通道43a和44a相连通，而由下部喷射孔6喷射。

另一方面，通道51通过止回阀54由其末端一侧而被锁住，并且通道53与通道42断开，因此，可以防止水，砾石等倒流到通道42流出浇注管。

被安装在末端装置1上的搅拌浆叶8是任意大小的，并且其形状不限于如图6和图7中所示的棒状形式，可以如图8所示，以各种不同的形式来形成。

图8（a）表示一种三梭形搅拌浆叶的实例，该搅拌浆叶8被安装在末端装置1的外部表面。挖掘叶片被安装在浆叶的末端，叶片的直径其上部较大（靠近上部喷射孔），其下部较小（靠近末端装置），从而，当末端装置转动时，以倒置的三梭圆锥型进行挖掘，以容易地挖掘和搅动沙质土壤层。

图8（b）表示被安装在末端装置1上的螺旋形挖掘叶片。并且将类似于笼形的搅拌浆叶8与一骨架相连接，该骨架为具有圆棒的呈倒置三梭圆锥型。当末端装置转动时，该地下的土壤通过螺旋型挖掘叶片而被加速地进行挖掘，该沙质土壤通过类似于笼形的搅拌浆叶而被搅动，从而很好地混合了土壤并浇注材料。

另外，可以使用如日本专利公开48-25768（如图8（c））所披露的，在挖掘土壤时，其搅动浆叶叠合在末端装置的外部表面，及在浇注时的浆叶则被打开，或者可以使用在日本实用新型公开54-166005、日本专利公开56-28924，59-161513等公开的。

Claims (9)

1、一种用吸水性聚合物来增强干燥区域土壤保水特性的改良土壤的方法，该方法包括以下步骤：

在土壤的下层形成水不渗透层，和

在所说的水不渗透层的上层混合一种吸水性聚合物。

2、按照权利要求1所说的方法，其中，为了形成所说的水不渗透层，将喷射管由土壤表面插入，及由在喷射管末端部分的入口来喷射一种不渗透性材料。

3、按照权利要求1所说的方法，其中，将所说的喷射管由土壤的表面插入，并由在喷射管的末端部分的入口喷射一种不渗透性材料以形成水不渗透层，及由上述喷射管的入口所形成的出料口而将吸水性聚合物喷射到土壤中，形成具有保持水特性的改进层。

4、按照权利要求3所说的方法，其中，在水平方向的土壤的许多不同的位置上，连续完成水不渗透层和具有保水特性的改进层的形成。

5、按照权利要求1所说的方法，其中，为了改进水不渗透层上部土壤的保水特性，从所说的从地面插入土壤中的喷射管的出料口喷射吸水性聚合物，并且至少在喷射步骤中，在被喷射的区域完成搅拌操作。

6、按照权利要求5所说的方法，其中，为了在被喷射的地区进行搅动，而将搅拌浆叶安装在所说的喷射管上，并且在喷射吸水性聚合物的步骤中，该所说的喷射管作园周转动。

7、按照权利要求6所说的方法，其中，在将喷射管插入到土壤中的步骤中，所说的搅拌浆叶沿着所说的喷射管的轴向叠合，并且，在需要搅动时，它由喷射管横向展开。

8、按照权利要求1所说的方法，其中，所说的水不渗透层离土壤表面在2到10m的范围内形成。

9、一种用于改良土壤的设备，该设备被用于在土壤的下层形成水不渗透层及在所说的水不渗透层的上层区域的土壤内混合吸水性聚合物，它包括：

至少二个独立的通道被安置在与它们的底部末端外侧相联系的喷射管中。

所说通道的第一个通道的末端沿喷射方向侧向打开。

第二个通道的末端沿喷射方向侧向打开，其位置靠近底部末端，距离所说的第一个通道的开口距离为至少0.7m，侧向伸出的搅拌浆叶安装在靠近第二通道开口位置。

及安置了一种喷射管装配装置，该装置有用于将喷射管进行转动和垂直移动的动力机械。

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