CN107842030B - 一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备及施工方法，该高压旋喷桩设备包括旋喷管、设置在旋喷管内的喷管机构；该施工方法包括步骤：一、第一高压旋喷桩的施工；二、第二高压旋喷桩的施工；三、桩间墙的施工；四、围堰防渗墙施工完成。本发明中通过在旋喷管内增设一个喷剂管，在水泥浆液输送的过程中，同步将速凝剂与水泥浆液进行混合，有效的缩短了混合水泥浆液的渗流时间，能够满足对水环境保护的要求；围堰防渗墙施工时，通过水泥浆液与速凝剂制成的混合水泥浆液，能够使混合水泥浆液快速凝结，避免混合水泥浆液凝结前被水流带走，对所施工围堰内部的流水孔道及空腔进行封堵，同时有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的。

Description

一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备及施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其是涉及一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备及施工方法。

背景技术

围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施，修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入建筑物的修建位置，以便在围堰内排水，开挖基坑，修筑建筑物。一般主要用于水工建筑中，除作为正式建筑物的一部分外，围堰一般在用完后拆除；一般的围堰为土石围堰，为了防止施工导流时土石围堰的渗漏和渗透稳定，需要对土石围堰进行防渗施工，一般采用防渗墙对土石围堰进行防渗，防渗墙工防渗墙为由多个高压旋喷桩连续形成的单排高压旋喷桩结构，高压旋喷桩的入岩深度不小于0.5m，采用传统的高压旋喷桩设备和方法进行防渗墙施工时存在以下问题：1、土石围堰的填料为土石混合料，其中大粒径石料分布均匀性差，土石围堰两侧临水施工对水环境保护要求较高，受大粒径石块影响，桩孔成型和喷浆难度均较大；2、土石混合料填入水中后，其内摩擦角急剧增大，块石体不均匀堆积，在围堰体内形成空腔及局部渗流通道；且如卡斯特地貌地区等河床存在大量溶沟溶槽，沟槽内填充体密实度欠佳，当高喷管穿过这些区域时水泥浆液极易被水流带走，造成漏浆及不返浆现象，难以达到固结和防渗的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，高压旋喷桩设备结构简单、设计合理，通过在旋喷管内增设一个喷剂管，在水泥浆液输送的过程中，同步将速凝剂与水泥浆液进行混合，有效的缩短了混合水泥浆液的渗流时间，能够满足对水环境保护的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征在于：包括旋喷管和设置在所述旋喷管内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管固定连接，所述旋喷管和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管、用于输送高压气的喷气管、用于输送高压水的喷水管和用于输送速凝剂的喷剂管，所述喷浆管与所述旋喷管呈同轴布设，所述喷气管和喷水管对称布设在喷浆管的两侧，所述喷气管和喷水管与所述喷浆管之间的距离大于所述喷剂管与所述喷浆管之间的距离；

所述喷剂管的进口通过第一软管与速凝剂容器连接，第一软管上设置有第一液体流量检测单元和第一流量控制阀，所述喷剂管的出口与所述喷浆管的下部通过连接管连通，所述旋喷管的下端设置有供所述水泥浆液喷出的喷嘴，所述喷嘴为中空的倒圆台结构，所述喷嘴上底面的直径与所述旋喷管下端的直径相同，所述喷嘴与所述旋喷管内部连通且加工为一体，所述喷浆管的进口通过第二软管与浆液制备装置连接，所述喷浆管的出口伸入所述喷嘴，所述第二软管上设置有第二液体流量检测单元和第二流量控制阀；

所述旋喷管的管壁上开设有供所述高压气喷出的喷气孔和供所述高压水喷出的喷水孔，所述喷气管的进口通过第三软管与空气压缩机连接，所述喷气管的下部设置有与所述喷气管连通的第一水平管段，所述第一水平管段呈水平布设，所述第一水平管段的出口与所述喷气孔连通，所述第三软管上设置有气体流量检测单元和第三流量控制阀；所述喷水管的进口通过第四软管与高压水泵连接，所述喷水管的下部设置有与所述喷水管连通的第二水平管段，所述第二水平管段呈水平布设，所述第二水平管段的出口与所述喷水孔连通，所述第四软管上设置有第三液体流量检测单元和第四流量控制阀，所述喷气孔和所述喷水孔均设置在所述喷嘴的上方，且所述喷气孔和所述喷水孔布设在同一水平线上；

所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀均与控制器连接。

上述一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征是：所述旋喷管的上端与高喷台车的机架连接。

上述一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征是：所述连接管上设置有防止所述水泥浆液流入所述喷剂管的单向阀。

上述一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征是：所述喷嘴下底面的直径为φ12mm～φ15mm。

上述一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征是：所述喷水孔和喷气孔的直径均为φ1.5mm～φ2mm。

上述一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，其特征是：所述连接管设置在所述喷浆管出口的上方，所述连接管与喷浆管出口之间的距离为20cm～30cm。

本发明还提供了一种对围堰防渗墙进行施工的方法，该方法通过将水泥浆液与速凝剂进行混合后制成混合水泥浆液，能够使混合水泥浆液快速凝结，避免混合水泥浆液凝结前被水流带走，对所施工围堰内部的流水孔道及空腔进行封堵，同时有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的，其特征在于：所施工防渗墙为由多个由前至后的第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩形成，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m，该方法包括以下步骤：

步骤一、第一高压旋喷桩的施工，沿所施工防渗墙的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，过程如下：

步骤101、桩孔成型：采用钻机设备按照常规护壁钻孔的方式进行钻取桩孔，成型后的所述桩孔的孔径为φ140mm～φ150mm；

步骤102、旋喷管下放到位：在步骤201中成型的所述桩孔内下放所述旋喷管，使所述喷嘴下放至步骤101中所述桩孔底部；

步骤103、喷浆及同步提升：通过所述控制器控制所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀，进行所述水泥浆液、高压气、高压水和速凝剂的输送，提升并旋转所述旋喷管，所述喷浆管、喷气管、喷水管和喷剂管与所述旋喷管同步进行旋转，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出，直至所述喷嘴提升至所述桩孔的顶部，其中，所述混合水泥浆液为所述水泥浆液和速凝剂的混合物，所述水泥浆液的比重为1.5g/cm³～1.8g/cm³；

步骤104、回喷：待步骤103中所述喷嘴提升至所述桩孔的顶部时，停止所述旋喷管的提升，保持所述旋喷管继续旋转5min～15min，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出；

步骤105、第一高压旋喷桩桩体成型：待步骤103和步骤104中的所述混合水泥浆液凝结后，所述第一高压旋喷桩桩体成型；

步骤106、重复步骤101～步骤105，直至多个所述第一高压旋喷桩均施工完成；

步骤二、第二高压旋喷桩的施工：待步骤一中多个所述第一高压旋喷桩均施工完成后，重复步骤一完成多个所述第二高压旋喷桩的施工；

步骤三、桩间墙的施工：待所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩均施工完成后，采用常规方法进行所述桩间墙的施工；

步骤四、围堰防渗墙施工完成：待所述第一高压旋喷桩、所述第二高压旋喷桩和所述桩间墙均达到设计强度后，所述防渗墙施工完成。

上述施工方法，其特征是：步骤一的第一高压旋喷桩前，根据施工图对多个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩的设计桩位进行放样。

上述施工方法，其特征是：步骤101中，在提升所述旋喷管前，保持所述旋喷管继续旋转2min～5min，同时持续所述混合水泥浆液、高压气和高压水喷出；

步骤一中第一高压旋喷桩施工时，所述旋喷管的提升速度为11cm/min～13cm/min，所述旋喷管的旋转速度为11r/min～13r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～75L/min，所述速凝剂的流量为1.5L/min～2L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为35MPa～38MPa。

上述施工方法，其特征是：步骤二中第二高压旋喷桩施工时，所述旋喷管的提升速度为8cm/min～10cm/min，所述旋喷管的旋转速度为8r/min～10r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～70L/min，所述速凝剂的流量为1.2L/min～1.8L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为38MPa～40MPa。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中的高压旋喷桩设备包括旋喷管、设置在旋喷管内的喷管机构，旋喷管和喷管机构均呈竖向布设，喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管、用于输送高压气的喷气管、用于输送高压水的喷水管和用于输送速凝剂的喷剂管；结构简单、设计合理。

2、本发明中的高压旋喷桩设备中通过喷剂管的设置，将传统的“三管法”变为“四管法”，通过水泥浆液与速凝剂混合后形成混合水泥浆液，然后混合水泥浆液通过喷嘴喷入桩孔内，使混合水泥浆液能够迅速凝结，对所施工围堰内部的流水孔道及空腔进行封堵，有效的缩短了混合水泥浆液的渗流时间，能够满足对水环境保护的要求。

3、本发明中的高压旋喷桩设备中通过第一液体流量检测单元、第二液体流量检测单元、气体流量检测单元和第三液体流量检测单元与第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀的设置，有效的对速凝剂、水泥浆液、高压气和高压水的流量进行检测和控制，提高了施工效率。

4、本发明的围堰防渗墙施工时，通过将水泥浆液与速凝剂进行混合后制成混合水泥浆液的施工工艺，能够使如卡斯特地貌地区等河床存在的大量溶沟溶槽或围堰体内形成空腔及局部渗流通道处的混合水泥浆液快速凝结，避免在上述区域内的混合水泥浆液凝结前被水流带走，有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的。

5、本发明的围堰防渗墙施工时，对第一高压旋喷桩施工完成后进行第二高压旋喷桩的施工，避免了在混合水泥浆液固结硬化之前，有效喷射范围内的地基土石因受到扰动而强度降低了高压旋喷桩的强度，同时产生窜孔从而破坏已喷射注浆但未完全固结的半固结体的现象。

综上所述，本发明中的高压旋喷桩设备结构简单、设计合理，通过在旋喷管内增设一个喷剂管，在水泥浆液输送的过程中，同步将速凝剂与水泥浆液进行混合，有效的缩短了混合水泥浆液的渗流时间，能够满足对水环境保护的要求；围堰防渗墙施工时，通过将水泥浆液与速凝剂进行混合后制成混合水泥浆液的施工工艺，能够使混合水泥浆液快速凝结，避免混合水泥浆液凝结前被水流带走，对所施工围堰内部的流水孔道及空腔进行封堵，同时有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明高压旋喷桩设备的结构示意图。

图2为本发明高压旋喷桩设备的使用状态图。

图3为本发明的施工流程图。

附图标记说明:

1—旋喷管； 2—喷嘴； 3—喷浆管；

4—喷剂管； 5—喷气管； 6—喷水管；

7—单向阀； 8—第一软管； 9—第二软管；

10—第三软管； 11—第四软管； 12—浆液制备装置；

13—空气压缩机； 14—速凝剂容器； 15—高压水泵；

16—所施工围堰； 17—高喷台车； 18—桩孔。

具体实施方式

如图1、图2所示的一种围堰防渗墙施工用高压旋喷桩设备，包括旋喷管1和设置在所述旋喷管1内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管1固定连接，所述旋喷管1和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管3、用于输送高压气的喷气管5、用于输送高压水的喷水管6和用于输送速凝剂的喷剂管4，所述喷浆管3与所述旋喷管1呈同轴布设，所述喷气管5和喷水管6对称布设在喷浆管3的两侧，所述喷气管5和喷水管6与所述喷浆管3之间的距离大于所述喷剂管4与所述喷浆管3之间的距离；

所述喷剂管4的进口通过第一软管8与速凝剂容器14连接，第一软管8上设置有第一液体流量检测单元和第一流量控制阀，所述喷剂管4的出口与所述喷浆管3的下部通过连接管连通，所述旋喷管1的下端设置有供所述水泥浆液喷出的喷嘴2，所述喷嘴2为中空的倒圆台结构，所述喷嘴2上底面的直径与所述旋喷管1下端的直径相同，所述喷嘴2与所述旋喷管1内部连通且加工为一体，所述喷浆管3的进口通过第二软管9与浆液制备装置12连接，所述喷浆管3的出口伸入所述喷嘴2，所述第二软管9上设置有第二液体流量检测单元和第二流量控制阀；

所述旋喷管1的管壁上开设有供所述高压气喷出的喷气孔和供所述高压水喷出的喷水孔，所述喷气管5的进口通过第三软管10与空气压缩机13连接，所述喷气管5的下部设置有与所述喷气管5连通的第一水平管段，所述第一水平管段呈水平布设，所述第一水平管段的出口与所述喷气孔连通，所述第三软管10上设置有气体流量检测单元和第三流量控制阀；所述喷水管6的进口通过第四软管11与高压水泵15连接，所述喷水管6的下部设置有与所述喷水管6连通的第二水平管段，所述第二水平管段呈水平布设，所述第二水平管段的出口与所述喷水孔连通，所述第四软管11上设置有第三液体流量检测单元和第四流量控制阀，所述喷气孔和所述喷水孔均设置在所述喷嘴2的上方，且所述喷气孔和所述喷水孔布设在同一水平线上；

所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀均与控制器连接。

实际使用时，通过所述喷剂管4的设置，将传统的“三管法”变为“四管法”，通过所述水泥浆液与所述速凝剂混合后形成混合水泥浆液，然后混合水泥浆液通过所述喷嘴2喷入所述桩孔18内，使所述混合水泥浆液能够迅速凝结，对所施工围堰16内部的流水孔道及空腔进行封堵，有效的缩短了所述混合水泥浆液的渗流时间，能够满足对水环境保护的要求。

需要说明的是：“三管法”为将所述喷浆管3、喷气管5和喷水管6设置在所述旋喷管1内；“四管法”为在所述“三管法”的基础上增加所述喷剂管4。

实际使用时，所述喷嘴2与所述旋喷管1可以通过螺纹连接、法兰等连接件连接或者加工为一体，优选的为将所述喷嘴2与所述旋喷管1加工为一体，由于在实际施工时，所述旋喷管1和喷嘴2在向上提升时，同时进行旋转，通过螺纹连接或法兰等连接件连接，会使所述喷嘴2与旋喷管1作业过程中连接不牢靠甚至分离。

实际使用时，通过所述第一液体流量检测单元、第二液体流量检测单元、气体流量检测单元和第三液体流量检测单元与所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀的设置，有效的对速凝剂、水泥浆液、高压气和高压水的流量进行检测和控制，提高了施工效率。

实际使用时，所述喷气孔和所述喷水孔均设置在所述喷嘴2的上方，是由于所述高压气和所述高压水的作用是对岩体进行切割后从而使所述水泥浆液进入，因此需要将所述喷气孔和所述喷水孔设置在所述喷嘴2的上方。

所述喷气孔和所述喷水孔布设在同一水平线上，目的是增加所述高压气和所述高压水的切割强度。

本实施例中，所述旋喷管1的上端与高喷台车17的机架连接。

实际使用时，所述高喷台车17为能够满足施工要求的任意型号高喷台车17。

本实施例中，所述连接管上设置有防止所述水泥浆液流入所述喷剂管4的单向阀7。

实际使用时，通过所述单向阀7的设置，有效的防止了所述水泥浆液流入所述喷剂管4，影响所述混合水泥浆液在所述喷嘴2处的喷出压力。

本实施例中，所述喷嘴2下底面的直径为φ12mm～φ15mm。

实际使用时，优选的所述喷嘴2下底面的直径为φ12mm，所述喷嘴2下底面的直径为过大，会降低所述混合水泥浆液的喷射压力；而如果所述喷嘴2下底面的直径为过小，会导致所述混合水泥浆液的流量减小，影响成型后所述高压旋喷桩的桩身质量。

本实施例中，所述喷水孔和喷气孔的直径均为φ1.5mm～φ2mm。

本实施例中，所述速凝剂容器14、浆液制备装置12、空气压缩机13和高压水泵15均设置在所施工围堰16顶部。

本实施例中，所述连接管设置在所述喷浆管3出口的上方，所述连接管与喷浆管3出口之间的距离为20cm～30cm。

实际使用时，所述连接管设置在所述喷浆管3出口的上方，目的是在所述喷浆管3旋转的同时，对所述水泥浆液和所述速凝剂同步进行更加均匀的搅拌。

实际使用时，所述连接管与喷浆管3出口之间的距离过小，使所述水泥浆液与所述速凝剂不能充分混合，影响所述混合水泥浆液的凝结时间，不能起到对所施工围堰16内部是流水孔道及空腔进行封堵，而所述连接管与喷浆管3出口之间的距离过大，所述水泥浆液与所述速凝剂充分混合后的所述混合水泥浆液在进入所述喷嘴2之前凝结，对所述喷嘴2产生堵塞。

如图2、图3所示的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的施工方法，所施工防渗墙为由多个由前至后的第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩形成，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m，该施工方法包括以下步骤：

步骤一、第一高压旋喷桩的施工，沿所施工防渗墙的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，过程如下：

步骤101、桩孔成型：采用钻机设备按照常规护壁钻孔的方式进行钻取桩孔18，成型后的所述桩孔18的孔径为φ140mm～φ150mm；

步骤102、旋喷管下放到位：在步骤201中成型的所述桩孔18内下放所述旋喷管1，使所述喷嘴2下放至步骤101中所述桩孔18底部；

步骤103、喷浆及同步提升：通过所述控制器控制所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀，进行所述水泥浆液、高压气、高压水和速凝剂的输送，提升并旋转所述旋喷管1，所述喷浆管3、喷气管5、喷水管6和喷剂管4与所述旋喷管1同步进行旋转，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出，直至所述喷嘴2提升至所述桩孔18的顶部，其中，所述混合水泥浆液为所述水泥浆液和速凝剂的混合物，所述水泥浆液的比重为1.5g/cm³～1.8g/cm³；

步骤104、回喷：待步骤103中所述喷嘴2提升至所述桩孔18的顶部时，停止所述旋喷管1的提升，保持所述旋喷管1继续旋转5min～15min，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出；

步骤105、第一高压旋喷桩桩体成型：待步骤103和步骤104中的所述混合水泥浆液凝结后，所述第一高压旋喷桩桩体成型；

步骤106、重复步骤101～步骤105，直至多个所述第一高压旋喷桩均施工完成；

步骤二、第二高压旋喷桩的施工：待步骤一中多个所述第一高压旋喷桩均施工完成后，重复步骤一完成多个所述第二高压旋喷桩的施工；

步骤三、桩间墙的施工：待所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩均施工完成后，采用常规方法进行所述桩间墙的施工；

步骤四、围堰防渗墙施工完成：待所述第一高压旋喷桩、所述第二高压旋喷桩和所述桩间墙均达到设计强度后，所述防渗墙施工完成。

实际施工时，通过将所述水泥浆液与所述速凝剂进行混合后制成混合水泥浆液的施工工艺，能够使如卡斯特地貌地区等河床存在的大量溶沟溶槽或围堰体内形成空腔及局部渗流通道处的混合水泥浆液快速凝结，避免在上述区域内的所述混合水泥浆液凝结前被水流带走，有效的保证了返浆现象，从而达到固结和防渗的目的。

实际施工时，步骤一的第一高压旋喷桩前，根据施工图对多个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩的设计桩位进行放样。

实际施工时，步骤101中，桩孔18成型时采用全液压旋转冲击式钻机DMC-200、YD80进行钻孔施工，所述桩孔18的孔位偏差≤50mm，孔斜≤1.5％。

实际施工时，成型后的所述桩孔18设置有对所述桩孔18的孔壁进行保护的PVC护壁套管，有效的防止所述桩孔18的坍塌。

需要说明的是，在所述旋喷管1提升的同时，所述护壁套管同步进行提升。

实际使用时，高压旋喷桩是通过所述喷气管5、喷水管6喷出的高压气、高压水流直接冲切土体，使所述桩孔18中心一定范围内土体发生破坏软化，同时与所述混合水泥浆液发生强制性拌合，所述混合水泥浆液凝结成密实且具有一定强度的高压旋喷桩；由于在施工过程中，在所述混合水泥土浆液固结硬化之前，有效喷射范围内的地基土石因受到扰动而降低了所述高压旋喷桩的强度，同时产生窜孔从而破坏已喷射注浆但未完全固结的半固结体的现象，因此将所述第一高压旋喷桩施工完成后进行第二高压旋喷桩的施工，且所述第一高压旋喷桩与所述第二高压旋喷桩的施工间隔不小于48h。

实际施工时，步骤102中旋喷管1下放到位之前，首先在所述桩孔18的上方进行试喷，目的是检查施工中所使用的设备(如高喷台车17、喷管机构、旋喷管1、速凝剂容器14、浆液制备装置12、空气压缩机13和高压水泵15等)的运行情况。

实际使用时，步骤102中旋喷管1下放过程中，可采取低压喷射所述符合水泥浆液、高压气和高压水的方式防止所述喷嘴2堵塞，此时所述高压水泵15的压力为20MPa±2MPa，所述空气压缩的风机压力为0.5MPa～0.7MPa。

实际施工时，所述水泥浆液优选的采用PO.42.5普通硅酸盐水泥，且所述普通硅酸盐水泥为新鲜且无结块的普通硅酸盐水泥。

实际施工时，步骤204中回喷的目的是：由于步骤203喷浆结束后，由于所述高压气的上浮尚未完全结束，在所述混合水泥浆液凝结的过程中，所述高压气会沿着所述桩孔18下沉，导致所述第一高压旋喷桩桩体或所述第二高压旋喷桩桩体的顶部产生凹陷，使成型的所述第一高压旋喷桩桩体或所述第二高压旋喷桩桩体顶部标高不能满足设计要求，因此待步骤203中所述喷嘴2提升至所述桩孔18的顶部时，停止所述旋喷管1的提升，保持所述旋喷管1继续旋转5min～15min，同时持续所述水泥浆液、高压气、高压水喷出。

实际施工时，步骤三中所述桩间墙为混凝土墙体。

本实施例中，步骤101中，在提升所述旋喷管1前，保持所述旋喷管1继续旋转2min～5min，同时持续所述混合水泥浆液、高压气和高压水喷出；

步骤一中第一高压旋喷桩施工时，所述旋喷管1的提升速度为11cm/min～13cm/min，所述旋喷管1的旋转速度为11r/min～13r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～75L/min，所述速凝剂的流量为1.5L/min～2L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为35MPa～38MPa。

本实施例中，步骤二中第二高压旋喷桩施工时，所述旋喷管1的提升速度为8cm/min～10cm/min，所述旋喷管1的旋转速度为8r/min～10r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～70L/min，所述速凝剂的流量为1.2L/min～1.8L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为38MPa～40MPa。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述高压旋喷桩设备包括旋喷管（1）和设置在所述旋喷管（1）内的喷管机构，所述喷管机构的上端与所述旋喷管（1）固定连接，所述旋喷管（1）和所述喷管机构均呈竖向布设，所述喷管机构包括用于输送水泥浆液的喷浆管（3）、用于输送高压气的喷气管（5）、用于输送高压水的喷水管（6）和用于输送速凝剂的喷剂管（4），所述喷浆管（3）与所述旋喷管（1）呈同轴布设，所述喷气管（5）和喷水管（6）对称布设在喷浆管（3）的两侧，所述喷气管（5）和喷水管（6）与所述喷浆管（3）之间的距离大于所述喷剂管（4）与所述喷浆管（3）之间的距离；

所述喷剂管（4）的进口通过第一软管（8）与速凝剂容器（14）连接，第一软管（8）上设置有第一液体流量检测单元和第一流量控制阀，所述喷剂管（4）的出口与所述喷浆管（3）的下部通过连接管连通，所述旋喷管（1）的下端设置有供所述水泥浆液喷出的喷嘴（2），所述喷嘴（2）为中空的倒圆台结构，所述喷嘴（2）上底面的直径与所述旋喷管（1）下端的直径相同，所述喷嘴（2）与所述旋喷管（1）内部连通且加工为一体，所述喷浆管（3）的进口通过第二软管（9）与浆液制备装置（12）连接，所述喷浆管（3）的出口伸入所述喷嘴（2），所述第二软管（9）上设置有第二液体流量检测单元和第二流量控制阀；

所述旋喷管（1）的管壁上开设有供所述高压气喷出的喷气孔和供所述高压水喷出的喷水孔，所述喷气管（5）的进口通过第三软管（10）与空气压缩机（13）连接，所述喷气管（5）的下部设置有与所述喷气管（5）连通的第一水平管段，所述第一水平管段呈水平布设，所述第一水平管段的出口与所述喷气孔连通，所述第三软管（10）上设置有气体流量检测单元和第三流量控制阀；所述喷水管（6）的进口通过第四软管（11）与高压水泵（15）连接，所述喷水管（6）的下部设置有与所述喷水管（6）连通的第二水平管段，所述第二水平管段呈水平布设，所述第二水平管段的出口与所述喷水孔连通，所述第四软管（11）上设置有第三液体流量检测单元和第四流量控制阀，所述喷气孔和所述喷水孔均设置在所述喷嘴（2）的上方，且所述喷气孔和所述喷水孔布设在同一水平线上；

所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀均与控制器连接；

所施工防渗墙为由多个由前至后的第一高压旋喷桩和与多个所述第一高压旋喷桩交错布设的多个第二高压旋喷桩形成，相邻两个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩之间通过桩间墙连接为一体，相邻两个所述第一高压旋喷桩或第二高压旋喷桩之间的桩间距为0.7m～0.8m，该方法包括以下步骤：

步骤一、第一高压旋喷桩的施工，沿所施工防渗墙的长度方向由前至后分别对多个所述第一高压旋喷桩进行施工，对其中任意一个所述第一高压旋喷桩进行施工时，过程如下：

步骤101、桩孔成型：采用钻机设备按照常规护壁钻孔的方式进行钻取桩孔（18），成型后的所述桩孔（18）的孔径为φ140mm～φ150mm；

步骤102、旋喷管下放到位：在步骤201中成型的所述桩孔（18）内下放所述旋喷管（1），使所述喷嘴（2）下放至步骤101中所述桩孔（18）底部；

步骤103、喷浆及同步提升：通过所述控制器控制所述第一流量控制阀、第二流量控制阀、第三流量控制阀和第四流量控制阀，进行所述水泥浆液、高压气、高压水和速凝剂的输送，提升并旋转所述旋喷管（1），所述喷浆管（3）、喷气管（5）、喷水管（6）和喷剂管（4）与所述旋喷管（1）同步进行旋转，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出，直至所述喷嘴（2）提升至所述桩孔（18）的顶部，其中，所述混合水泥浆液为所述水泥浆液和速凝剂的混合物，所述水泥浆液的比重为1.5g/cm³～1.8g/cm³；

步骤104、回喷：待步骤103中所述喷嘴（2）提升至所述桩孔（18）的顶部时，停止所述旋喷管（1）的提升，保持所述旋喷管（1）继续旋转5min～15min，同时持续混合水泥浆液、高压气、高压水喷出；

步骤105、第一高压旋喷桩桩体成型：待步骤103和步骤104中的所述混合水泥浆液凝结后，所述第一高压旋喷桩桩体成型；

步骤106、重复步骤101～步骤105，直至多个所述第一高压旋喷桩均施工完成；

步骤二、第二高压旋喷桩的施工：待步骤一中多个所述第一高压旋喷桩均施工完成后，重复步骤一完成多个所述第二高压旋喷桩的施工；

步骤三、桩间墙的施工：待所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩均施工完成后，采用常规方法进行所述桩间墙的施工；

步骤四、围堰防渗墙施工完成：待所述第一高压旋喷桩、所述第二高压旋喷桩和所述桩间墙均达到设计强度后，所述防渗墙施工完成；

步骤101中，在提升所述旋喷管（1）前，保持所述旋喷管（1）继续旋转2min～5min，同时持续所述混合水泥浆液、高压气和高压水喷出；

步骤一中第一高压旋喷桩施工时，所述旋喷管（1）的提升速度为11cm/min～13cm/min，所述旋喷管（1）的旋转速度为11r/min～13r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～75L/min，所述速凝剂的流量为1.5L/min～2L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为35MPa～38MPa；

步骤二中第二高压旋喷桩施工时，所述旋喷管（1）的提升速度为8cm/min～10cm/min，所述旋喷管（1）的旋转速度为8r/min～10r/min，所述混合水泥浆液的流量为65L/min～70L/min，所述速凝剂的流量为1.2L/min～1.8L/min，所述高压气的压力为0.6MPa～0.8MPa，所述高压水的压力为38MPa～40MPa。

2.按照权利要求1所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述旋喷管（1）的上端与高喷台车（17）的机架连接。

3.按照权利要求1或2所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述连接管上设置有防止所述水泥浆液流入所述喷剂管（4）的单向阀（7）。

4.按照权利要求1或2所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述喷嘴（2）下底面的直径为φ12mm～φ15mm。

5.按照权利要求1或2所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述喷水孔和喷气孔的直径均为φ1.5mm～φ2mm。

6.按照权利要求1或2所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：所述连接管设置在所述喷浆管（3）出口的上方，所述连接管与喷浆管（3）出口之间的距离为20cm～30cm。

7.按照权利要求1所述的一种利用高压旋喷桩设备对围堰防渗墙进行施工的方法，其特征在于：步骤一的第一高压旋喷桩前，根据施工图对多个所述第一高压旋喷桩和第二高压旋喷桩的设计桩位进行放样。