CN109537612A - 一种多孔冲击搅拌地下连续墙阻隔技术及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多孔冲击搅拌地下连续墙阻隔技术，是由位于地面以下的圆柱槽和立方槽相互连接形成的连续墙结构单元依次连接构成，圆柱槽和立方槽内部浇筑有固化浆液。其施工方法是采用圆形冲击锤冲击形成圆柱槽，向圆柱槽内进行泥浆护壁，完成后先清洗槽底沉碴，然后注入固化浆液；在固化浆液凝固前，用方形锤在两个圆柱槽之间冲击形成立方槽，将冲击产生的岩土碎屑与固化泥浆充分搅拌在一起，直至预定深度并固化；重复以上步骤从而形成一道多孔冲击搅拌地下连续墙。本发明可适用于土层、砂层、抛石层、卯石层、破碎基岩等各种复杂地层的地下水阻隔，特别是污染地下水的阻控，没有冷接头和槽底沉碴，具有止水效果好，可靠性高等优点。

Description

一种多孔冲击搅拌地下连续墙阻隔技术及其施工方法

技术领域

本发明涉及地下水阻隔技术领域，具体涉及一种多孔冲击搅拌地下连续墙及其施工方法。

背景技术

止水帷幕是污染场地风险管控、水利工程及建筑工程防水的重要手段，特别是环保工程中对防渗要求更高，往往会在复杂的地质条件下建设止水帷幕，传统的水利工程、地下水工程止水帷幕建造技术会面临极大的挑战，甚至阻隔效果无法满足防渗的要求。

目前已有的地下连续墙有：①双轮铣槽现浇砱地下连续墙；②抓斗成槽现浇砱地下连续墙；③预制地下连续墙；④高压搅喷桩地下连续墙；⑤搅拌土地下连续墙；⑥高压旋喷桩地下连续墙等几种形式，具体如下：

①双轮铣槽现浇砱地下连续墙：该种工法施工设备先进，可适用于各种复杂地层，但其造价很高，经济性差，且分幅浇筑的墙体新老砱接头处夹泥和槽底沉碴也难以处理。可靠性较差。

②抓斗成槽现浇砱地下连续墙：该种工法适用于各种均匀松散土层，对于抛石地层和基岩地层无法实施，且分幅浇筑时，新老墙体接头处夹泥和槽底沉碴也难以处理。

③预制地下连续墙：该种工法墙体在地面分幅预制、槽内泥浆固化安装，现浇砱防渗接头，可靠性好配合冲击成槽，适用于各种复杂地层，但是造价比较高，经济性较差。

④高压搅喷桩地下连续墙：该种工法适用于软土层、硬土层、砂土层、卯砾石层，但是无法再抛石地层和破碎基岩中实施，在均匀的土层中成墙质量好，可靠性高。

⑤搅拌土地下连续墙：该工法包含单轴、双轴、三轴、四轴、五轴搅拌桩墙都只能在均匀的软土地层中实施，其优点是效率高，造价低，成墙质量好，可靠性高。但是不能在硬土层、抛石地层和基岩中实施。

⑥高压旋喷桩地下连续墙：该工法在松散均匀的地层中效果较好，在杂填土和卯砾石层中难以连续搭接。在抛石地层和基岩中无法实施。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔冲击搅拌地下连续墙阻隔技术，以及该多孔冲击搅拌地下连续墙的施工方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。

本发明是通过如下的技术方案实现的：

一种多孔冲击搅拌地下连续墙，是由位于地面以下的圆柱槽和立方槽相互连接形成的连续墙结构单元依次连接构成，所述圆柱槽和立方槽的内部浇筑有固化浆液。所述连续墙结构单元是由一个圆柱槽和一个立方槽相互连接而成的。而一个完整的多孔冲击搅拌地下连续墙则是由多个连续墙结构单元连接构成，其数量由施工现场的具体设计需要决定。

优选的，所述圆柱槽由圆形冲击锤冲击地面而成，所述立方槽由方形锤在两个圆柱槽之间冲击而成。

作为进一步优选的技术方案，所述立方槽的深度与所述圆柱槽深度相同；在一个连续墙结构单元中，所述立方槽和圆柱槽横截面的重合面积是圆柱槽横截面面积的10-100％。

所述圆柱槽的深度和横截面直径，以及相邻两圆柱槽之间的间距根据预定的连续墙厚度、强度和所使用的固化浆液的组成性能而定。优选横截面直径为0.5-2.0m，深度为5-80m，相邻两圆柱槽之间的中心间距为2倍圆柱槽直径。

其中，所述固化浆液可以是水泥浆、粘土固化剂浆液、沙土固化剂浆液，或水下凝固环氧树脂等。所述固化浆液用量为墙体重量的1％-50％。

作为一个优选的技术方案，所述固化浆液中含有抗裂纤维。抗裂纤维可以防止地下连续墙失水开裂，其用量一般为固化浆液重量的0.01％-5％。

本发明还提供上述多孔冲击搅拌地下连续墙的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，采用圆形冲击锤向地面以下冲击形成圆柱槽，然后向所述圆柱槽内进行泥浆护壁；

步骤二，所述圆柱槽施工完成后，在圆柱槽内下入护壁钢套管，钢套管直径略小于圆形孔槽的直径，深度超过松散易坍塌的地层；

步骤三，用泥浆置换清除槽底沉渣，然后自槽底灌入比重大于泥浆的固化浆液直至槽口，排除槽内泥浆，拔出护壁钢套管；

步骤四，在所述固化浆液凝固之前，用方形锤在两个圆柱槽之间冲击形成立方槽，将冲击产生的岩土碎屑与圆柱槽中的固化泥浆充分均匀的搅拌在一起，直至预定深度并固化；

步骤五，重复步骤一至步骤四，形成一道可凝固的多孔冲击搅拌地下连续墙。

作为优选的技术方案，当步骤四中立方槽的施工时间较长时，为避免固化浆液过早固化，可以在固化浆液中掺入一定比例的缓凝剂，缓凝时间以满足立方槽的施工时间为准。

本发明多孔冲击搅拌地下连续墙与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明连续墙施工方法的适用性广，可适用于土层、砂层、抛石层、卯石层、破碎基岩等各种复杂地层，并且具有施工简便，可连续施工，造价低廉，没有冷接头和槽底沉碴，可靠性好等优点。

附图说明

图1是本发明多孔冲击搅拌地下连续墙的俯视示意图。

图2是本发明多孔冲击搅拌地下连续墙的剖面示意图。

图中：1-圆柱槽，2-立方槽，3-地下岩层或土层。

具体实施方式

如图1和图2所示，在土壤、不同程度风化岩层的复杂地质环境下进行施工，具体包括如下步骤：

步骤一，采用圆形冲击锤向地面冲击形成圆柱槽1，然后向所述圆柱槽1内进行泥浆护壁；圆柱槽1的孔径为1.2m，深度为50m，以满足地下防渗深度的要求，相邻圆柱槽1之间的间距为2.4m；

步骤二，圆柱形孔槽施工完成后，在孔槽内下入护壁钢套管，钢套管直径略小于圆柱形孔槽的直径，深度超过松散易坍塌的地层；

步骤三，用泥浆置换清除槽底沉渣，然后自槽底灌入比重大于泥浆的固化浆液直至槽口，排除槽内泥浆，拔出护壁钢套管；

步骤四，在所述固化浆液凝固之前，用方形锤在两个圆柱槽1之间冲击形成立方槽2，将冲击产生的岩土碎屑与圆柱槽1中的固化泥浆充分均匀的搅拌在一起，直至预定深度并固化；立方槽2的深度和圆柱槽1深度相同；立方槽2和一个圆柱槽1横截面的重合面积以满足将两个相邻的圆柱槽1充分连接在一起为宜，一般为圆柱槽1横截面面积的10-100％；

步骤五，重复步骤一至步骤四，形成一道可凝固的多孔冲击搅拌地下连续墙。

作为一个优选实施例，在固化浆液中添加有抗裂纤维。抗裂纤维可以防止地下连续墙失水开裂，其用量一般为固化浆液重量的0.01-5％。

作为另一个优选实施例，当步骤三中立方槽2的施工时间较长时，为避免固化浆液过早固化，可以在固化浆液中掺入一定比例的缓凝剂，缓凝时间以满足立方槽2的施工时间为准。

下面通过具体实施例对本发明进行详细阐述，但并不限制本发明。

某矿山企业的矿渣堆场位于山谷之中，尾矿坝挡水坝外工程地质条件较为复杂，为防止尾矿库中渗滤液泄露外流污染下游环境，根据环境保护要求，需对该尾矿库挡水坝外实施污染地下水阻隔处理。本例中采用多孔冲击连续墙工法进行进行止水处理。

土石坝下地层为：

(1)杂填土，厚8m，含大量片石及大石块；

(2)粉质粘土，层厚10m；

(3)全风化花岗岩，层厚3m，含卵石及砾石；

(4)强风化花岗岩，层厚7m，岩石破碎，裂隙发育，透水性好；

(5)中风化花岗岩，层厚3m，裂隙中等发育；

(6)微风化花岗岩，未揭穿，岩石较完整，为不透水层。

本实施例要求地下连续墙深度为32m，进入微风化花岗岩1m，墙体厚度50cm。

本实施例先施工圆形冲击孔槽，孔深32m，孔径50cm，孔中心距80cm，孔净间距30cm。

圆柱形孔槽采用泥浆护壁，连续施工，施工完成的圆柱形孔槽下入直径46cm的钢套管，防止孔壁坍塌变形，若干圆形孔槽完成后，将最先施工的两个圆形孔槽用优质泥浆清孔，清除孔底沉渣，在孔中自孔底灌入水泥浆液直至孔口(浆液比重大于泥浆)，排除孔内泥浆，拔出护壁钢套管。

使用50cm x 80cm的长方形冲击锤，施工方型槽至深度32m，完成第一幅连续墙槽段，并在第一幅连续墙槽段凝固之前，将第三个圆形孔清孔，灌注水泥浆，拔除钢套管，施工第二幅连续墙槽段，使之与第一幅槽段连在一起，如此重复，连续施工，确保地下连续墙无接缝，无沉渣。连续墙垂直度<1/150。

本案例所注之水泥浆中，掺有一定比例的抗裂纤维和缓凝剂，其用量满足工程设计要求。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，是由位于地面以下的圆柱槽和立方槽相互连接形成的连续墙结构单元依次连接构成，所述圆柱槽和立方槽的内部浇筑有固化浆液。

2.如权利要求1所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述立方槽的深度与所述圆柱槽深度相同；在一个连续墙结构单元中，所述立方槽和圆柱槽横截面的重合面积是圆柱槽横截面面积的10-100％。

3.如权利要求1所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述圆柱槽由圆形冲击锤冲击地面而成，所述立方槽由方形锤在两个圆柱槽之间冲击而成。

4.如权利要求1所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述圆柱槽的横截面直径为0.2-5.0m，深度为5-100m，相邻两圆柱槽之间的间距为0.5-5倍圆孔径。

5.如权利要求1所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述固化浆液用量为墙体重量的1％-50％。

6.如权利要求1所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述固化浆液中含有抗裂纤维。

7.如权利要求6所述的多孔冲击搅拌地下连续墙，其特征在于，所述抗裂纤维用量为所述固化浆液重量的0.01-5％。

8.如权利要求1-7任一项所述多孔冲击搅拌地下连续墙的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，采用圆形冲击锤向地面以下冲击形成圆柱槽，然后向所述圆柱槽内进行泥浆护壁；

步骤二，所述圆柱槽施工完成后，在圆柱槽内下入护壁钢套管，所述护壁钢套管直径略小于圆柱槽的直径，深度超过松散易坍塌的地层；

步骤三，用泥浆置换清除槽底沉渣，然后自槽底灌入比重大于泥浆的固化浆液直至槽口，排除槽内泥浆，拔出护壁钢套管；

步骤四，在所述固化浆液凝固之前，用方形锤在两个圆柱槽之间冲击形成立方槽，将冲击产生的岩土碎屑与圆柱槽中的固化泥浆充分均匀的搅拌在一起，直至预定深度并固化；

步骤五，重复步骤一至步骤四，形成一道可凝固的多孔冲击搅拌地下连续墙。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，固化浆液中含有缓凝剂。