CN112554166A - 一种基于hdpe膜片的深层搅拌复合墙及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合HDPE膜片的深层搅拌复合墙及施工方法，用以解决现有技术中深层搅拌墙防渗功能差,耐久性不够长的问题。所述施工方法首先通过实验获取深层搅拌材料的初凝时间等参数；根据参数选定HDPE膜片宽度，并焊接加工成HDPE膜片单元，在膜片单元底部安装配重体；在深层搅拌现场搭设由导向架、张紧器组成的安装架；在初凝时间点之前，通过安装架在深层搅拌材料中垂直下设HDPE膜片单元，并通过耦合连接锁插接，连续下设后续膜片单元，下设完成后通过悬挂架就位固定；全部下设完成、墙体具备预定强度后，移除悬挂架。本发明施工设备简单，工艺流程易操作，同时提高了深层搅拌地下连续墙的防渗性能和耐久性。

Description

一种基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙及施工方法

技术领域

本发明属于土木、环境工程施工领域，具体涉及一种基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙及施工方法。

背景技术

深层搅拌墙广泛应用于土木、矿山、水利和环境等工程领域的临时或永久防渗截渗控制工程，尤其适用于松软、密实度不高、没有大的漂孤石的地层，渗透系数达到10～8m/s。深层搅拌墙采用水泥浆进行原位搅拌，工艺简单，外弃物和二次污染少。

现有技术中，深层搅拌墙施工过程通常以水泥浆为固化介质，通过带有搅拌页片的搅拌轴或带搅拌刀片的双轮铣搅拌轮，在土壤中进行原位搅拌并向下深入到相对不透水层，在上升过程中注入水泥浆充分搅拌，沿一定轴线形成土壤颗粒与水泥浆固化介质均匀混合的混合材料墙，待墙体固化后形成具有较好防渗功能和一定强度的功能墙体。但是，通过上述施工方式生产的深层搅拌墙，强度一般为1～5MPa，强度较低，若在重化工环境下，深层搅拌墙所采用的水泥基材料抵抗化学侵蚀的能力较差，耐久性差，无法满足当前防渗和耐久性要求高的土木或环境类永久工程项目的需求。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明旨在提供一种复合HDPE膜片的深层搅拌复合墙及施工方法，通过HDPE膜片与深层搅拌工艺的结合，构建复合地下连续墙，施工设备简单，工艺流程易操作，同时提高地下连续墙的防渗性能和墙体耐久性。

为了实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种复合HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，所述施工方法包括如下步骤：

步骤S1，实验室模拟现场深层搅拌材料，获取深层搅拌材料在缓凝剂下的初凝时间、粘度发展曲线及固体渗透指标；

步骤S2，根据深层搅拌材料的密度、粘度发展曲线，选定合适的HDPE膜片单元宽度及相应配重；由HDPE膜片焊接加工成HDPE膜片单元，并在膜片单元底部安装配重体；

步骤S3，在深层搅拌现场搭设由导向架、张紧器组成的安装架，并将HDPE膜片单元固定到安装架上；

步骤S4，对施工区进行深层搅拌，在深层搅拌达到墙体深度和长度要求时，在所述初凝时间之前，通过安装架向深层搅拌材料中垂直下设第一HDPE膜片单元；

步骤S5，将下设到位后的安装架和膜片单元固定在深层搅拌槽内；

步骤S6，连续下设第二HDPE膜片单元，所述第二HDPE膜片单元通过接头锁与第一HDPE膜片单元连接；完成后序膜片下设后，取出前序安装架，并清理冲洗重复使用；依序转入步骤S3，直至所有膜片下设完毕；

步骤S7，当所有膜片单元在初凝时间前下设完成并提出安装架后，使用悬挂架固定HDPE膜片单元，直到复合墙开始凝固，具备预定强度后，移除HDPE膜片悬挂架。

作为本发明的一个优选实施例，所述HDPE膜片单元宽度，根据深层搅拌材料的初凝时间及墙体参数进行选取，与复合墙体的深度和深层搅拌施工速度匹配。

作为本发明的一个优选实施例，所述步骤S2中的膜片焊接，采用热熔法、端部膜片与同材质的专用HDPE耦合连接锁的侧翼采用双缝焊接。

作为本发明的一个优选实施例，HDPE连接锁采用可布置缓膨胀止水带的耦合连接锁。

作为本发明的一个优选实施例，根据深层搅拌材料初凝时间和粘度发展曲线，对膜片单元宽度进行选择，在膜片单元底部边缘增加合适的配重体。

作为本发明的一个优选实施例，所述配重体采用钢筋混凝土结构，钢筋呈V形布置，配重体顶部断面呈倒三角形，配重体长度小于HDPE膜片单元的宽度，高度根据实际需要进行设定，且配重体上预留HDPE膜片夹持位置。

作为本发明的一个优选实施例，所述配重体上预留HDPE膜片夹持位置，包括定位孔、主筋、张紧钢绳预留腔、膜片压紧预留螺栓和联系筋；

所述膜片单元预留配重体夹持结构，所述夹持结构包括：配重体压紧预留螺栓、配重体定位孔、配重体张紧钢绳预留腔。

作为本发明的一个优选实施例，所述安装架还包括HDPE膜片单元接头保护板；所述接头保护板具有与膜片单元的接头锁相配合的机构；

当步骤S4进行膜片单元下设过程出现长时间停等时，在膜片的端部安装接头保护板，升出安装架；

步骤S6中进行后序HDPE膜片单元下设时，若前序膜片有接头保护板，先取出接头保护板，再进行后序膜片单元的插接安装。

第二方面，本发明实施例还提供了一种HDPE膜片-深层搅拌复合墙，所述HDPE膜片-深层搅拌复合墙通过上述施工方法生产。

本发明实施例所提供的技术方案具有如下有益效果：

通过HDPE膜片与深层搅拌工艺的结合，构建了复合型深层搅拌地下连续墙，实现了HDPE膜片在深层搅拌工艺下的下设安装，施设备简单，工艺流程易操作，具有较强的可操作性，提高了深层搅拌连续墙的防渗性能和耐久性，同时具有施工灵活性，可满足高防渗和高耐久性的临时和永久工程使用要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明实施方式提供的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法流程图；

图2是本发明实施方式中HDPE膜片的结构示意图；

图3是图2中所述膜片单元下边缘处配重夹持结构图；

图4是本发明实施方式中配重体的结构图；

图5是本发明实施方式中导向架的结构主视图；

图6是本发明实施方式中导向架的结构侧视图；

图7是本发明实施方式中接头保护板的结构图；

图8是本发明实施方式中基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙结构示意图。

附图标记说明：

10-地表层；20-地层二；30-地层三；40-地层四；50-相对不透水层；01-深层搅拌墙体；02-膜片单元；021-膜片；022-连接锁；023-双缝焊接点；026-配重体压紧预留螺栓；024-配重体定位孔；025-配重体张紧钢绳预留腔；03-配重体；031-定位孔；032-主筋；033-张紧钢绳预留腔；034-片压紧预留螺栓；0352-联系筋；04-导向架；040-起吊环；041-振动锤夹持加固板；042-导向架张紧钢绳吊点；043-架顶横杆；044-架中横杆；045-主支柱；046-副支柱；047-底部加固板；048-架底横杆；049-架底横杆定位销；0410-导向架张紧器；0411-膜片张紧绳吊点；0412-膜片张紧器；05-接头保护板；051-主钢板；052-接锁；053底部松泥板；054-侧板；055侧护板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明实施方式提供了一种基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，通过在深层搅拌墙中插入HDPE膜片，现场原位生产HDPE-深层搅拌复合墙，首先计算当前搅拌料浆粘性度下的HDPE膜片配重，实现HDPE膜片的插入，根据所计算的配重，在膜片下边缘配重，并通过与HDPE接头连接锁相配合的导向架与接头板，完成HDPE膜片在搅拌材料体初凝前的连续插入，构建复合墙体。本实施方式的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，适用于传统多头深层搅拌机施工的连锁搅拌桩墙，同时也可应用于深搅铣直接铣搅的深层搅拌墙。所生产的HDPE-深层搅拌复合墙，渗透率达到10^-11m/s及以下，同时具有更好的耐久性。

图1示出了本实施方式基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法流程图。如图1所示，所述施工方法包括如下步骤：

步骤S1，实验室模拟现场深层搅拌材料，获取深层搅拌材料在缓凝剂下的初凝时间、密度、粘度发展曲线及固体渗透指标。

步骤S2，根据深层搅拌材料的密度、粘度发展曲线及固体渗透指标，选定合适的HDPE膜片单元宽度及相应配重；由HDPE膜片焊接加工成HDPE膜片单元，并在膜片单元底部安装配重体。

本步骤中，现在HDPE膜片最大幅宽为7m，最大厚度为3mm，为了与复合墙体的大小匹配，需要对膜片进行焊接，焊接后得到膜片单元。

如图2所示，为所述HDPE膜片的结构示意图。所述HDPE膜片单元02包括膜片021、连接锁022、双缝焊接点023。本实施方式中膜片021间采用热熔焊接，在工作平台上进行HDPE膜片单元的焊接，膜与膜之间采用单缝或双缝焊接，满足深层搅拌墙渗透指标的需要。当采用双缝焊接时，端部膜片与同材质的专用HDPE耦合连接锁进行双缝焊接，HDPE连接锁采用可布置缓膨胀止水带的耦合连接锁。

根据深层搅拌材料密度及粘度发展曲线，对膜片单元宽度和配重进行设计。HDPE膜片的比重小于1，HDPE在墙体内受到流体状态下的深层搅拌材料的浮力，为了使HDPE膜片克服浮力、更易于在安装架上插入到高喷和深搅墙体以内，本实施方式对膜片单元底部边缘进行配重。所述配重，通过增加配重体的方式实现。配重体顶部断面呈三角形，高度和长度根据实际需要进行设定。所述配重体采用钢筋混凝土结构，钢筋呈V形布置，配重体长度与HDPE的幅度等同，配重体上预留HDPE膜片夹持位置。

图3为膜片单元02下边缘处配重体夹持结构示意图。如图3所示，所述夹持结构包括配重体压紧预留螺栓026、配重体定位孔024、配重体张紧钢绳预留腔025。图4为所述配重体03的结构示意图。如图4所示，所述配重体03包括：定位孔031、主筋032、张紧钢绳预留腔033、膜片压紧预留螺栓034和联系筋035。通过膜片单元02的夹持结构，将配重体固定在膜片单元02的底部，首先将配重体03上的定位孔031与夹持结构上预留的配重体定位孔024对正，通过压紧螺栓026和034将配重体和膜片单元压紧，起吊时将张紧钢绳分别穿过张紧钢绳预留腔025、033进行起吊和移动。

步骤S3，在深层搅拌现场搭设由导向架、张紧器组成的安装架，并将HDPE膜片单元固定到安装架上。

本步骤中，所述导向架采用空心方钢或圆钢加工成长方形钢结构导向架，导向架系空心方钢或圆钢管焊接加工框体结构，框体结构为了减少在流塑态下的插入和拔出的阻力，尽量采用方刚或圆管。钢结构导向架可加工成组合式的，适应不同HDPE膜片幅度和下设深度。所述导向架从上到下在中间布置主方钢管或圆管，其中空腔内浇筑混凝土或布置圆钢作为导向架配重，其顶部加焊振动锤夹持板，用于需要时，采用振动锤辅助下设；导向架底部横梁上设置至少三个以上的圆钢材质的定位销，用于连接膜片的配重体。

所述导向架上安装有张紧器。导向架的长度大于HDPE膜片单元的长度，便于安装张紧器用于展布HDPE膜片到导向架上张紧器，导向架顶横杆上布置的张紧器不少于三个；此外导向架顶横杆上还附有三个钢绳张紧器，用于安装HDPE膜片时紧固底部配重体。

在本发明的一个具体实施例中，如图5和图6所示，所述导向架04包括：起吊环040、振动锤夹持加固板041、导向架张紧钢绳吊点042、架顶横杆043、架中横杆044、主支柱045、副支柱046、底部加固板047、架底横杆048、架底横杆定位销049以及导向架张紧器0410、膜片张紧绳吊点0411、膜片张紧器0412。

在施工前，将安装架设置在需要生产复合墙的现场，将HDPE膜片单元和配重体装配固定在安装架的导向架04上。

步骤S1至步骤S3是复合墙施工的前期准备工作，HDPE膜和深层搅拌复合墙的构建关键是要实现HDPE膜片在没有凝固的深层搅拌墙内的连续插设、安装，因此控制深层搅拌墙体凝固时间和HDPE膜片单元的插入时间非常重要。上述步骤通过膜片单元的配重及安装架的预先装配安装，使后面的复合过程得以实现。

步骤S4，对施工区进行深层搅拌，在深层搅拌达到墙体深度和长度要求时，在所述初凝时间之前，通过安装架向深层搅拌材料中垂直下设第一HDPE膜片单元。

本步骤中，若HDPE膜片单元下设工作因故需要停等，需要在端部安装接头保护板，取出其中的安装架，同时在停等过程中，接头保护板需要定期微动，减少与墙体材料的附着力。

步骤S5，将下设到位后的安装架和膜片单元固定在深层搅拌槽内。

步骤S6，连续下设第二HDPE膜片单元，所述第二HDPE膜片单元通过接头锁与第一HDPE膜片单元连接；完成后序膜片下设后，取出前序安装架，并清理冲洗重复使用；依序转入步骤S3，直至所有膜片下设完毕。

步骤S7，当所有膜片单元在初凝时间前下设完成并提出安装架后，使用悬挂架固定HDPE膜片单元，直到复合墙开始凝固，具备预定强度后，移除HDPE膜片悬挂架。

所述HDPE膜接头保护板安装在膜片单元端部的接头处，确保在长时间停工的情况下保持连续插接。如图7所示，所述接头保护板05包括主钢板051、连接锁052及底部松泥板053、侧板054及侧护板055。

上述施工过程，同样适用于与深层搅拌工艺类似的复合HDPE的高喷帷幕连续墙工艺，施工方法与上述施工方法基本不同，不同的是在步骤S1中模拟获取高喷材料在缓凝剂下的初凝时间、密度、粘度发展曲线及固定渗透指标；在步骤S2中根据高喷材料的参数进行膜片的选择；在步骤S3中在高喷现场进行安装架的搭设，在步骤S4中进行高喷作业，同时当高喷作业达到墙体深度和长度要求时，初凝时间前进行膜片单元的下设。

本发明实施方式还提供了一种HDPE膜片的深层搅拌复合墙，所述复合墙体内具有凝固为一体的互锁的HDPE膜片单元与深层搅拌材料；所述在初凝时间点前连续插接入HDPE膜片单元，各单元以互锁机构互连，在插接过程中通过悬持架保持就位固定，凝固开始且墙体具有预定强度后，移除悬挂架，凝固结束后互锁的HDPE膜片与搅拌材料凝固为一体。

如图8所示，所述复合墙包括HDPE膜片单元02、深层搅拌墙体01以及配重体03，贯穿于地表土10、地层二20、地层三30、地层四40以及相对不透水层50。

本实施方式的HDPE-深层搅拌复合墙通过上述基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法生产，上述对所述施工方法的描述，同样适用于本实施方式的复合墙，在此不再赘述。

由上述技术方案可以看出，本发明实施方式所提供的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙及施工方法，实现了HDPE膜片在深层搅拌工艺下的下设安装，构建深层搅拌复合HDPE地下连续墙，设备简单，工艺流程易操作，具有较强的可操作性，提高了地下连续墙的防渗性能和墙体耐久性，同时具有施工灵活性，可满足高防渗和高耐久性的临时和永久工程使用要求。

以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种复合HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤：

步骤S1，实验室模拟现场深层搅拌材料，获取深层搅拌材料在缓凝剂下的初凝时间、粘度发展曲线及固体渗透指标；

步骤S2，根据深层搅拌材料的密度、粘度发展曲线，选定合适的HDPE膜片单元宽度及相应配重；由HDPE膜片焊接加工成HDPE膜片单元，并在膜片单元底部安装配重体；

步骤S3，在深层搅拌现场搭设由导向架、张紧器组成的安装架，并将HDPE膜片单元固定到安装架上；

步骤S4，对施工区进行深层搅拌，在深层搅拌达到墙体深度和长度要求时，在所述初凝时间之前，通过安装架向深层搅拌材料中垂直下设第一HDPE膜片单元；

步骤S5，将下设到位后的安装架和膜片单元固定在深层搅拌槽内；

步骤S6，连续下设第二HDPE膜片单元，所述第二HDPE膜片单元通过接头锁与第一HDPE膜片单元连接；完成后序膜片下设后，取出前序安装架，并清理冲洗重复使用；依序转入步骤S3，直至所有膜片下设完毕；

步骤S7，当所有膜片单元在初凝时间前下设完成并提出安装架后，使用悬挂架固定HDPE膜片单元，直到复合墙开始凝固，具备预定强度后，移除HDPE膜片悬挂架。

2.根据权利要求1所述的复合HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，所述HDPE膜片单元宽度，根据深层搅拌材料的初凝时间及墙体参数进行选取，与复合墙体的深度和深层搅拌施工速度匹配。

3.根据权利要求2所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，所述步骤S2中的膜片焊接，采用热熔法、端部膜片与同材质的专用HDPE耦合连接锁进行双缝焊接。

4.根据权利要求3所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，HDPE连接锁采用可布置缓膨胀止水带的耦合连接锁。

5.根据权利要求2所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，根据深层搅拌材料初凝时间和粘度发展曲线，对膜片单元宽度进行选择，在膜片单元底部边缘增加合适的配重体。

6.根据权利要求5所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，所述配重体采用钢筋混凝土结构，钢筋呈V形布置，配重体顶部断面呈倒三角形，配重体长度小于HDPE膜片单元的宽度，高度根据实际需要进行设定，且配重体上预留HDPE膜片夹持位置。

7.根据权利要求6所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，

所述配重体上预留HDPE膜片夹持位置，包括定位孔、主筋、张紧钢绳预留腔、膜片压紧预留螺栓和联系筋；

所述膜片单元预留配重体夹持结构，所述夹持结构包括：配重体压紧预留螺栓、配重体定位孔、配重体张紧钢绳预留腔。

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于HDPE膜片的深层搅拌复合墙施工方法，其特征在于，所述安装架还包括HDPE膜片单元接头保护板；所述接头保护板具有与膜片单元的接头锁相配合的机构；

当步骤S4进行膜片单元下设过程出现长时间停等时，在膜片的端部安装接头保护板，升出安装架；

步骤S6中进行后序HDPE膜片单元下设时，若前序膜片有接头保护板，先取出接头保护板，再进行后序膜片单元的插接安装。

9.一种HDPE膜片-深层搅拌复合墙，其特征在于，所述HDPE膜片-深层搅拌复合墙通过权利要求1至8任一项施工方法生产。

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