CN118481166A - 一种锁接式高聚物防渗墙施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于防渗加固技术领域，特别是涉及一种锁接式高聚物防渗墙施工方法。锁接式高聚物防渗墙施工方法，该方法采用成型槽板进行锁接压入并注浆拔出作业，将浆液分别输送至成型槽板的底端，使浆液在成型槽板的底端进行混合后再注出。使浆液在成型槽板底部混合然后再进行注浆，避免了浆液在注入过程中提前混合反应堵塞注浆装置，降低操作难度并提升成墙效果。整体上使施工操作更加简便快速，施工成本更低，装置的重复利用率更高、耗材更少，并且成墙的深度更深，效果更好。

Description

一种锁接式高聚物防渗墙施工方法

技术领域

本发明属于防渗加固技术领域，特别是涉及一种锁接式高聚物防渗墙施工方法。

背景技术

我国土质堤坝、基坑等现行的防渗加固技术主要包括有混凝土防渗墙、水泥土搅拌桩及高压喷射灌浆技术等，但这些技术均存在着如施工周期长、施工效率低、成墙厚度大的局限。因此针对我国现行技术的不足，根据柔性防渗理念，并参考水利、矿山、交通等领域对快速反应、迅速膨胀的高聚物注浆技术的应用，发展出了超薄式高聚物防渗墙技术，但该技术通过静压成槽然后提升注浆的方式使高聚物形成连续均匀的防渗墙，其自身受地质条件的影响较大，在含砾石等杂质土中施工较难，使用锥头成槽时，装备刚度不够易产生偏斜,注浆成槽时会出现防渗体搭接连续性不足的问题。

申请公布号为CN11676954A，申请公布日为2020年9月18日的中国发明专利申请公开了一种锁接式高聚物防渗墙成型槽板及施工方法，还有其同日申请的授权公告号为CN212388531U，授权公告日为2021年1月23日的中国实用新型专利公开了一种锁接式高聚物防渗墙成型槽板。槽板包括槽板本体、导向管、注浆管和防堵头、导向管沿槽板本体的长度方向布置，注浆管布设在导向管内且在注浆管与导向管的两端均设置有封堵塞，用于填充注浆管与导向管之间的间隙，防堵头固定套设在导向管下部，在槽板本体的两侧设有锁接耳。其通过锁接耳搭接下压形成连续的成型槽板并注浆拔出，解决了高聚物防渗墙施工过程中在复杂地质条件下成槽易偏斜、难搭接、成槽深度不足、在含有砾石等杂质土体中施工较难及由此导致的高聚物防渗墙连续性不足的问题。

但该锁接式高聚物防渗墙成型槽板的注浆管为单管，在使用时首先将高聚物在注浆枪处混合反应然后再注入地下形成防渗体，因高聚物反应过快，当防渗墙深度即注浆深度过大时易使得高聚物尚未注入底架就已经在注浆管内反应而堵死注浆管，无法形成防渗体中断施工，并且每次拔出槽板后，均需重新更换注浆管及其防堵头，施工效率低。目前虽有适用于大深度的高聚物底部混合注浆装置，但其整体结构相对繁杂庞大，难以在不影响槽板自身刚度与槽板下压插拔过程的前提下，将其与槽板进行顺利有效的搭载与结合。与此同时，现有的槽板弯折较多并且为轴对称弯折，一定程度上既增加了无效长度、浪费注浆材料，还会在槽板间的锁接过程中使得方向一致性较差，不便于流畅的插拔连接，此外其锁接耳位置的弯折角较小，同样会增加槽板间搭接难度，并且槽板的下压与拔出也会因锁接耳摩擦产生连带现象，影响成墙质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁接式高聚物防渗墙施工方法，以解决现有技术中高聚物防渗墙在大深度成墙时操作难度大、施工效率低、成墙质量低的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的技术方案是：

一种锁接式高聚物防渗墙施工方法，该方法采用成型槽板进行锁接压入并注浆拔出作业，将浆液分别输送至成型槽板的底端，使浆液在成型槽板的底端进行混合后再注出。

有益效果是：本发明的改进之处在于使浆液在成型槽板底部混合然后再进行注浆，避免了浆液在注入过程中提前混合反应堵塞注浆装置，降低操作难度并提升成墙效果。整体上使施工操作更加简便快速，施工成本更低，装置的重复利用率更高、耗材更少，并且成墙的深度更深，效果更好。

作为进一步地改进，成型槽板的拔出与注浆作业同时进行。

有益效果是：使成型槽板的拔出与注浆同时进行，使整体操作的流畅性更好，便于形成整体连续一致的墙体。

作为进一步地改进，完成至少三块成型槽板的对位锁接与下压后，再进行先前成型槽板的拔出与注浆作业。

有益效果是：如此设置可避免因整体成型槽板重量不足，导致后续未注浆的槽板被以注浆槽板拔出时带出，避免影响成墙效果。

作为进一步地改进，在注浆头上套装可脱落的防堵头，防堵头在成型槽板拔出时自行脱落并滞留在地下，重复使用下压成型槽板时需重新安装防堵头。

有益效果是：可脱落的防堵头可在下压过程中避免土体与水进入注浆头，也可在拔出时自行脱落，不干涉注浆，提高注浆效果。

作为进一步地改进，注浆头与成型槽板密封固定连接，重复使用成型槽板时仅重新安装防堵头而不更换注浆头及其输浆管路。

有益效果是：使用密封固定安装在成型槽板的注浆头，在下压过程中配合防堵头可有效防止土体与水进入并堵塞注浆装置，在拔出过程中也可便于快速注浆，降低故障率，并且无需更换注浆头及输浆管路，明显提升了施工效率。

作为进一步地改进，成型槽板下压之前需在成型槽板上做深度指示标记。

有益效果是：设置深度指示标记可有效对当前成型槽板的下压深度进行观察记录，从而更好的提高施工效率，并进一步提高成墙效果。

作为进一步地改进，在成型槽板的下压过程中对压入深度及压入时间进行记录，并以此判断当前土体密实程度。

有益效果是：通过在成型槽板下压过程中对压入深度及其压入时间进行记录并判断其土体密实程度，可进一步对当前土体的渗透破坏风险进行进一步分析判断，以便更好的保证最终成墙效果，保证最终成墙的稳定性。

作为进一步地改进，首先使用20HZ频率对成型槽板进行压入，若初始过程每米的压入时间在20s以上，则增大打桩机频率至40Hz；若初始过程每米压入时间在30s以上，则增大打桩机频率至60Hz；若每米压入时间在6s以内，则可判断属于较疏松土体，堤坝已存在渗透破坏；若压入时间在6-10s则可判断属于疏松土体，堤坝存在一定渗透破坏风险；若压入时间在10-15s则可判断属于一般疏松土体，存在渗透破坏风险；若压入时间在15s以上则可判断属于密实土体，存在渗透破坏风险较小。

有益效果是：采用震动方式进行压入并根据具体的每米压入时间进行土体密实程度判断，可以此为依据更好的进行压入作业，提高工作效率，保证成墙质量。

作为进一步地改进，在成型槽板的拔出注浆作业过程中，根据当前土体密实程度对拔出速率与注浆速率进行调节。

有益效果是：通过根据不同的土体密实程度对拔出速率与注浆速率进行调节，可便于在不同深度分别形成完整的防渗墙体，保证不同深度下成墙的效果均良好。

作为进一步地改进，每米压入时间在6s以内时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间需要在130s以上；当每米压入时间在6-10s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在100-130s；当每米压入时间在10-15s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在80-100s；当每米压入时间在15s以上时，注浆速率0.125kg/s,每米拔出时间在40-80s；当振动频率在40HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加15s；当振动频率在60HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加30s。

有益效果是：采用震动方式进行拔出并根据具体土体密实程度选择不同的拔出速率，可以更好的提高拔出与注浆作业的工作效率，提高不同深度下的成墙质量质量。

附图说明

图1为本发明中所使用的成型槽板的槽板本体截面结构示意图；

图2为成型槽板的槽板本体的结构示意图；

图3为成型槽板整体装配的结构示意图；

图4为成型槽板的出浆头及防堵头的结构示意图；

图5为成型槽板锁接示意图；

图6为成型槽板注浆并拔出后的成墙结构示意图；

图7为锁接式防渗墙注浆施工示意图；

图8为锁接式防渗墙效果图。

附图标记说明：

1、槽板本体；2、导向管；3、锁接耳；4、导向管搭接段；5、输浆管；6、单向阀；7、浆液混合腔；8、注浆头；9、防堵头；10、高聚物防渗墙。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例1：

本实施例所提供的锁接式高聚物防渗墙的施工方法所使用的成型槽板如图1所示，该成型槽板的槽板本体1以其导向管2为中心设有中心对称的弯折及U形锁接耳3，使成型槽板在具体锁接过程中实现简单快速的锁接，并且成墙的整体方向一致性较好，更接近直线型的墙体可减少无效长度，节省用料，在其两侧边缘处的U形锁接耳3，可减小锁接处的摩擦接触，并且如图2所示，该成型槽板的底部打磨成V形的尖状结构，可增大成型槽板下压时的压强，减小阻力，提高施工效率，降低施工难度。

如图3，图4所示，其中导向管2为设置于槽板本体1中部、内径优选为4cm的空心圆筒，用于放入输浆管5，其下端延伸出槽板本体1约5cm，构成导向管搭接段4，并在其内部开设螺纹，用于实现与注浆头8的快速密封固定连接。注浆头8具有浆液混合腔并设有至少两个进浆口，进浆口上连接有输浆管5，用于输送不同的浆液，而输浆管5上通过转换接头连接有单向阀6，防止浆液回流堵塞输浆管5，单向阀6进一步与注浆头8螺纹连接，而注浆头8上的浆液混合腔7形成浆液混合器，供浆液在该处混合后从注浆头8的出浆口注出。此外在注浆头8上还套装有一内径为5cm的锥形套筒构成的防堵头9，可进一步防止槽板本体1下压时土体及水进入并堵塞注浆装置，而在槽板拔出时防堵头9可自行脱落。

本发明使用U形锁接耳3保证成型槽板之间的锁接效果，同时避免锁接耳3过度弯折产生摩擦，降低了操作难度，并且在成型槽板底部进行混合注浆，避免了浆液提前反应堵塞注浆装置，此外将注浆头8密封固定安装在导向管2上，可配合防堵头9有效防止土体与水堵塞注浆装置，在拔出过程中也可便于快速注浆，降低故障率，并且无需更换注浆装置，明显提升了施工效率。

利用该锁接式高聚物防渗墙成型槽板进行高聚物防渗墙10的施工时，具体包括以下步骤：

步骤一，对成型槽板的各部件进行对位组配，并在槽板本体1上每隔1m进行标注，以便观察下压深度。

步骤二，将组配后的成型槽板进行施工定位，并将该成型槽板通过安装振动锤的打桩机以设定的固定频率压入地下，在压入之前需要将防堵头9直接扣在注浆头8上并与导向管搭接段4进行搭接，无需螺纹连接，然后将装配好的成型槽板直接顶压到需要成墙的坝体表面，以此保证防堵头9在下压过程中不会掉落，并且在成型槽板拔出时防堵头9会自动脱落，滞留在坝体内部，而不会堵塞输浆管5和混合装置。

需要注意的是，在压入过程中要求记录每米的压入时间，根据实际操作经验及相关施工要求，首先使用20HZ频率对成型槽板进行压入，若初始过程每米的压入时间在20s以上，则增大打桩机频率至40Hz；若初始过程每米压入时间在30s以上，则增大打桩机频率至60Hz。通过每米压入时间可以判断堤坝土体的密实程度以及是否存在疑似有通道，若每米压入时间在6s以内，则可判断属于较疏松土体，堤坝已存在渗透破坏；若压入时间在6-10s则可判断属于疏松土体，堤坝存在一定渗透破坏风险；若压入时间在10-15s则可判断属于一般疏松土体，存在渗透破坏风险；若压入时间在15s以上则可判断属于密实土体，存在渗透破坏风险较小。

步骤三，如图5所示，将下一块组配完成后的成型槽板与已压入地下的成型槽板进行对位锁接，然后将该成型槽板压入地下，压入过程中同样记录每米的压入时间。重复上述过程，每次需要压入三块以上槽板本体1，之后再进行注浆，以保证锁接的成型槽板具有足够的重量，避免在拔出注浆的成型槽板时未注浆的成型槽板会被一同带出。

步骤四，将较先压入的成型槽板中的输浆管5与注浆机连接，如图7所示，先打开注浆机开始注浆，然后将该成型槽板以高频振动的方式逐步缓慢拔出并使注浆机同步注浆，夹持拔出时需要夹持槽板本体1的导向管2两侧边，避免损伤输浆管5。还需保持成型槽板的拔出速率与注浆速率相符，以此便于根据土体的密实程度在不同深度分别形成完整的防渗墙体，保证成墙效果。

具体拔出速率与注浆速率要求如下，当振动频率在20HZ时，每米压入时间在6s以内时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间需要在130s以上；当每米压入时间在6-10s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在100-130s；当每米压入时间在10-15s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在80-100s；当每米压入时间在15s以上时，注浆速率0.125kg/s,每米拔出时间在40-80s。当振动频率在40HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加15s；当振动频率在60HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加30s。为了防止浆液溢出浪费，并且避免高聚物膨胀对堤坝表层土体造成扰动，在成型槽板拔出的最后1m不进行注浆。

步骤五，重复步骤三和步骤四，依次进行下一块成型槽板的压入施工，以及当前状态下先前压入的成型槽板的拔出和同步注浆施工，如图6、图8所示，直至整个锁接式高聚物防渗墙10施工完成。同时为了加快成墙速度及操作时间，防止高聚物在注浆装置的浆液混合腔7内反应堵住注浆装置，当完成单块成型槽板注浆时，不更换拔出的成型槽板中的注浆装置，只配置新的防堵头9即可，还需注意更换防堵头9后在混合装置的注浆头8处涂抹凡士林等脂状封堵物，防止浆液从注浆头8流出至防堵头9内部，粘住防堵头9，堵住混合装置，更换防堵头9的时间最好控制在40s以内。

综上，本发明通过对导向管2和输浆管5的密封连接，避免在成型槽板下压过程中或者注浆过程中泥土或浆液进入导向管2内，更便于进行输浆管5的更换和导向管2的清理，而且可使得成型槽板重复使用，提高施工效率及施工质量。同时还通过与防堵头9配合，避免泥土或水进入输浆管5，在注浆过程中防堵头9从导向管搭接段4及注浆头8上自动脱落，降低了整个作业过程的故障率，保障了整个作业过程的顺畅性，使得整个施工效率得到有效的保障和提高。同时通过调整锁接耳3为U形结构，也避免成型槽板在下压与拔出过程中在锁接处发生接触摩擦，影响施工顺利进行。使得操作更加简便快速、成墙深度更深、成墙效果更好，且施工效率更高，耗材更少。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例2：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，成型槽板的拔出与注浆作业同时进行。在本实施例中，也可在条件允许的前提下，使成型槽板的拔出与注浆作业交替式间歇进行。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例3：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，在注浆头8上套装可脱落的防堵头9，防堵头9在成型槽板拔出时自行脱落并滞留在地下，重复使用下压成型槽板时需重新安装防堵头9。在本实施例中，也可根据具体情况在防堵头9与成型槽板之间通过绳索进行连接，使防堵头9脱落后也可随着成型槽板一同带出，以供后续回收处理再利用。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例4：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，注浆头8与成型槽板密封固定连接，重复使用成型槽板时仅重新安装防堵头9而不更换注浆头8及其输浆管路。在本实施例中，也可根据具体情况对注浆头及其输浆管路进行更换。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例5：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，成型槽板下压之前需在成型槽板上做深度指示标记。在本实施例中，也可不做深度指示标记，而是额外使用相应的深度探测仪器。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例6：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，在成型槽板的下压过程中对每米压入深度及其对应压入时间进行记录，并以此判断当前土体密实程度。在本实施例中，也可对相同时间段内的压入深度进行记录，并根据压入深度判断当前土体的密实程度。

本发明所提供的锁接式高聚物防渗墙施工方法的具体实施例7：

在本发明锁接式高聚物防渗墙施工方法的实施例1中，在成型槽板的拔出注浆作业过程中，根据每米深度所需压入时间对拔出速率进行调节。在本实施例中，也可根据具体情况仅对注浆速率进行调节，或同时调节拔出速率与注浆速率，或以相同时间段内的压入深度作为拔出速率与注浆速率的调节标准。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锁接式高聚物防渗墙施工方法，该方法采用成型槽板进行锁接压入并注浆拔出作业，其特征是，将浆液分别输送至成型槽板的底端，使浆液在成型槽板的底端进行混合后再注出。

2.根据权利要求1所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，成型槽板的拔出与注浆作业同时进行。

3.根据权利要求2所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，完成至少三块成型槽板的对位锁接与下压后，再进行先前成型槽板的拔出与注浆作业。

4.根据权利要求1-3任一项所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，成型槽板通过注浆头进行注浆，注浆头上套装有可脱落的防堵头，防堵头在成型槽板拔出时自行脱落并滞留在地下，重复使用成型槽板时需重新安装防堵头。

5.根据权利要求4所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，注浆头与成型槽板密封固定连接，重复使用成型槽板时仅重新安装防堵头而不更换注浆头及其输浆管路。

6.根据权利要求1-3任一项所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，成型槽板下压之前需在成型槽板上做深度指示标记。

7.根据权利要求6所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，在成型槽板的下压过程中对压入深度及压入时间进行记录，并以此判断当前土体密实程度。

8.根据权利要求7所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，首先使用20HZ频率对成型槽板进行压入，若初始过程每米的压入时间在20s以上，则增大打桩机频率至40Hz；若初始过程每米压入时间在30s以上，则增大打桩机频率至60Hz；若每米压入时间在6s以内，则可判断属于较疏松土体，堤坝已存在渗透破坏；若压入时间在6-10s则可判断属于疏松土体，堤坝存在一定渗透破坏风险；若压入时间在10-15s则可判断属于一般疏松土体，存在渗透破坏风险；若压入时间在15s以上则可判断属于密实土体，存在渗透破坏风险较小。

9.根据权利要求8所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，在成型槽板的拔出注浆作业过程中，根据当前土体密实程度对拔出速率与注浆速率进行调节。

10.根据权利要求9所述的锁接式高聚物防渗墙施工方法，其特征是，每米压入时间在6s以内时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间需要在130s以上；当每米压入时间在6-10s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在100-130s；当每米压入时间在10-15s时，注浆速率0.125kg/s，每米拔出时间在80-100s；当每米压入时间在15s以上时，注浆速率0.125kg/s,每米拔出时间在40-80s；当振动频率在40HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加15s；当振动频率在60HZ时，拔出时间在20HZ的基础上增加30s。