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岩土研究院

高压喷射注浆施工机具及设备

463 2022-03-16 09:47:50

高压喷射注浆施工的主要机具为高压水泵、高压泥浆泵、普通泥浆泵、工程地质钻机、高压喷射钻机、喷射注浆管、空气压缩机、泥浆搅拌机、高压胶管和污水泵等,这些都是国产的中小型机具设备。因各种喷射注浆法的类型不同,所使用的施工机具和数量不尽相同,表 10.5.1 为各种高压喷射注浆法的主要机具一览表。

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现就主要机具简介如下;1.高压泥浆泵

泥浆泵是用于输送水泥系浆液的主要设备。由于水泥系浆液是颗粒状的,对设备的密封系统和缸体有一定的磨损,磨损后吸入和排出的浆液不稳定,容易造成流量的下降。在单管法中,必须使用高压泥浆泵作为送泵设备,双管法和三管法喷射施工则允许使用一般灌浆施工中常用的泥浆泵。这里首先介绍高压泥浆泵。

目前我国用的压力大于或等于30MPa适合高压喷射注浆用的高压泥浆泵较少,一般采用兰州通用机器厂生产的 SNC-H300 注浆车和LT5141TJCG30 固井水泥车,DSB-300 电动水泥泵等,它们的技术性能参数如表10.5.2和表10.5.3所示。

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2.高压水泵

高压水泵是施工机械供水系统(由高压水泵、压力表、高压截止阀和供水泵等组成)的重要组成部分,要求压力和流量稳定并能在一定范围内调节。高压旋喷一般要求喷水口的压力达到15~25MPa以上,出口流量为50~100L/min。

我国有多种类型的高压水泵,输送的介质均为水、油和乳化液以及化学性质类似清水的液体。天津通用机械厂生产的3D2-S型高压柱塞泵,具有结构紧凑、体积小、重量轻、单位重量水

功率高等特点,适合三管以上高压喷射注浆用,其技术性能如表10.5.5所示。

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除上述高压水泵之外,我国众多施工单位常选用的还有 3XB型、3W-6B 型以及 3W-7B 型,它们的技术性能参数如表10.5.6和表10.5.7所示。

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3.钻机

由于高压喷射注浆施工时必须把注浆管放置地层预定深度内,因此,需要工程地质钻机钻孔。我国生产的工程地质钻机型号众多,应根据地层土质种类和钻孔深度选用之。根据经验,在软弱粘性土中,一般使用小型钻机(如SH-30钻机)即可,但在有砾砂土和硬粘土的地层中

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钻孔,则需要重量大一些的钻机,如像 GYC100型汽车钻机等,要求钻机的钻进能量为100m,钻孔直径为110~150mm。

高压喷射注浆工艺要求所用钻机除有一般钻机的功能外,还要求具有带动注浆管以10~20r/min慢速转动和以5~25crn/min 慢速提升的功能,如所用钻机不具备上述两项功能,则需改制或配备具有上述两项功能的旋喷机和钻机的配合使用。

我国的高压喷射用钻机有普通型工程地质钻机,专门为喷射注浆施工而设计的振动钻机有70改进型和76型、GD-2型旋喷钻机和 SGP30-5型高压喷射灌浆机等。

(1)普通型工程地质钻机(代用机械)

选用改进后旋转速度为 10~20r/min,提升速度为5~25cm/min 的普通型工程地质钻机,配上含有进液器、注浆管和喷头成套的注浆管即可使用。目前国内常用XI-100 型和 SH-30型钻机作为基本机具配以变速或提升装置,用作开孔、旋转提升、旋转注浆管。

(2)70改进型和76 型振动钻机

70改进型和 76型振动钻机是专门为喷射注浆施工而设计的。它们适用于标准贯入击数N小于40的淤泥土层、粘性土层、砂类土层和砂砾层。

76型振动钻机是为旋喷注浆法而设计的专用设备之一,通常与高压泥浆泵配套使用.主要将附有合金喷嘴的钻管,以较大的振动力和振动体系的自重.快速地打入地层.然后使注浆管以一定的速度旋转和提升进行旋转喷射注浆。该机装有双管送液器,可进行单管和双管旋喷注浆,机上并设有装卸吊杆,便于钻机的安装和拆卸。它由机架、旋转振动装置和绞车装置三部分组成,直接把注浆管振动(必要时可加旋转)到地层预定深度内,把钻孔和下管两道工序变成一道工序。振动下管的有效深度为25m。若在喷头前端设置射水孔进行射水下管,则振动下管的深度会更大。对于第四纪覆盖层(包括不厚的砂砾石层),76型振动钻均能很快使钻杆插人地层.这样,在一般土层中进行旋喷注浆施工时,省去了许多地质钻机开孔的工作,提高了整个施工的效率。注浆管的升降速度共6级,即有满足喷射时的提升速度,也有钻进和拔管的较快速度.,升降比较灵活。为提高钻孔的垂直度,振动机可沿导向杆上下滑行。其技术特征如表10.5.8所示。

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