高压喷灌技术

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1、高压旋喷灌浆技术姓名：李英才学号：200816040217一、引言高压喷射灌浆技术是通过在地层中的钻孔内下入喷射管，用高速射流（水、浆液或空气）直接冲击、切割、破坏、剥蚀原地基材料，受到破坏、扰动后的土石料与同时灌注的水泥浆或其它浆液发生充分的掺搅混合、充填挤压、移动包裹，至凝结硬化，从而构成坚固的凝结体，成为结构较密实、强度较高、有足够防渗性能的构筑物，以满足工程需要的一种技术措施。高压喷射灌浆于二十世纪六十年代首创于日本。七十年代初，我国铁路、煤炭、水电及冶金系统相继引进，开始研究和应用高压喷射灌浆技术，目前已广泛地应用于各种建筑物地基的加固工程中。八

2、十年代初，我国水利系统于将此项技术应用于土坝防渗并取得良好效果。1、高喷灌浆的适用范围高压喷射灌浆防渗和加固技术适用于软弱土层，如第四纪的冲（淤）积层、残积层以及人工填土等。我国的实践证明，砂类土、粘性土、黄土和淤泥等地层均能进行喷射加固，效果较好。对粒径过大的含量过多的砾卵石以及有大量纤维质的腐殖土地层，一般应通过现场试验确定施工方法。对含有较多漂石或块石的地层，应慎重使用。对于地下水流速过大喷射浆液无法在喷射管周围凝固、无填充物的岩溶地段、永冻土和对水泥有严重腐蚀的地基，不宜采用高压喷射灌浆。在水利水电建设中，高喷灌浆广泛应用于低水头土石坝坝基、堤防、

3、临时围堰的防渗，边坡挡土，基础防冲，地下工程缺陷的修补等工程。2、高喷灌浆的方法高压喷射灌浆方法常用的有单管、两管、三管三种，多管法国内尚少应用。单管法是用高压泥浆泵以20~25MPa或更高的压力，从喷嘴中喷射出水泥浆液射流，冲击破坏土体，同时提升或旋转喷射管，使浆液与被剥落下来的土石颗粒掺搅混合，经一定时间后凝固，在土中形成凝结体。这种方法形成凝结体的范围（桩径或延伸长度）较小。一般桩径为0.5~0.9m，板状凝结体的延伸长度可达1~2m。加固质量较好，施工速度较快，成本较低。如图1为高喷灌浆对地层的适应范围示意图，图2为单管旋喷法施工工艺流程图。图1高

4、喷灌浆对地层的适应范围示意图图2单管旋喷法施工工艺流程（a）钻机就位钻孔；（b）钻孔至设计标高；（c）旋喷开始；（d）边旋喷边提升；（e）旋喷结束成桩；1—钻孔机械；2—高压泥浆泵；3—高压胶管二管法是用高压泥浆泵产生20~25MPa或更高压力的浆液，用压缩空气机产生0.7~0.8MPa压力的压缩空气，浆液和压缩空气通过具有两个通道的喷射管，在喷射管底部侧面的同轴双重喷嘴中同时喷射出高压浆液和空气两种射流，冲击破坏土体，在高压浆液射流和它外围环绕气流的共同作用下，破坏土体的能量比单管法显著增大，喷嘴一边喷射一边旋转和提升，最后在土体中形成直径明显增加的柱状

5、固结体，其直径达80~150cm。除上述情况外，二管法也有采用高压水和低压浆液两种介质的。二管法使用的喷射管初期都是一种同轴的双重钢管，内管内输浆，内管和外管之间的环形通道输气，故又称为二重管法，至今工业民用建筑行业仍沿用此名。三管法是使用能输送水、气、浆的三个通道的喷射管，从内喷嘴中喷射出压力为30~40MPa或更高的超高压水流，水流周围环绕着从外喷嘴中喷射出的圆管状气流，同轴喷射的水流与气流冲击破坏土体。由泥浆泵灌注较低压力的水泥浆液进行充填置换。这种方法的水压力一般很高，在高压水射流和压缩空气的共同作用下，喷射流破坏土体的有效射程显著增大。喷嘴边旋转

6、喷射边提升，在地基中形成较大的负压区，携带同时压入的浆液进入被破坏的地层进行混合、充填，在地基中形成直径较大、强度较高的旋喷桩凝结体，起到防渗或加固地基的作用。其直径一般有1.0~2.0m，较二管法大，较单管法要大1~2倍。二、材料和机具1、浆液材料高喷灌浆最常用的材料为水泥浆。黏土（膨润土）水泥浆在有时防渗工程中使用。化学浆液使用很少，国内仅在个别工程中应用过丙凝、脲醛树脂等浆液。高喷用的水泥应根据灌浆目的和坝堤地基的地质情况而定。一般应采用较高的强度等级。在地下水有侵蚀性的地方应选用有抗侵蚀性的水泥，以保证防渗板墙或帷幕的耐久性。为了提高浆液的流动性和

7、稳定性，改变浆液的凝胶时间或提高凝结体的抗压强度，可在水泥浆液中加入外加剂。根据加入的外加剂及注浆目的不同，高喷水泥浆液可分为以下几种类型。（1）普通型普通型浆液一般采用强度等级为32.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不加任何外加剂，水灰比一般为0.6:1~1.5:1，凝结体的抗压强度(28d)最大可达20MPa。对于无特殊要求的工程宜采用普通型浆液。（2）速凝一早强型对地下水位较高或要求早期承担荷载的工程，需在水泥浆中加入氯化钙、三乙醇胺等速凝早强剂。其用量为水泥用量的2％~4％。纯水泥浆与土的凝结体的抗压强度(1d)为1MPa，而掺人2％氯化钙的水泥一

8、土的凝结体的抗压强度为1.6MPa，掺人4％氯化钙后为2.4MPa