国内外高压旋喷技术的发展现状与趋势_余暄平

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1、2006年7月第4期成果应用185国内外高压旋喷技术的发展现状与趋势余暄平(上海隧道工程股份有限公司,上海市200082)摘要:自上世纪70年代高压喷射注浆问世以来,该技术得到了迅猛发展和广泛应用,随着中国地下空间开发高峰的到来,我国的高压旋喷技术也必将向着追求大深度、大直径、高可靠度方向发展。该文就当前高压旋喷新技术中的双高压旋喷、超级旋喷和交叉搅拌喷射技术进行扼要介绍,并就我国未来高压旋喷技术的发展方向阐明作者的观点。关键词:双高压旋喷;超级旋喷;交叉喷射;高压泵;喷嘴中图分类号:TU472.36文献标识码:A文章编号:1009-7716(2006)04-0185

2、-05家们在高压浆液喷射流的外部增加环绕压缩空气0引言喷射流,形成复合式高压喷射流,使切割土体的能高压喷射注浆是将高压水力喷射切割技术和量增大,加固体的直径也相应增大,这就是二重管化学注浆技术相结合用于地基加固的一种施工工旋喷工法,日本称JamboSpecialPile(JSP)。该工[1][2]艺。其原理是利用钻机等设备,把安装在注浆法产生的加固体桩径较CCP大,约为1.0~1.5m。管最底部的特殊喷嘴,置于土层预定的深度,以高上世纪80年代初为了提高加固效率,日本化学注压的水流(或水泥浆)或压缩空气流在地下切碎软浆协会又开发出了ColumnJetPile(CJP)

3、即三重弱土体后,再以高压注入水泥浆体与切碎的土体管法。该法是在二重管工法的基础上,外套高压混合形成加固柱体。根据施工过程中喷管旋转与水,使破坏土体的能量更高,产生的加固体直径更提升的方式不同可实现旋喷、摆喷和定向喷射,相大,可达1.5m,深度达30m。这也是我国目前的应地可形成旋喷桩、成片的止水帷幕和挡土墙等旋喷技术水平。地下结构。不同喷射方式的原理基本相同,本文重进入20世纪末,为了适应大深度地下空间开点讨论旋喷。旋喷施工的基本步骤见图1,通过桩发的需要,提高施工效率,降低施工成本,国外专间搭接形成完整的加固区域。家学者在普通三重管的基础上又开发出一系列的高压旋喷新

4、技术,包括双高压旋喷、超级旋喷、交叉喷射与搅拌以及直接对障碍物钻孔喷射的QSJ工法等。这些技术具有加固桩径大(最大桩径达到5m),施工效率高,加固深度大(最大深度达到30m左右),加固体均匀质量可靠(用于坑底封水)等共同特点。纵观整个旋喷技术的发展历史,日本既是这一技术的开创者,也一直是这一技术的领跑者,与此同时韩国、欧洲以及北美等一些发达国家在这一领域也实现了跨越式发展,相继开发出适图1旋喷加固施工步骤于本国国情的旋喷新技术。今天的旋喷加固工法该工法于1968年由日本化学注浆协会开发已发展成为一个繁荣的大家族,其发展谱系图见而成,1983年八寻晖夫对该成果进行了公开

5、介图2。下面就当前国际上具有代表性的高压旋喷绍。最初仅为单管法称ChemicalChurningPile新技术进行扼要介绍。(CCP)工法,该工法直接以单管在转动和提升过程中注入高压水泥浆,边切割土体边混合形成加固柱体。该工法由于切割土体的能量小,形成的柱体直径在0.6~1.0m之间。该工法研制成功后首先被应用于地基加固和防水帷幕施工,逐渐形成一种新的地基加固技术。上世纪70年代初期,专收稿日期:2006-05-29作者简介:余暄平(1966-),男,浙江诸暨人,高级工程师,副总经理,从事隧道工程设计施工工作。图2高压旋喷技术发展谱系图186成果应用2006年7月第4

6、期该工法首先由日本的Rodin公司开发出来,通1双高压旋喷技术过系统的室内试验与现场试验得到了该工法的标双高压旋喷工法RodinJetPile(RJP)是将超准工艺。日本推荐的不同土质,加固深度在30m高压水和压缩空气喷射流,以及超高压水泥浆和范围内的标准有效桩径,见表1。压缩空气喷射流通过安装在多重管前端的喷射器表1砂性土、粘性土的标准设计有效桩径(单位:m)分两个阶段对土体进行切割搅拌,位于上部的高土质条件设计N值砂性土0

7、5--的高压浆刀对土体进行二次扩大切割破碎,同时3.32.82.62.42.22.0提升水泥浆与土体搅拌混合形成加固体的一种地基加2.53.02.82.62.32.1速度固方法。RJP工法的概念图见图3。与普通三重管2.03.12.92.7--(cm/min)旋喷不同的是RJP工法中固化材料喷射流也是高1.73.23.02.8--压介质,对土体形成二次切割与搅拌,因此RJP工针对表1有几点需要说明:(1)粘性土仅适用法所获得的桩径较普通三重管要大,一般桩径在于粘结力C≤0.05MPa的情况;(2)N值为被加固2.0m以上。旋喷器的示意图见图4。土体的