高压喷射灌浆施工设备是按照高压喷射灌浆工艺的要求，由多种设备组装而成的成套设备。各部分设备选择的好坏将会影响高压喷射灌浆的施工质量和工程效益。高压喷射灌浆成套设备共分造孔、供水、供气、供浆、喷灌等五大系统和其他配套设备等六个部分。......
2023-06-29
高压喷射灌浆施工的关键要素及优化方法
【摘要】：（一） 孔距及布置形式孔距及布置形式的设计合理与否，对高压喷射灌浆的造价及质量影响很大。表13-3高压喷射灌浆固结体特性指标（二） 施工工艺技术参数高压喷射灌浆质量的好坏、工效和造价的高低，不仅受工程类型、喷射地形及地质地层条件的影响，更重要的是取决于施工工艺技术参数的合理选用。表13-4高压喷射灌浆主要工艺技术参数表（三） 施工流程高压喷射灌浆施工流程见图13-16。
（一） 孔距及布置形式
孔距及布置形式的设计合理与否，对高压喷射灌浆的造价及质量影响很大。表13-3所示就是常用的几种孔距及布置形式。大值适用于细颗粒地层，小值适用于大颗粒地层。在相同的工艺参数情况下，在中细砂、粉砂地层，孔距可大些，一般为2.0～2.5m；在砾卵石及卵漂石地层，孔距多采用1.0～1.5m；在中粗砂、壤土或杂填土层，孔距多采用1.5～2.0m。
根据目前的工程实践经验，交叉折线型连接形式较为可靠，特别是其中的微摆喷法在堤防、土坝工程防渗中经常使用。喷射方向与轴向的夹角一般为20°～30°，连接角度120°～140°，布孔施工时可按由疏到密的原则，分序施工，先喷一序孔，再喷二序孔。如遇到转折孔，则孔距和喷射角度要做适当调整，以确保转折孔与邻孔墙体之间的紧密连接。
以提高地基承载力为加固目的时，可按正方形、矩形或梅花形等布孔，孔距一般为旋喷桩径的3～4 倍。对防渗工程多采用双排或三排布孔，使旋喷桩形成帷幕。旋喷桩的桩间距为0.86R （R 为旋喷桩设计半径）、排距为0.75R 时较为经济。
表13-3 高压喷射灌浆固结体特性指标
（二） 施工工艺技术参数
高压喷射灌浆质量的好坏、工效和造价的高低，不仅受工程类型、喷射地形及地质地层条件的影响，更重要的是取决于施工工艺技术参数的合理选用。
高压射流压力是产生破坏力的主要因素，压力越大，其冲切破坏效果越好。限于目前国内机械水平，常用的喷射压力为20～40MPa，最大可达50MPa，采用时应根据地层结构强弱、孔距、设备状况和喷射形式综合考虑。
提升速度与旋转速度是决定射流冲击切割地层时间长短的两大因素。二者的配合至关重要，一般控制在每旋转一周，提升0.5～1.25cm。当为定喷时，提升速度仅考虑孔距及地层情况选取。
介质流量与喷嘴直径等其他参数与喷射压力密切相关，一般讲，流量大，压力也大；喷嘴直径小，压力大。浆液流量与压力应视地层孔隙、渗透性合理选用。一般常用参数见表13-4。
表13-4 高压喷射灌浆主要工艺技术参数表
（三） 施工流程
高压喷射灌浆施工流程见图13-16。
图13-16 高压灌浆施工流程图
（四） 施工程序
施工程序大体分为钻孔、下注浆管、喷射、提升等，见图13-17。
图13-17 施工程序示意图
（a）钻孔；（b）下注浆管；（c）喷射提升；（d）成桩或成墙
1.钻孔
首先把钻机对准孔位，用水平尺掌握机身水平，垫稳、垫牢、垫平机架。控制孔位偏差不大于1～2cm，钻孔要深入基岩0.5～1.0m。钻进过程要记录完整，终孔要经值班技术员签字认可，不得擅自终孔。
严格控制孔斜，孔斜率可根据孔深经计算确定，以两孔间所形成的防渗凝结体保证结合，不留孔隙为准则。孔深大于15m 的，以用磨盘钻造孔为好，每钻进3～5m，用测斜仪量测一次，发现孔斜率超过规定应随时纠正。
2.下喷射管
将喷射管下放到设计深度，将喷嘴对准喷射方向不准偏斜是关键。用振动钻时，下管与钻孔合为一体进行。为防止喷嘴堵塞，可采用边低压送水、气、浆，边下管的方法，或临时加防护措施，如包扎塑料布或胶布等。
3.喷射灌浆
当喷射管下到设计深度后，送入合乎要求的水、气、浆，喷射1～3min；待注入的浆液冒出后，按预定的提升、旋转、摆动速度自下而上边喷射边转动、摆动，边提升，直到设计高度，停送水、气、浆，提出喷射管。
喷射灌浆开始后，值班技术人员必须时刻注意检查注浆的流量、气量、压力以及旋、摆、提升速度等参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。
4.清洗
当喷射到设计高度后，喷射完毕，应及时将各管路冲洗干净，不得留有残渣，以防堵塞，尤其是浆液系统更为重要。通常是指浆液换成水进行连续冲洗，直到管路中出现清水为止。
5.充填
为解决凝结体顶部因浆液析水而出现的凹陷现象，每当喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直至孔口液面不再下沉为止。
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