高压旋喷桩简介

一、高压旋喷桩简介
高压旋喷桩是利用钻机造孔,然后把带有喷头的灌浆管下至土层的预定位置后,利用高压设备将浆液或水以特定的高压射流从喷嘴中射出,冲击破坏土体,同时注浆管以一定的速度渐渐向上旋转提升,将浆液和土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土体中形成一个凝结体,即为旋喷桩。它具有增大地基强度、减少地基变形,提高地基承载力,止水防渗等功能。
二、机械类型及适用范围
高压旋喷桩施工设备是按照高压喷射灌浆工艺的要求,由多个设备组装而成的成套设备。其主要可分为造孔、供水、供气、供浆、喷灌等五大系统和其它配套设备
(一)造孔系统
高压旋喷桩施工,首先要在轴线上的设计孔位进行造孔。按钻孔方法,钻机可分为:回转式钻机、冲击式钻机、振动式钻机、射水式钻机等。高压旋喷桩施工常用钻机是立轴式液压回转式钻机。这种钻机可液压给进和提拔钻具,操作方便,使用性强,可用于各种灌浆工程中的勘探及造孔施工。
1、 立轴式液压回转钻机
目前高喷灌浆工程中应用最多的是处理深度为150m300m的立轴式液压回转钻机。虽然高喷灌浆工程钻孔深度只有十几米至几十米,但是一般高喷灌浆工程的地质条件复杂,往往是杂填土、粘性土、砂性土、砾卵石地层等形成的复合地层,小型钻机不能适应工程需要。因此细颗粒松软地层或处理深度小于30m工程,可用150m钻机施工,地层复杂和深度大于30m的工程,应选用300m婴儿电动摇篮床钻机。见下图。
2、 转盘式回转钻机
转盘式回转钻机,可选用处理深度为150m300m两种。这种钻机的特点是,扭力大,在某些地层中施工效益高,适用于各种复杂地层。但因体积大,操作和移动不方便,在高喷灌浆工程施工中,已逐步被立轴式液压回转钻机所代替。
3、冲击式钻机、振动式钻机、射水式钻机、汽车钻等,都具有各自不同的造孔特点,可以用于高喷灌浆工程造孔,但目前高喷灌浆工程中应用的并不普遍。
(二)供水系统
供水系统中的主要设备是高压水泵和高压胶管。高压灌浆工程中,常用3D2-S型卧式三柱塞泵,其额定压力30~50Mpa,流量50~100L/min,工作压力20~40Mpa
3D2S型高压柱塞泵参数表
低通滤波器应用实例
适宜连续工作
柱塞行程95mm
柱塞冲次
405/Min
柱塞直径
mm
齿轮减速比
I=3.652
电动机功率(kw腿包
37
45
55
75
流量
额定排出压力(Mpa
M3/h
L/Min
3.24
54
51.5
26
3.9
65
28
35
42
28
4.5
75
25
30
38
50
30
5.1
85
22
26
34
45
32
6
100
18
22
28
36
35
8.1
135
14
17
21
28
40
10.2
170
11
13
17
22
45
泵净重(不算电机及底盘)360kg/
高喷灌浆工程应用的高压胶管委4~6层钢丝网缠绕的胶管。常用的胶管内径有Φ16mm、Φ19mm、Φ25mm、Φ32mm等,工作压力30~55Mpa,要求爆破压力为工作压力的3倍。
(三)供气系统
两管及三管高喷灌浆,要用压缩空气与注射流(水泥浆或水)同轴喷射,以提高主射流的喷射效果。目前,高喷灌浆工程中常用YV型活塞式风冷通用空气压缩机,排气量3—6m³/min,排气压力0.7~0.8Mpa。有些深处理工程应选用额定气压力更高的空压机。
产品名称:W3.2/7单罐活塞空气压缩机        产品型号:W3.2/7
W3.2/7单罐活塞空气压缩机技术参数
 
W3.2/7
 气缸数×缸径
 mm
3×125
 
rpm
980
 排气量
m3/min
3.2
 
cfm
113
 排气压力
Mpa
0.7
 
psig
102
 储气罐容积
L
490
 配套动力
 
Y180M-4(18.5kw) 4极电机
 
kg
620
 
kg
690
 包装尺寸(L×W×H)
mm
1920×740×1520
微波加热器
(四)供浆系统
供浆系统主要包括搅浆机、灌浆泵两部分。
1、 搅浆机
搅浆机有卧式搅浆机和立式搅浆机两种。
卧式搅浆机进行搅浆作业时,水、水泥或其他材料,按配合比送入搅浆筒内,搅浆材料从进料端至出料端连续受到搅臂和定臂的高速搅拌成浆,浆体通过离心作用被甩至滚动筛,过筛后,浆、渣分离浆液落入拌浆桶内。这种搅拌机搅拌速度较高、搅拌效果好。当为了降低高喷板墙体的刚性、增加柔性,而搅制粘土水泥浆、粉煤灰水泥浆或其他复合水泥浆液时更加适用。
立式搅拌机进行搅浆作业时,水、水泥或其他材料按配比放入上桶内,电动机驱动减速机,带动搅臂旋转搅浆。浆液搅好后,打开放浆板,放入下桶备用。上下两桶的搅油、搅臂同轴同速旋转,因此,下桶浆液不会沉淀。立式搅拌机还有一种两桶分离式,即用一个立桶搅浆,浆液搅好后,放入一个立式储浆桶内,供灌浆泵吸浆输浆。
2、 灌浆泵
灌浆泵是将浆液灌入地层的柱塞式泵,具有一定的压力和流量。三管工法应用的灌浆泵一般额定压力P1.0Mpa,流量50150L/min,单管和两管工法中,应用的高压泥浆泵,其压力2040Mpa,可根据工程需要选用。
灌浆泵动力机的旋转运动,通过传动机构使柱塞变为往复直线运动。柱塞回程时,泵头内腔形成真空,产生负压,使上阀关闭,下阀打开,泥浆被大气压压送到泵头内。柱塞进程时,泵头内浆液产生正压力,使下阀关闭,上阀打开,泥浆便压出泵头进入输浆管路,最后经喷射装置下端的喷头进入地层。灌浆泵目前有单柱塞泵、双柱塞泵、三柱塞泵等。最好选用三柱塞泵。

三管法注浆泵(ZB-1型注浆泵)
ZB-1型注浆泵参数表
转速:
200r/min
流量:
70-150L/min
额定排出压力:
3-5Mpa
柱塞直径:
45mm
电机功率:
7.5KW
柱塞数:
质量:
400 KG
高压泥浆泵(GPB-90WD)
高压泥浆泵(GPB-90WD)参数表
输入周转数    min-1
600-1320
泵速          min-1黑方糖
82-181
功率          KW
55
75
90
110
柱塞
直径
mm
额定流量
L/min        m3/h
 
Mpa
80
4.8
30
35
42
40
100
6
23
28
40
42
45
125
7.5
18
22
30
38
50
(五)喷灌系统(高喷台车)
高喷台车主要包括机架、卷扬机、旋摆升机构、喷射装置等。
1、 机架
机架包括立架、底盘、行走机构等。机架用来整体移动喷射系统,提升和下放喷射管,使卷扬机和旋摆机构运转施工等。目前,高喷灌浆工程中常用的机架,按立架结构形式分,有四角塔架、单桁架、折接桁架、板架等,按机架移动形式分有滚轮式和迈步式等。立架高度为1020m,根据不同的工程条件及一次提升喷管的高度而定。
2、 卷扬机
卷扬机安装在机架地盘上,主要用来提升和下放喷射装置。高喷灌浆应用的卷扬机一般为单筒卷扬机。单绳提升速度为713m/min,提升力为30100KN。高喷灌浆施工应用的卷扬机必须具备快速和超慢速提升两种功能。快速卷扬提升可直接选用原卷扬机713m/min中的一种提升速度,超慢速提升喷射管时,进行喷射作业,提升速度为420cm/min。根据工程的需要,可以将调速电机调整到其中的一种特定提升速度进行施工。
3、 旋摆机构
旋摆机构是用来使喷射装置进行定向、摆动(往复旋转)、旋转作业的机构。通常旋摆机构装设在选摆平台上,沿立架导轨上下移动,以带动喷射管提升喷灌。旋摆机构没有旋摆
运动时,喷射管提升进行定向喷射,灌注薄板墙。旋摆机构有旋摆运动时,喷射管提升进行摆动喷射,灌注较厚板墙或桩体,摆动角度范围为10°~180°,工程中常用的摆角为15°~30°.有些工程可以应用90°~180°摆角灌注半圆桩或圆柱桩。根据工程要求,摆角大小可以通过调节旋摆机构的偏心距来实现。偏心距小,摆角小;偏心距大,摆角大。旋摆机构的旋转速度一般为520r/min
4、 喷射装置
喷射装置可分为单管喷射装置、两管喷射装置、三管喷射装置和多管喷射装置。
(1) 单管喷射装置包括单管水龙头、喷管体、喷头、喷嘴等。单管喷射装置是实现单介质喷射灌浆工艺装置,用以输送高压浆液,使浆液在地层中切割掺搅,升扬置换土体,形成防渗加固墙体或桩体。
(2) 两管喷射装置。两管喷射装置是在单管装置的基础上发展起来的。浆液和压缩气分别输入喷射管的两根不相同的管道。高压浆从中央的浆嘴喷出,压缩气从浆嘴外围的气嘴喷出,包围在高压浆射流的周围,以减少浆射流的动能耗损,提高喷射效果。
(3) 三管喷射装置。三管喷射装置是在单管和两管喷射装置的基础下发展起来的,单管与两管喷射装置主要用水泥浆作为主射流,对喷嘴及输浆机具磨损严重。三管喷射装置应用高压水泵产生的高压水作为主射流。清洁的水对输水机具磨损轻微,使高压水泵获得更高的喷射压力,从而提高施工效率。还可以利用超高压的水射流,完成许多单管和双管喷射装置难以完成的高难度特殊工程。三管喷射装置的缺点是,因为高压水的应用增加了冒浆量,从而增加了材料消耗。
(4) 多重喷射装置。目前国外研究应用了一种多管喷射装置,其功能不但要输送三种介质,而且还可以将冲切下来的土、石抽出地面,因此管子的外径大的多。它由导流器、钻杆和喷射装置组成。喷嘴的上方设有超声波传感器,以测定造孔空间的形状和大小。
高喷台车
型号
GP50
钻孔直径
110mm
品牌
三易
钻孔深度
50m
电动机功率
15kw
重量
8000kg
(1)特点:1、该机为液压步履式底架,纵向横向移动灵活,对孔就位迅速,纵向1/步,横向0.4/步。  2、结构新颖,高度18.8米,长度5.5 米,宽度2.3米,折叠式连接起落迅速。   3、结构紧凑,安全可靠,可大幅度减轻劳动强度。   4、重量7.0吨。   
(2)、主要技术参数  1 摆角20度、30度、45度、60度、90度、120度,旋喷360度。 2、提升力1.5吨(单绳),一次提升高度18米。 3、液压油类32号,邮箱 容积120升。 4、慢
速卷扬提升为液控无级变速,Q25mm/min300mm/min5、摆动速度:Q2r/min25r/min
旋喷机(钻喷一体)
(1)旋喷机
    XP-50A型旋喷机主要用于单重管也可以用于双重管旋喷灌浆,作提升和旋转喷射管用途,在垂直度要求不是太高的地基加固工程中也可以担当自成孔任务。
(2)特点
 电极材料1、钻机扭力大,具高低速档位,使用高速档位时可自行钻进;.
 2、钻机提速可以任意调节,适应旋喷作业各种提升速度的需要;
 3、钻机设计紧凑,重心稳定,熟练工人善于利用动力头顶压功能时,移动并不困难;
 4、设备适应小型场地的高喷作业。
(3)技术参数
 1、钻孔深度: 50-60m
 2、钻杆规格: 单管ø42-50mm
              双管ø50mm
 3、旋喷倾角:  -5°到90°
 4、输出转速:  :19,38,70,120rpm
                :16rpm
 5、提 力:  额定24kN,最大30kN

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