多头双管旋喷搅拌防渗墙施工技术

多头双管旋喷搅拌防渗墙施工技术

王永安

身份证号码：41022219750826xxxx河南450016

摘要：多头双管旋喷防渗墙施工技术（简称：多头旋喷墙,Multi-spinwall，即MSW）是利用深层搅拌和高喷灌浆原理，使用特制设备，有机融合深层搅拌和高喷两种工艺方法，形成的一种多头双管旋喷防渗墙施工新技术。该技术可以处理深层搅拌技术无法施工的土层，多头联锁避免了原高喷技术搭接不可靠的问题，同时比高喷较大幅度降低了造价，目前最大施工深度可达26m，可用于堤防、水库大坝和基坑的防渗墙施工，亦可用于城市地铁工程防渗、垃圾场防渗等工程。

关键词：多头旋喷防渗墙墙技术

引言

多头双管旋喷防渗墙施工技术是采用特制的多头特制设备，一次在地层中钻进三个钻头，钻进过程中喷射水泥浆（压力5~20MPa）和气体（压力0.8~1.2MPa）并旋转，用水泥浆、气体和钻头叶片切削搅拌土层，钻进到达设计深度后提升并旋转，同时喷射水泥浆和气体，使水泥浆和原土充分混合，提升到孔口完成一个单元墙的施工，按照设计孔距移动桩机并重复上述施工过程，多次重复上述过程即形成一道具有良好整体性、稳定性、不透水性，并具有一定强度的防渗墙。

1、工艺方法

多头双管旋喷墙技术的施工工艺流程如下：

（1）就位：移动桩机到设计桩位；（2）调平：通过液压支腿调平桩机；（3）设定参数：按设计要求设置好旋喷桩的段浆量、孔深、总浆量；（4）制浆：安装水泵抽水至制浆站，按设计要求水灰比进水、上灰拌制水泥浆液；（5）旋转钻进、喷气喷浆：开启钻具、浆泵、空压机，钻具沿导向架向下钻进、同时喷浆、喷气、旋转搅拌；（6）旋转提升、喷气喷浆：钻具钻进到设计深度后，按规定的提升速度提升旋转、喷浆搅拌，同时空压机供气，提升至孔口，完成一组旋喷桩的施工；（7）桩机按设计的桩位移动，开始下一组旋喷桩施工。如此循环施工，完成所有旋喷桩施工，形成一道连续墙。

施工工序见图1.1，施工单元成墙示意图见图1.2。

图2.2多轴旋喷深层搅拌地下连续墙施工单元成墙示意图

2主要材料

材料主要为水泥。宜选用强度等级为32.5及以上的通用硅酸盐水泥，通常使用的水泥有普通硅酸盐水泥（P.O）、复合硅酸盐水泥（P.C）。

3施工设备

主要施工机具有多头旋喷桩机、钻具、旋转装置、起吊设备、供浆系统、供气系统、自动检测系统、柴油发电机等。

3.1多头旋喷桩机

多头旋喷桩机，其主要组成如下：（1）机架：由上下底盘组成。上底盘：支撑桩机上所有的部件；下底盘：通过液压装置可使上下底架之间作前后左右的相对运动；（2）立柱：滑板沿着立柱两侧的滑道带动钻杆上升、下降；3）稳定杆：支撑立柱作用；4）操作室：电器系统和液压系统的操作手柄均布在操作室内，可发送操作指令；（5）液压系统：由液压马达及各高压油管组成、起升降钢丝绳、伸缩支腿油缸作用；6）电器系统：由110KW、15KW和5KW三个电机及一些电器元件和线路组成，为整个桩机提供动力。

3.2主要配套机具

多头旋喷主要配套机具由钻具、旋转装置、起吊设备、供浆系统、供气系统、自动检测系统等组成。

4质量控制与检验

4.1质量控制

（1）施工前，应做好技术交底，明确技术措施，做好隐蔽工程等的验收记录。（2）精确测量放样，桩位放样误差不大于10mm，施工深度应不小于设计桩底。（3）认真校核桩位，用经纬仪校核立头垂直，控制孔斜率。施工过程中进行桩体垂直度测量，孔深在26m范围以内时,钻孔偏斜率不应超过3‰。（4）根据试验确定的浆液配比，施工中严格控制，做到挂牌施工，定时对浆液进行抽查检测工作。5）认真做好各桩的施工记录，包括施工时间、桩位以及施工的各项参数和工程意外情况。

4.2质量检验

（1）原材料检验：多头旋喷墙施工的主要原材料为水泥，同一批次同标号的水泥每200吨（不足200吨按200吨计）取样一次，送有资质的检测单位进行试验检测，并将检验结果送报监理人，合格后投入使用。（2）施工过程检查：多头旋喷墙施工过程中，通过施工记录和现场抽查，对防渗墙及其工艺进行逐项检查，主要检查内容有：水灰比、喷浆量、喷浆压力、气量、气压、下沉（提升速度）、转速、施工深度、机架倾斜度等，此外还注意检查施工中是否有异常情况出现，记录其处理方法及措施。（3）墙体质量检查：完工后对多头旋喷墙体的质量进行检查，检查方式主要采用开挖检查、取芯做室内试验和地质雷达检测。1）开挖检查：沿多头旋喷地下连续墙墙头线一般每100~200m左右开挖检查一处，其深度1.5~2m，纵向长3m。2)室内试验：在多头旋喷地下连续墙墙体开挖处取芯样检验试块强度，渗透性及芯样的完整性评价。沿防渗墙头线每300m左右抽检一孔，并回填水泥砂浆封孔。3)有条件的在多头旋喷地下连续墙工程完成后，采用质地雷达对全部或部分多头旋喷地下连续墙进行连续性进行检测。

5效益分析

本技术在国内处于领先，经济效益和社会效益显著。以黄河下游某堤防某标段防渗墙工程为例说明，原设计采用传统的深层搅拌防渗墙，防渗墙面积2.2万m2，施工过程中因下部粗砂层厚度达4~6m，切较密实，传统的深层搅拌防渗墙无法实施，拟设计变更为高压喷射灌浆防渗墙，高压喷射灌浆防渗墙综合单价约400元/m2，由于投资增加过多无法落实，后采用多头旋喷地下连续墙，多头旋喷墙的综合单价约为200元/m2，比高压喷射灌浆防渗墙低一倍，多头旋喷墙比高压喷射灌浆防渗墙方案节省投资440多万元，经济效益十分显著。目前，我国每年新建造的防渗墙使用高喷工法的很多，若一部分用多头旋喷墙代替将节省大量资金。同时可提高我国地下连续墙施工技术装备水平，增强国际竞争能力，具有很大的经济效益和社会效益。