射水造牆機組

射水造牆機組由在同一軌道上電動行走的造孔機(包括反循環砂礫石泵組)、砼澆築機、砼拌和機組成,設備總功率約150~180KW。 槽孔成型後提起成型器,造孔機電動行走到隔一槽孔位置繼續造孔,砼澆築機就位,採用導管法水下砼澆築建成砼單槽板,並在施工中採用平接技術建成地下砼連續牆。 出碴第三代射水法造牆機組出碴是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速泥漿水流來切割破壞土層結構,水土混合回流,泥砂溢出地面(正循環)或用砂礫泵抽吸出孔槽(反循環),溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉澱池沉澱,泥漿水循環利用。

射水造牆機組
中國射水造牆技術
射水法建造地下連續牆技術最早於1982年開始研究,經過多年的研製和生產性試驗,在80年代中期生產出一代機、二代機、目前研製生產出三代機。研製生產的專利設備——射水法造牆機組(二代機組、三代機組)進行砼地下連續牆的施工在我國江河湖泊的堤防工程中得到了廣泛的套用(本工藝適應於在較鬆散的粉質粘土、粉土、砂壤土、砂層、砂礫石地層施工。如果遇成片塊石,或粒徑大於10cm的礫石含量過大的地層,應配合其他工藝施工)。
射水造牆機組由在同一軌道上電動行走的造孔機(包括反循環砂礫石泵組)、砼澆築機、砼拌和機組成,設備總功率約150~180KW。
射水法造牆技術原理
工作原理是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速水流來切割破壞土層結構,水土混合回流,泥砂溢出地面(正循環)或者用砂礫泵抽吸出槽孔(反循環),同時利用卷揚機帶動成型器上下往返運動進一步破壞土層並由成型器下沿刀具切割修整孔壁形成具有一定規格尺寸的槽孔;槽孔由一定濃度的泥漿固壁。溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉澱池,土、砂、卵石沉澱,泥漿水循環使用。槽孔成型後提起成型器,造孔機電動行走到隔一槽孔位置繼續造孔,砼澆築機就位,採用導管法水下砼澆築建成砼單槽板,並在施工中採用平接技術建成地下砼連續牆。牆體厚度可根據地質條件設計在220~500mm之間。
射水法造牆施工工藝流程
射水法施工工藝流程圖
射水法造牆施工主要技術要點
射水法造牆技術上由造孔技術和水下砼澆築技術兩部分組成,而導管法水下砼澆築是成熟的一種施工工藝,因此,射水法造牆技術主要研究對象就是造孔。造孔的關鍵技術要素有四個——破土、固壁(保持孔壁穩定)、出碴和槽孔的連線;四個要素相互關聯,相互制約。
破土
射水法,其名稱就是源自泥漿水射流破土(以三代機為例),三代機是由單排並列8個垂直向下的噴嘴作為射流破土結構。它的破土能力、破土範圍取決於射流水壓力、噴嘴幾何形狀以及對槽孔底部距離,可根據土體強度確定水壓力。設備所配水泵的壓力不小於0.4Mpa。
固壁
施工過程中的孔壁穩定是成孔的關鍵。首先是孔壁保護,破土後的紊流靠成型器箱形外殼導流,減小水流對孔壁的破壞,保護孔壁。水流流速對孔壁穩定有影響,流速應控制在小於0.2m/s。
泥漿固壁利用槽孔內泥漿水位高於地下水位及泥漿水比重大於地下水比重形成槽孔內對孔壁的壓力達到固壁作用,同時泥漿水向外滲流過程中在孔壁上形成泥漿網膜,增大鬆散地層的粘聚性,起到護壁作用。因此針對各種地層條件,在造孔過程中確定泥漿的性質和質量是至關重要的(根據地層條件用自成泥漿法固壁或提前製備優質泥漿固壁)。
出碴
第三代射水法造牆機組出碴是利用水泵及成型器中的射水噴嘴形成高速泥漿水流來切割破壞土層結構,水土混合回流,泥砂溢出地面(正循環)或用砂礫泵抽吸出孔槽(反循環),溢出或抽吸出的與泥漿混合一起的土、砂、卵石等流入沉澱池沉澱,泥漿水循環利用。
單、雙號槽孔的連線
連續防滲牆重在“連續”二字,造孔過程中是由單個槽孔經水下砼澆築形成2m寬的砼單槽板,由多塊砼單槽板連線形成砼連續防滲牆,因此接縫的連線質量是該技術的主要關鍵點,也就是連續牆整體防滲效果的關鍵,單槽板本身結構不管是砼,塑性砼或其他材料均能達到某一抗滲指標,接縫的質量才是關鍵,這也是其它任何一種連續牆施工工藝所共同存在的技術問題。射水法造牆技術採用的是平接技術——也就是在同一軸線端側面實現平面對接。射水法是在整體放樣後先施工1、3、5號單序孔,在單序孔的砼槽板初凝後(一般>24h)預先設定準確的位置建造雙序號槽孔。即在建造Ⅱ序槽孔時,利用成型器側向噴嘴射流,將已澆築好的Ⅰ序槽板端壁泥皮沖刷清除乾淨,然後澆築Ⅱ序槽孔砼使之與Ⅰ序槽板形成連續的砼牆體,如此同時成型器的側向噴嘴的射流沖刷可以使得Ⅱ序槽孔砼對已澆Ⅰ序槽板端部形成裹頭,從而建成一道密閉完整的砼地下連續牆。其中,建造II序孔時成型器兩側水平布置的各3個扇形噴嘴打開後,噴嘴與相鄰被沖刷的砼面距離只有8cm,靠得很近,射水壓力能達到0.3Mpa,造孔的工作方式是20~30次/min反覆上、下沖切運動中逐漸進深,運動幅度在50cm左右,可以在造孔過程中反覆沖洗端面,從而有效保證了接頭處的沖刷質量。

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