二重管高压旋喷

Question

天津市聚强高压泵有限公司是生产高压往复泵的专业制造公司，技术力量雄厚。具有高素质的开发设计人员，一流的管理水平，先进的生产设备，齐全的自动化测试系统，确保生产的产品质量，可为用户提供高质量的产品和优质的售后服务。
本公司制造和开发具有国内较好水平的系列高压泵，高压泥浆泵并与无锡市金帆（双帆）钻凿设备有限公司、山东省莱州市瑞良水利机械厂携手合作，为广大用户配备各种优质钻机，钻具及高喷台车。
本公司经营旋喷钻机及配件，成套高喷设备，高压注浆泵及配件，高喷台车，双管钻具，三管钻具成套产品，专业高压管压头服务。
本公司可以根据用户的需要，提供各种清洗、疏通等施工的成套设备并可按用户需求配备各种动力源；以及与高压泵相关的使用配件。

Answer 1

高压旋喷工艺

系利用高压泵将水泥浆液通过钻杆端头的特制喷头，以高速水平喷
入土体，借助液体的冲击力切削土层，同时钻杆一面以一定的速度（20r/min）
旋转，一面低速（15～30cm/min）徐徐提升，使土体与水泥浆充分搅拌混合凝固，
形成具有一定强度（0.5～8.0MPa）的圆柱固结体（即旋喷桩），从而使地基得到
加固。旋喷桩的特点是：可提高地基的抗剪强度；能利用小直径钻孔旋喷成比孔
大8～10 倍的大直径固结体；可用于已有建筑物地基加固而不扰动附近土体；施
工噪声低，振动小；可用于任何软弱土层，可控制加固范围；设备较简单、轻便，
机械化程度高；料源广阔，施工简便、粉土、砂、湿陷性黄土、人工填土及碎石
土等的地基加固；既有建筑和新建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑
底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。
一、材料要求
水泥应采用325 号或32.5 强度等级普通水泥，要求新鲜无结块，一般泥浆
水灰比为1：1～1.5。为消除离析，一般再加入水泥用量3%的陶土、0.9‰的碱。
浆液宜在旋喷前1h 以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。
二、主要机具设备
主要机具设备包括：高压泵、钻机、浆液搅拌器等；辅助设备包括操纵控
制系统、高压管路系统、材料储存系统以及各种管材、阀门接头安全设施等。高
压喷身注法施工常用主要机具设备规格、技术性能、要求见表3-16。
旋喷施工常用机具、设备参考表 表3-16
规格性能 用途
高压泥1、SNC-H300 型黄河压浆车 旋喷注浆
钻机 1、无锡30 型钻机 2、XJ100 型振动钻机 旋喷用
旋喷管 单管、42mm 地质钻杆旋喷直径0.32～0.4m 注浆成桩
单管法
高压胶工作压力31Mpa、9 Mpa，内径19mm
高压泵 1、3W-TB4 高压柱塞泵，带压力流量仪表 高压水助喷
三重管法
泥浆泵
1、BW250/50 型，压力3～5Mpa，排量150～250L/min
2、200/40 型，压力4 Mpa，排量120～200L/min型浆车
旋喷注浆
空压机 压力0.55～0.70Mpa，排量6～9m3/min 旋喷用气
钻 机 1、无锡30 型钻机 2、XJ100 型振动钻机 旋喷用，成孔用
旋喷管 三重管，泥浆压力2Mpa、水压20Mpa，气压0.5 Mpa 水、气、浆成桩
高压胶工作压力31Mpa、9 Mpa、内径19mm 高压水泥浆用
三重管法
其他 搅拌管、各种压力、流量仪表等 控制压力流量
注：1、钻机的转速和提升速度，根据需要应附设调整装置，或增设慢速卷
扬机；
2、二重管法选用高压泥浆泵、空压机和高压胶管等可参照上世纪列规格
选用；
3、三重管法尚需配备搅拌罐（一次搅拌量3.5m3）、旋转及提升装置、吊
车、集泥箱、指挥信号装置等；
4、其他尚需配各种压力、流量仪表等。
三、作业条件
1、应具有工程地质勘察报告、基础施工图和施工组织设计。
2、施工场地内的地上和地下障碍物已清除或拆迁。
3、平整场地，挖好排浆沟、排水沟，设置临时设施。
4、测量放线，并设置桩位标志。
5、取现场大样，在室内按不同含水量和配合比进行配方试验，已优选出合
理的浆液配方。
6、具设备已配齐、进场，并进行维修、安装就位，进行试运转。进行现场
试桩，已确定成桩施工的各项施工参数和工艺。
四、施工操作工艺
1、旋喷桩可根据工程情况和机具条件采用单管法、二重管法和三重管法三
种，工程应用较多的为单管法和三重管法。
2、旋喷桩和施工程序为：机具就位→贯入注浆管，试喷浆→旋喷注浆→拔
管及冲洗等。
3、单管法和三重管法可用注浆管射水成孔至设计深度后，再一边提升一边
喷射注浆。三重管法施工须预先用钻机或振动打桩机钻成直径150～200mm 的
孔，然后将三重注浆管插入孔内，按旋喷、定喷或摆喷的工艺要求，由下而上进
行喷射注浆，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm。
4、在插入旋时节管前，先检查高压水与空气喷射情况，各部位密封圈是否
封闭，插入后先作高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。如因塌孔插入困难时，
可用低压（0.1～2Mpa）水冲孔喷下，但须把高压水喷嘴用塑料布包裹，以免泥
土堵塞。
5、喷嘴直径、提升速度、旋喷速度、喷射压力、排量等旋喷参数见表3-17
或根据现场试验确定。
旋喷施工主要机具和参数 表3-17
项 目 单管法 二重管法 三重管法
参 数
喷嘴孔径（mm）
喷嘴个数（个）
旋转速度（r/min）
提升速度 （mm/min）
φ2～3
2
20
200～250
φ2～3
1～2
10
100
φ2～3
2
5～15
50～150
高压泵 压力（Mpa）
流量（L/min）
20～40
60～120
20～40
60～120
20～40
60～120
机具性能
空压机
压力（Mpa）
流量（L/min）
－
－
0.7
1～3
0.7
1～3
泥浆泵 压力（Mpa）
流量（L/min）
－
－
－
－
3～5
100～150
浆液配比∶水∶水泥∶陶土∶碱=（1～1.5）∶1∶0.03∶0.0009
注：高压泵喷射的（单管法、二证明管野）是浆液或（三管法）水。
6、三重管法旋喷法工艺流程为：（1）先用振动打桩机将带有活动桩靴的套
管打入土中，然后将套管拔出一段，拔出地面高度大于拟旋喷的高度，然后拆除
上段套管；（2）安放钻机和慢速卷扬机，用以旋转和提升旋喷管；（3）将旋喷管
通过钻机盘插入孔内；（4）接通高压管、水泥浆管、空压管，开动高压泵、空压
机和旋转钻机进行旋喷。用仪表控制压力、流量、风量。当分别达到预定数值时
开始提升；（5）继续旋喷和提升直至预定的旋喷高度为止；（6）拔出旋喷管和套
管。
7、当采用三重管法旋喷，开始时，先送高压水，再送水泥浆和压缩空气，
在一般情况下，压缩空气可晚送30s。在桩底部边喷射1min 后，再进行边旋转、
边提升、边喷射。
8、喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆量后，再逐渐提升注浆管。中
间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防桩体中断，同时立即进行检查，排除故
障；如发现有浆液喷射不足，影响桩体的设计直径时，应进行复核。
9、当处理既有建筑地基时，应采取速凝浆液或大间孔旋喷和冒浆回灌等措
施，以防旋喷过程中地基产生附加变形和地基与基础间出现脱空现象，影响被加
固建筑及邻近建筑。
10、桩喷浆量Q（J/根）可按下式计算：
式中 H——旋喷长度（m）；
v——旋喷管提升速度（m/min）；
q——泵的排浆量（L/min）；
β——浆液损失系数，一般取0.1～0.2。
旋喷过程中，冒浆量应控制在10%～25%之间。对需要扩大加固范围或提
高强度的工程，可采取复喷措施，即先喷一遍清水，再喷一遍或两遍水泥浆。
11、喷到桩高后应迅速拔出注浆管，用清水冲洗和路，防止凝固堵塞。相
H
Q =
v
·q(1+β)
邻两桩施工间隔时间应不小于48h，间距应不得小于4～6m。
五、质量标准
（一）保证项目
1、水泥的品种、标号、水泥浆的水灰比和外加剂的品种、掺量，必须符
合设计要求。
2、高压喷射注浆（旋转桩）深度、直径及旋喷体强度，必须符合设计要
求。检验方法为钻机取样，标准贯入、平振荷载试验、开挖检查和检查施工记录。
（二）允许偏差项目
旋喷桩的允许偏差及检验方法见表3-18。
旋喷桩的允许偏差和检验方法 表3-18
项 次 项 目 允许偏差（mm） 检 验 方 法
1
2
桩位中心位移
旋喷管垂直度
50
1.5H/100
拉线和尺量检查
用测斜仪或吊线和尺量检查
注：1、H 为旋喷管长度；
2、检查数量：按桩数抽查5%。
六、成品保护
旋喷桩施工完成后，不能随意堆放重物，防止桩变形。
七、安全措施
1、施工时，对高压泥浆要全面检查和清洗干净，防止泵体的残渣和铁屑存
在；各密封圈应完整无泄漏，安全阀中的安全销要进行试压检验。确保能在额定
量高压力时断销卸压；压力表应定期检查，保证正常使用，一旦发生故障，要停
泵停机排除故障。
2、高压胶管不能超过压力范围使用，使用时屈弯应不小于规定的弯曲半径，
防止高压管爆裂伤人。
3、高压喷射旋喷注浆是在高压下进行，高压射流的破坏较强，浆液应过滤，
使颗粒不大于喷嘴直径；高压泵必须有安全装置，当超过允许泵压后，应能自动
停止工作；因故需较长时间中断旋喷时，应及时地用清水冲洗输送浆液系统，以
防硬化剂沉淀管路内；冬季施工，高压不得在负温下工作，施工完了应及时浆泵
和管路内的积水排出，以防结冰，造成爆管。
4、操纵钻机人员要有熟练的操作技能，了解注浆全过程及钻机旋喷注浆性
能严禁违章操作。
八、施工注意事项
1、钻机就位后，应进行水平和垂直校正，钻杆应与桩位一致， 偏差应10mm
以内，以保证桩垂直度正确。
2、在旋喷过期作废程中往往有一定数量的土粒随着一部分浆液沿注浆管壁
冒出地面，如冒浆量小于注浆量20%，可视为正常现象，超过者划出现不冒浆时，
应查明原因，采取相应的措施。通常冒浆量过大是有效喷射范围与注浆量不适应
所致，可采取提高喷射压力，适当缩小喷嘴孔径，加快提升和旋喷速度等措施，
来减少冒浆量；不冒浆大多是地层中有较大空隙所致，可采取在浆液中掺加适量
的速凝剂，缩智固结时间或增大注浆量，填满空隙，再继续正常旋喷。
3、在插管旋喷过程中，要防止喷嘴被泥砂堵截塞，水、气、浆、压力和流
量必须符合设计值，一旦堵塞，要拔管清洗干净，再重新插管和旋喷。插管时应
采取边射水边压力控制在1Mpa，高压水喷嘴要用塑料布包裹，以防泥土进入管
内。
4、钻杆的旋转和提升应连续进行，，不得中断；下拆卸钻杆伸入下节有
100mm 以上的搭设长度，以免桩体脱节。钻机发生故障，应停止提升钻杆和旋
喷，以防断桩，并应立即检修排除故障；为提高桩的承截力，在桩底部1m 范围
内应适当增加旋喷时间。作为端承桩应深入持力层2m 为宜。
5、相邻桩施工间距宜大于4m，相邻两桩间距较小（
上图为东环铁路美兰机场明挖隧道止水帷幕