[发明专利]地内压力可控且无泥浆排放高压喷射注浆系统及施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地基加固施工工艺，具体涉及一种用于岩土地基环境下地内压力可控且无泥浆排放的高压喷射注浆系统以及施工方法。

背景技术

高压喷射注浆法，在我国简称高喷法或选喷法，是用高压水泥浆通过钻杆由喷嘴喷出，形成喷射流，以此切割土体并与土拌和形成水泥土加固的地基处理方法。具体过程为利用钻机将旋喷钻杆及旋喷钻头钻入岩土预定深度，水泥浆液通过高压注浆泵由旋喷钻头的喷嘴中高速喷射出来，以形成高能量喷射流并直接破坏土体。当喷射流所产生的压强大于土层结构强度时，土层剥落。少部分剥落的土粒随浆液冒出地面，其余土粒在喷射流作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的比例和质量有规律地重新混合。浆液凝固后，便在土层中形成一个固结体。

当前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单管法、双管法、三管法和多重管法等四种方法。此四种方法的区别特征在于，所使用的注浆管的数量及设置不同：单管法仅使用单通道注浆管；双管法使用双通道注浆管；三管法使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管；多重管法则使用多重管，形成大直径固结体，并需要智能化管理。

但是，从本质上来说，高压喷射注浆地基加固是水泥浆液对土体的一种置换。即喷射出的水泥浆液，会使原土层中多产生相应量的泥浆，在实际施工时，多产生相应量的泥浆就从预钻孔与旋喷钻杆的间隙中自然排出，并难以控制。如果这些泥浆不能完全从地层中排到地面，就会对周围土体产生挤压，使附近管线产生变形或破坏，致使地面严重隆起。此外，施工方一般对施工所产生的废弃泥浆不予及时处理，造成处理量大、随意处理等诸多问题，从而影响施工环境，甚至造成二次污染。

因此，我们需要一种高压喷射注浆施工装置，既能有效避免多余泥浆漏出不受控制的问题，又能对废弃泥浆进行脱水处理，做到无泥浆排放。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种可控地内压力且无泥浆排放的高压喷射注浆系统及施工方法。目的在于解决多余泥浆不易排出且不受控制从而导致地面隆起的问题，并对废弃泥浆进行脱水处理，以保证施工质量减少环境污染。

为实现上述目的，本发明公开了一种地内压力可控且无泥浆排放的高压喷射注浆系统，包括：

高压水泥浆泵送组件，用于高压泵送制拌好的水泥浆液;

空气喷射组件，用于喷浆时输送压缩空气以形成空气喷射流;

高压水泵送组件，用于排浆时形成高压水;

旋喷排浆组件，用于在喷浆时喷出由空气喷射流保护的泥浆液以破坏土体，并在排浆时喷出由高压水泵送组件形成的高压水以排出多余泥浆液;

排浆处理组件，用于对旋喷排浆组件所排出的多余泥浆液进行脱水处理;

高压水泥浆泵送组件、空气喷射组件、高压水泵送组件以及排浆处理组件通过导流器分别与旋喷排浆组件连接；

旋喷排浆组件内以及导流器内均设置有：用于喷浆的喷气通道和喷浆通道、用于排浆的高压水通道和排浆通道以及用于信号传输的监控通道；

监控组件，通过信号传输线接收高压水泥浆泵送组件、空气喷射组件、高压水泵送组件以及旋喷排浆组件所发出的检测信号，并分别根据所述检测信号输出相应的反馈指令，以实时控制上述各组件的作动。

本发明高压喷射注浆系统的进一步改进在于，高压水泥浆泵送组件包括：贮浆器、水泥浆流量计、高压注浆泵以及注浆压力传感器；贮浆器通过注浆通道与喷浆通道导通连接；水泥浆流量计、高压注浆泵以及注浆压力传感器分别设置于注浆通道上；水泥浆流量计与注浆压力传感器分别通过信号传输线与监控组件连接，以供监控组件接收水泥浆流量计发出的浆液流量信号和注浆压力传感器发出浆液压力信号；

空气喷射组件包括：空气压缩机以及气体流量计；

空气压缩机通过空气压缩通道与喷气通道导通连接；

气体流量计设置于空气压缩通道上，并通过信号传输线与监控组件连接，以供监控组件接收气体流量计发出的喷气流量信号。

本发明高压喷射注浆系统的进一步改进在于，高压水泵送组件包括：水箱、高压水流量计、高压水泵以及高压水压力传感器；

水箱通过低压水通道与所述高压水泵连接；高压水流量计以及高压水压力传感器分别设置于高压水泵两侧的低压水通道与高压水通道上；

高压水压力传感器与高压水流量计分别通过信号传输线与监控组件连接，以供监控组件接收高压水流量计发出的高压水流量信号和高压水压力传感器发出的高压水传感信号；

排浆处理组件包括：处理通道、废浆箱以及废浆处理器；

处理通道与排浆通道导通连接，废浆箱与处理通道导通连接，废浆处理器与废浆箱导通连接。