为了解决现有技术中防渗帷幕旋喷技术施工效率低以及成型厚度达不到要求的问题，本发明专利技术提供了一种双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法，其中，双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，在现有的双高压旋喷设备的基础上增加了控制旋喷管在不同角度范围内变角速运动的变角速动力头、控制高压水喷射口在不同角度范围内高压水的压力和流量的高压水调节装置，使高压水泥浆在旋喷过程中不同角度范围内旋喷时间的长度不同，从而形成特定形状和厚度的防渗墙，使高压水在旋喷过程中根据所要成墙的形状和厚度调整高压水的水压和流量，达到提高效率的同时，不会造成防渗帷幕过厚的情况。
Wall-forming Device and Construction Method of Rotary Shotcrete Impervious Curtain with Two Variable and Two Pumps
【技术实现步骤摘要】
双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法
本专利技术涉及建筑
，特别涉及双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法。
技术介绍
目前现有技术中已经公开的变角速旋喷防渗帷幕采用单泵系统（一台高压水泵）其旋喷管的提升速度限定在10~20cm/min，施工效率低下；如果采用双泵高压旋喷技术，即同时采用高压水泵和高压泥浆泵作业，确实能达到提高喷射效率的结果，但从变角速旋喷防渗帷幕的施工原理来看，旋喷管在360°范围内变角速旋喷，即沿防渗帷幕轴线方向的角速度减慢，而转向垂直于轴线方向的角速度加快，使其平面形成长厚比较大的板状固结体，因此如果在变角速旋喷防渗帷幕的施工中采用双泵高压系统，那么就会产生双高压叠加喷射效应，导致防渗墙局部墙体过厚，无法控制需要的帷幕厚度，达不到变角速旋喷防渗墙帷幕的施工效果。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置及其施工方法，采用的技术方案如下：双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，包括双高压旋喷设备，所述双高压旋喷设备由旋喷管、连接于旋喷管上方的回转接头和提升机构、与回转接头通过管道相连的高压水泵、高压水泥浆泵以及空气压缩机组成，所述旋喷管上设有高压水喷射孔和高压水泥浆喷射孔，其特征在于，所述双高压旋喷设备的回转接头与提升机构之间连接有可在3600角度范围内做变角速运动的变角速动力头，所述高压水泵与旋喷管之间的输送管上设有用于调节回转接头上高压水喷射孔处的水压和水量的高压水调节装置，变角速动力头上部设有角度传感器，此外还包括PLC控制系统，所述角度传感器与控制系统信号输入端相连，所述高压水调节装置与控制系统信号输出端相连，所述PLC控制系统通过角度传感器信号控制进入喷射管内高压水的水压和流量。优选的，所述高压水调节装置包括与高压水输送管相连的三通管、与三通管出水口相连的电磁阀，所述三通管进口与高压水泵出水口相连，三通管第一出口与旋喷管上的高压水进水口相连，所述电磁阀为常闭的开关阀并且连接于三通管第二出口处，电磁阀与PLC控制系统的信号输出端相连。优选的，所述电磁阀出口连接有节流管接头，所述节流管内设有节流孔，并且节流管与用于供水的水箱通过排水管相连。优选的，所述电磁阀与节流管之间形成的背压小于等于10MPa。双变量双泵旋喷防渗帷幕施工方法，施工方法基于双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置进行实施，施工方法包括以下步骤：A、根据防渗帷幕确定施工路线进行定位、放线；B、采用常规钻机预钻孔，孔径、孔深和钻孔垂直度均应满足设计要求；C、台车就位，依次启动高压水泵、高压水泥浆泵和空气压缩机，检视介质喷射正常后，将旋喷管下入钻孔后，再依次启动变角速动力头和提升机构；D、变角速动力头驱动旋喷管在360°范围内变角速度旋喷，并在上述角度范围内借助PLC控制系统，根据所要成墙的形状和厚度控制电磁阀实现变压力、变流量运行；E、旋喷管在提升机构的驱动下，提升至设计帷幕高度，即完成一段帷幕的施工；按两序孔的顺序施工，完成全部防渗帷幕的施工。优选的，步骤A中，喷射孔距的确定根据施工地的土层岩性特点和喷射参数确定，喷射孔距为传统旋喷桩帷幕的2~3倍。优选的，步骤B中，采用钻机预钻孔，钻机就位与设计位置偏差小于5cm，钻孔内径大于旋喷管的外径；孔深为防渗墙或防渗帷幕的深度；成孔垂直度偏差在1%内。优选的，步骤C中，启动高压水泵、空气压缩机和高压水泥浆泵；高压水泵中，水压力35MPa-40MPa、流量75L/min-100L/min；空气压缩机中，空气压力0.7MPa-1.0MPa、流量2m3/min-3m3/min；高压水泥浆泵中，水泥浆液压力30MPa-35MPa、流量75L/min-100L/min。优选的，所述步骤D中，当沿帷幕轴线方向时，双泵同时全功率喷射介质，当旋喷管转向垂直于帷幕轴线方向时，PLC控制系统接收到角度传感器的信号后控制高压水调节装置，将管路中的压力和流量部分释放，喷嘴处的高压射流强度减弱。本专利技术的有益效果在于：1、旋喷管在360°范围内变角速旋喷的同时通过在高压水供水管路中设置的电磁阀控制供水通路中的流量和压力，使双泵中的高压水泵根据需要可在360°范围内做变压力变流量喷射，旋喷管上层喷射孔同轴喷射高压水和压缩空气，下层喷射孔同轴喷射高压水泥浆和压缩空气，即在防渗帷幕轴线方向高压水泵可与高压泥浆泵同时同方向喷射不同介质，实现叠加射流效应，在转向垂直于帷幕轴线方向上，角度传感器发出信号后PLC控制系统控制供水管路中的高压水调节装置，使旋喷管喷射嘴处的水压力和水流量降低，大大减弱其射流作用；2、电磁阀通过节流方法在供水管路中形成一定的背压，以降低高压水泵和电机因负荷变化幅度过大而发生的冲击；3、与变角速（单泵）旋喷防渗帷幕相比，只增加一台高压泥浆泵设备，而水电、水泥的成本并不增加，可提高一倍的施工效率，加快了施工进度，而与传统的旋喷桩防渗帷幕施工技术相比，可提高四倍的施工效率（达到了一台设备顶四台设备的效果），并大幅度降低工程造价，同时可节约近50%的水泥，目前国内深基坑支护防渗帷幕工程量大面广，本专利技术具有广阔的推广应用前景，经济效益和社会效益巨大，符合国家节能减排政策。附图说明图1为双变量双泵旋喷防渗帷幕施工装置结构示意图图2为电磁阀、节流管接头以及排水管连接关系示意图其中，1-旋喷管，101-高压水喷射孔，102-高压水泥浆喷射孔，2-回转接头，3-变角速动力头，301-齿轮箱，302-动力装置，303-角度传感器，4-提升机构，5-高压水泵，6-高压水泥浆泵，7-空气压缩机，8-水箱，9-泥浆池，10-储气罐，11-三通管，12-电磁阀，13-PLC控制系统，14-节流管接头，1401-节流孔，15-排水管，16-连接螺母，17密封垫圈。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1-2所示的双变量旋喷防渗帷幕的施工装置，主要包括双高压旋喷设备、PLC控制系统13，其中双高压旋喷设备主要由旋喷管1、回转接头2、提升机构4、高压水泵5、高压水泥浆泵6、压缩空气机7，旋喷管1的下部自下而上设有两排对称分布的高压水泥浆喷射孔102和高压水喷射孔101，高压水喷射孔101内可喷射出高压水和压缩空气，高压水泥浆喷射孔102内可以喷射出高压水泥浆和压缩空气，回转接头2和提升机构4之间设有可在360°范围内变角速旋喷的变角速动力头3，变角速动力头3由齿轮箱301和动力装置302组成；齿轮箱301为减速齿轮箱，动力装置302为大贯量伺服电动机，电动机的输出端连接于减速齿轮箱，减速齿轮箱的输出端连接于旋本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，包括双高压旋喷设备，所述双高压旋喷设备由旋喷管、连接于旋喷管上方的回转接头和提升机构、与回转接头通过管道相连的高压水泵、高压水泥浆泵以及空气压缩机组成，所述旋喷管上设有高压水喷射孔和高压水泥浆喷射孔，其特征在于，所述双高压旋喷设备的回转接头与提升机构之间连接有可在360
【技术特征摘要】
1.双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置，包括双高压旋喷设备，所述双高压旋喷设备由旋喷管、连接于旋喷管上方的回转接头和提升机构、与回转接头通过管道相连的高压水泵、高压水泥浆泵以及空气压缩机组成，所述旋喷管上设有高压水喷射孔和高压水泥浆喷射孔，其特征在于，所述双高压旋喷设备的回转接头与提升机构之间连接有可在3600角度范围内做变角速运动的变角速动力头，所述高压水泵与旋喷管之间的输送管上设有用于调节回转接头上高压水喷射孔处的水压和水量的高压水调节装置，变角速动力头上部设有角度传感器，此外还包括PLC控制系统，所述角度传感器与控制系统信号输入端相连，所述高压水调节装置与控制系统信号输出端相连，所述PLC控制系统通过角度传感器信号控制进入喷射管内高压水的水压和流量。2.根据权利要求1所述的双变量旋喷防渗帷幕的施工装置，其特征在于，所述高压水调节装置包括与高压水输送管相连的三通管、与三通管出水口相连的电磁阀，所述三通管进口与高压水泵出水口相连，三通管第一出口与旋喷管上的高压水进水口相连，所述电磁阀为常闭的开关阀并且连接于三通管第二出口处，电磁阀与PLC控制系统的信号输出端相连。3.根据权利要求2所述的双变量旋喷防渗帷幕的施工装置，其特征在于，所述电磁阀出口连接有节流管接头，所述节流管内设有节流孔，并且节流管与用于供水的水箱通过排水管相连。4.根据权利要求3所述的双变量旋喷防渗帷幕的施工装置，其特征在于，所述电磁阀与节流管接头之间形成的背压小于等于10MPa。5.双变量双泵旋喷防渗帷幕施工方法，施工方法基于如权利要求1所述的双变量双泵旋喷防渗帷幕成墙装置进行实施，施工方法包括以下步骤：A、根据防渗帷幕确定施工路线进行定位、放线；B、采用常规钻机预钻孔，孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：周广泉，姚占勇，沈缤，周冲，
申请(专利权)人：山东省机械施工有限公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。