高压喷射灌浆设备按高压喷射灌浆施工工艺要求，有多种设备组合而成，如图3-11所示。（1）搅浆机。搅浆机现常用的有卧式搅浆机和立式搅浆机两种。制浆作业时，土料、水泥和水等灌浆材料，按设计配合比，经过料斗送入搅浆筒内。灌浆材料从进料端至出浆端连续受到10根搅臂和8根定臂的高速搅拌粉碎成浆。浆体由甩浆板通过离心作用甩至滚动筛中。搅臂的最大线速度可达16m／s。立式搅拌机原理与卧式搅浆机相同，立式搅浆机分为上、下两只浆筒，由电动机通过减速器带动搅臂旋转。
图3-11 高压喷射灌浆设备的组装
1—三角架；2—接卷扬机；3—转子流量计；4—高压水泵；5—空气压缩机；6—空口装置；7—搅灌机；8—贮浆池；9—回浆泵；10—筛；11—喷头
（2）灌浆泵。根据高压喷射灌浆的要求，一般压力应大于0.8MPa，流量大于80L／min。单介质喷射时需用较高压力的高压泥浆泵。
HB80型灌浆泵是一种单杠单作用的柱塞泵。
WJG80型搅灌机是搅浆机和灌浆机组装在一起的灌浆专用设备。
几种常见灌浆泵技术性能见表3-4
表3-4 几种常见灌浆泵技术性能表
（3）水泥上料机。水泥上料机有皮带上料机、气动上料机和螺旋上料机等许多种类，工地上常用的是螺旋上料机。螺旋上料机是一种
不带挠性牵引件的输送装置，它的主要部件是螺旋。螺旋体在固定的倾斜输送管（或槽）内旋转，输送各种粉状、粒状、小块状物料。易变质的、黏性大的、易结块的及大块的物料不容易输送。
（4）高压水泵和水管。
1）高压水泵和高压胶管。高压水泵的一般要求为压力20～50MPa，流量50～100L／min。高压喷射灌浆施工中常用的是3D2—SZ系列卧式三柱塞水泵，其特点为：①柱塞直径较小，为了提高泵量而大大提高了柱塞往复次数；②柱塞往复快，因此无吸程而且必须将吸水管水面提高到泵头以上2m左右；③柱塞承受压力高，往复快，要求填料质量好、水质清洁无泥沙。3D2—SZ高压水泵技术规格见表3-5。
表3-5 3D2—SZ高压水泵技术规格
2）高压水管。高压水管一般选用4层或6层的钢丝缠绕胶管。常用的高压水管内径有16mm、19mm、25mm、32mm4种，工作压力30～60MPa。爆破压力一般为工作压力的3倍。胶管的连接可用卡口活接头或丝扣压胶管接头。
（5）空气压缩机。两介质和三介质高压喷射灌浆需要压缩空气和主射流（水或水泥浆）同轴喷射，以提高主射流的效果。高压喷射灌浆常用的YV型活塞式普通空气压缩机，其技术性能见表3-6。
表3-6 常用空气压缩机技术性能
（6）提升、卷扬及旋摆设备。提升、卷扬及旋摆设备包括卷扬机、提升台车、旋摆机构，用于控制喷射流运动，以形成要求性状的凝结体。
1）卷扬机。卷扬机按速度可分为快速、慢速、手摇3种。快速卷扬机又可分为单筒式和双筒式，其钢丝绳牵引速度为20～50m／min，单头牵引力为4～5kN。慢速卷扬机多为单筒式，钢丝绳的牵引速度为7～13m／min，牵引力为30～300kN。高压喷射灌浆施工中常用卷扬机是JD—041型、JB—1型单筒快速卷扬机及JJW—20型单筒慢速卷扬机。
2）提升台车。提升台车用于起下喷射管，固定安装卷扬机和旋摆机构。对提升台车的要求是：①应有足够的承载能力，确保台车的稳定性；②应有合理的高度，移动定位方便准确；③自重轻，便于安装、拆卸和运输。高压喷射灌浆最普遍用的提升台车为4腿塔架型。台车由底盘、塔腿及天轮组成。底盘上放置四根塔腿、卷扬机及孔口装置。底盘的大小和强度应根据施工现场和塔腿稳定进行设计，一般架高18m时，底盘尺寸为3m×5m。台车垂直高度按一次提升喷射装置而定，一般为15～20m，超过20m时，应加拉杆加强。
3）旋摆机构。旋摆机构是使喷射装置定向、摆动和旋转的设备。通常采用的旋摆装置坐落在台车底盘上，其结构如图3-12所示。转盘应用了转盘回转钻机的转盘体，内部为一对伞齿轮。大伞齿轮是绕转盘体的空心轴水平放置水平转动。转盘体上部装置导向卡连接摆臂，转盘的工作转速为5～10r／min。由偏心轮、拉杆、摆臂组成的机件使转动变为摆动。摆动角度根据喷射灌浆要求确定，摆角的大小通过摆臂插入偏心轮的不同预制孔位置而调整。偏心轮上预制孔位置按四连杆机构计算确定，一般按摆角为10°、22°、30°、45°预制孔位，也可根据工程要求专门配置偏心轮。
图3-12 旋摆机构
1—转动伞齿轮；2—摆臂；3—拉杆；4—偏心轮；5—摆动伞齿轮；6—减速机；7—旋摆离合器；8—电机；9—转盘；10—导向卡
（7）喷射装置。喷射装置按射流介质不同可分为单介质（也称单管）、双介质（也称两管）、三介质（也称三管）和多介质喷射装置，由高压水龙头、喷射管及喷头3部分组成。喷头上装有（高压）喷嘴，喷嘴装在喷头的一侧、两侧和底部，喷嘴形式如图3-13所示。(www.xing528.com)
图3-13 喷嘴形式（单位：mm）
（a）圆柱式；（b）收敛圆锥形；（c）流线型；（d）双喷嘴；（e）三重管喷嘴
1）单管喷射装置。单管喷射装置用以输送一种高压浆液，使高压浆液在地层中切割掺搅、升扬和置换土体。单管水龙头安装在喷射管的顶部，它将静止的高压胶管和旋摆的喷射管连接起来，而将高压浆液从胶管输送给喷射管、喷头。单介质喷射管一般采用φ42mm普通地质钻杆，上下连接采用方扣螺纹，螺纹接头处应加铜垫圈，保证有良好的密封性。用于摆动喷射时，应加配销钉孔，在反摆时用以阻止销钉倒移。单介质喷头装在钻杆的最下端。喷头的顶端做成平头或圆锥形。平头型喷头结构，如图3-14所示，端部装有合金块，以利钻进。圆锥型喷头结构如图3-15所示，用45号钢加工而成。圆锥型喷头对黏性土或砂类土等小粒径地层中喷射，较为理想。两种喷头上各装有高压喷嘴两个，喷嘴装在喷头的一侧或两侧，高压射流可横向射入地层。
图3-14 平头型喷头结构
1—喷嘴杆；2—喷嘴；3—钢球；4—钨合金钢块；5—球座；6—钻头
图3-15 圆锥型喷头结构
1—喷嘴套；2—喷嘴；3—喷嘴接头；4—钻头
2）两管喷射装置。两管喷射装置中浆液和压缩空气分别输入喷射管内两根不相通的管道，使压缩空气从外环形喷头的外环形喷嘴喷出而包围在高压喷浆射流的外侧。两管喷射装置如图3-16所示，也由水龙头、喷射管和喷头3部分组成。两管水龙头由外壳和芯管组成。外壳用45号钢制成，内侧为与橡胶管接触部分的粗糙软管，分别与高压泥浆泵和空气压缩机连接。喷射时，外壳不动，芯管随喷射管转动或摆动。两管喷射管有两种不同介质通过，它上接水龙头，下接喷头。两管喷头的侧面设置两个浆、气同轴喷射的喷嘴，高压浆喷射嘴的外面是环状的空气喷嘴，环状间隙为1～2mm。
图3-16 两管喷射装置
1—二管水龙头；2—二管；3—浆管；4—气管；5—喷头
3）三管喷射装置。三管喷射装置如图3-17所示，由三管水龙头、高压喷射管及喷头组成。
图3-17 三管喷射装置
1—三管水龙头；2—三管；3—浆管；4—水管；5—气管；6—喷头
三管高压水龙头是由外壳与芯管两部分组成。外壳上有活接头，用软管与高压水泵、空气压缩机、泥浆泵连接。旋、摆喷射时，芯管旋转，外壳不动。外壳由上、中、下底壳及底盖组成，用45号钢制成。三管法的喷射管能同时输送水、气、浆3种介质，而不互相串通。它有两种形式，一种是三列管［图3-18（a）］，即用直径108mm套管内套3根平行放置的直径不同的管子加工制成，每节喷射管内3根管子用管接头压胶圈连接。三管规格为：水管直径19.5mm，气管直径12.7mm，浆管直径25.4mm。另一种是三重管，由3个不同直径的同心管套装在一起［图3-18（b）］。喷射管上口与水龙头连接，下口与喷头连接。
图3-18 喷射断面
（a）三列管；（b）三重管
三管喷头的结构如图3-19所示，此喷头上装有两组水、气同轴射流的喷嘴。每组喷嘴由两个喷嘴组成，气流喷嘴成环状，套在高压水喷嘴的外侧，其间距为1～2mm，气流喷嘴与高压水喷嘴的轴线必须重合。
图3-19 三喷头结构
4）多介质喷射装置。多介质喷射装置与三介质喷射装置相似，只是在供气方面多一套气粉装置，即用压缩空气将灌浆材料（如水泥粉）携带灌入地层，可为浆、气、粉喷射，也可为水、气、粉或水、气、粉、浆喷射，从而充分改善凝结体结构，提高桩体或墙体质量。
（8）浆液回收设施。浆液回收设施有振动筛、储浆池、回浆泵组成，通常在高压喷射灌浆中回收再利用在孔口产生的大量冒浆。振动筛用以筛除冒浆中的砂、砾石。贮浆池用于贮浆液，其大小根据现场上冒浆量大小确定。回浆泵用于将贮浆池中的浆液输送到搅灌机以重复利用。
（9）监控设备。监控设备是为了在高压喷射灌浆施工中对各种机具与机械设备工作状况及时了解，以便控制施工质量。因此，对水、气、浆的压力与流量、喷射提升速度、冒浆密度等进行记录与整理分析。水、气、浆的压力一般在管路中安装普通压力表进行测量，流量可用相应的流量计测量。通常由于水泵和浆泵是定量柱塞泵，因此一般只需测量气的流量。气量常用LZB50型转子流量计测量。密度用比重秤测定。提升速度用卷尺和秒表定时测量。现在一种可检测浆液密度、浆液压力、浆液流量、水压力、气流量、喷管提升速度、喷管旋转速度7个参数的高压喷射灌浆自动记录仪已经开发出来，并投入生产。
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