專利名稱：地下純粘土防滲墻面建造方法及材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在地下建造純粘土連續(xù)防滲墻的施工工藝方法及應(yīng)用的材料。
現(xiàn)有技術(shù)是采用護(hù)筒灌注法和分段開(kāi)槽連接法建造地下鋼筋混凝土連續(xù)防滲墻。將流動(dòng)狀態(tài)的混凝土水泥砂漿從筒灌入井孔底部，易造成水泥砂漿與沖洗液(泥漿)混合，使水泥不易凝固，墻段間連接不可靠;在地質(zhì)勘探鉆孔施工中遇到需要進(jìn)行止水、堵漏和護(hù)壁的技術(shù)問(wèn)題時(shí)，目前通常采用全孔灌注水泥砂漿及化學(xué)漿液，待凝結(jié)后再進(jìn)行透孔，或人工制做粘土球投入井孔內(nèi)，再進(jìn)行搗實(shí)，工序繁索，施工難度大，不易掌握，且占用設(shè)備多，作業(yè)面大，施工周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，還存在水泥漿和化學(xué)漿液不易凝固及粘土球投不到井孔底部等問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有通用技術(shù)存在的上述問(wèn)題、缺點(diǎn)。采用如下新的施工工藝方法和應(yīng)用新材料，施工簡(jiǎn)單方便，施工周期短，材料易購(gòu)且便，建造質(zhì)量高，壽命長(zhǎng)的地下純粘土連續(xù)防滲墻。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，采用井孔內(nèi)加壓投放法，將含蒙脫石為主的粘土材料加水予制成粘土柱，投放到井孔底，受壓發(fā)生塑性徑向變形，使天然粘土充滿井孔及裂隙內(nèi)，按一定程序鉆孔，投放形成地下純粘土連續(xù)墻。
造用蒙脫石(AI2〔SI4O10〕(OH)2、nH2O)含量大于60%的天然粘土礦物，加適量水堆放后，將“
”形預(yù)制桶(見(jiàn)

圖1)大口對(duì)接在擠泥機(jī)的出口上(見(jiàn)圖2)，將加水堆放的粘土加入擠泥機(jī)內(nèi)擠制，并擠滿該“
”形桶，制作成桶內(nèi)粘土柱，使該粘土柱的液性指數(shù)為1，容許承載力在70～100Kpa，圖1中的1為桶體，用厚6mm鋼板卷制而成，一端焊上同厚度的鋼板園盤環(huán)2封口，中間焊上Φ89mm的鉆桿鎖接頭3，圖2中的1為擠泥機(jī)，2為粘土，3為“
”形予制桶。
將裝有粘土柱的“
”形予制桶吊入井孔內(nèi)，接上鉆桿，下到井孔底(見(jiàn)圖3)，圖3中1為鉆塔，2為主動(dòng)鉆桿高壓水籠頭，與水泵或泥漿泵相接，3為加壓鋼絲繩，4為鉆桿，5為“
”形予制桶，6為桶內(nèi)粘土柱，7為地層內(nèi)已造成的粘土墻，8為自然地層，9為加壓用付卷?yè)P(yáng)機(jī)，利用付卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩給鉆桿加壓，稱為機(jī)械壓力(↓)，使“
”形予制桶口緊緊地接觸到井孔底，開(kāi)泵送水，循環(huán)液壓力通過(guò)鉆桿內(nèi)傳遞到“
”形桶內(nèi)粘土柱頂部，稱為液壓力(↓)將粘土柱向下強(qiáng)力推動(dòng)，但機(jī)械壓力的作用是不讓粘土柱推出，即在“
”桶內(nèi)機(jī)械壓力與液壓力同時(shí)相反作用，當(dāng)液壓力增加至一定程度時(shí)桶內(nèi)粘土柱被強(qiáng)行推出，并產(chǎn)生經(jīng)向變形，使粘土柱加粗充滿井孔或裂隙，桶內(nèi)粘土柱向下推出(↓)，“
”形桶向上運(yùn)動(dòng)(↑)，在粘土柱被推出的那一時(shí)刻，井孔內(nèi)循環(huán)液被排出孔外，這個(gè)過(guò)程是連續(xù)的，循環(huán)液排出孔外也是連續(xù)的，所以在粘土內(nèi)、孔內(nèi)不能封存泥漿，實(shí)現(xiàn)建造粘土墻和止水、堵漏、護(hù)壁的目的。
其機(jī)械壓力和液壓力的大小采用下列公式具體計(jì)算確定T＞1.53×10-2πr2〔R〕P ＞98Tπ r2-2πr · h · u · tgφ]]>在用上述操作進(jìn)行止水、堵漏、護(hù)壁時(shí)見(jiàn)圖4，其原理操作與上述一致，1為井孔，2為自然地層，3為“
”形予制桶，4為桶內(nèi)粘土柱，5為自然地層中的裂隙，6為已被粘土封堵的裂隙，達(dá)到止水、堵漏、護(hù)壁的目的。
在用上述操作方法建造地下純粘土連續(xù)墻時(shí)，應(yīng)首先定出墻體軸線，沿線定出井孔位置，按裝鉆機(jī)，采用常規(guī)鉆進(jìn)工藝，打成井孔，采用上述兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行單孔成柱，用連環(huán)鉆孔鉆挖～“單孔進(jìn)三退一”施工程序(見(jiàn)圖5)，造成地下純粘土連續(xù)墻，圖3中右側(cè)7為已造成的粘土墻，左側(cè)8為自然地層。
本發(fā)明的效果是采用純天然粘土礦物為材料，用井孔內(nèi)加壓投放法建造的地下純粘土連續(xù)墻，因加壓投放的連續(xù)進(jìn)行，循環(huán)液(泥漿)能連續(xù)排出井孔外，泥漿與純粘土不能混合，投放可靠，機(jī)械化作業(yè)程度高，能分工合作，提高工作效率在四倍以上，材料便宜、造價(jià)低，成墻質(zhì)量好、墻體連續(xù)性好、塑性好、防滲性強(qiáng)，抗地震、抗變形、抗風(fēng)化、抗腐蝕，粘土墻壽命長(zhǎng)。用于地質(zhì)勘探復(fù)雜鉆孔技術(shù)處理時(shí)(包括止水、堵漏、護(hù)壁)，較現(xiàn)有技術(shù)簡(jiǎn)便易行，施工周期短，技術(shù)處理效果可靠。
圖1預(yù)制桶示意2擠泥機(jī)與預(yù)制桶連接示意3井孔底粘土柱加壓投放法成墻示意4止水、堵漏、護(hù)壁效果示意5施工程序示意圖實(shí)施例本發(fā)明92年8月在山東省三山島金礦尾礦庫(kù)防滲治理工程已得到應(yīng)用，采用上述工藝方法和材料成功的建造了長(zhǎng)180米，深6.5～8米，厚0.3～0.5米的地下純粘土連續(xù)墻，經(jīng)多種手段的檢驗(yàn)，所建造的墻體技術(shù)參數(shù)是1.墻體抗側(cè)向靜水壓力差為250Kpa，2.墻體強(qiáng)度即容許承載力70～100Kpa，3.墻體滲透系數(shù)在2×10-7～4×10-7cm/S，4.墻體為塑性狀態(tài)，液性指數(shù)為1。并經(jīng)過(guò)驗(yàn)收一致認(rèn)為此工程設(shè)計(jì)合理，施工技術(shù)可靠，墻體連續(xù)完整性好，防滲性好、塑性好、抗震、抗風(fēng)化、抗腐蝕性好，永久性好，造價(jià)低，可在污染防滲治理工程中得到廣泛推廣應(yīng)用，可用于現(xiàn)代新型垃圾場(chǎng)的防滲處理，可用于水庫(kù)壩下、地下水庫(kù)防滲處理。
權(quán)利要求
1.一種地下純粘土防滲墻的建造方法，其特征在于將裝滿塑性粘土柱的“
”形予制桶吊入井孔內(nèi)，采用加壓投放法(即在鉆機(jī)機(jī)械壓力和液壓力的共同作用下)，強(qiáng)力推出塑性粘土柱，使之產(chǎn)生經(jīng)向變形，充滿井孔及裂隙，定出墻體軸線和孔位，采用常規(guī)鉆進(jìn)工藝打成井孔，單孔成柱，按連環(huán)鉆挖～“單孔進(jìn)三退一”程序建造地下純度粘土連續(xù)墻。
2.按照權(quán)利要求1所述的塑性粘土柱，其特征是選用蒙脫石含量大于60%的天然粘土礦物為基料，加適量水用擠泥機(jī)擠制，并擠滿“
”形予制桶，桶內(nèi)粘土柱液性指數(shù)為1。
3.按照權(quán)利要求1所述的井孔內(nèi)加壓投放法，其特征在于鉆機(jī)的機(jī)械壓力與液壓力用下兩個(gè)公式計(jì)算確定T＞1.53×10-2πr2〔R〕P ＞98Tπ r2-2πr · h · u · tgφ]]>也可用于地質(zhì)勘探復(fù)雜鉆孔技術(shù)處理，包括止水、堵漏、護(hù)壁。
4.按照權(quán)利要求1所述地下純粘土連續(xù)墻，其特征在于采用權(quán)利要求2、3方法建造的地下純粘土連續(xù)墻體參數(shù)為①墻體抗側(cè)向靜水壓力差為250Kpa，②墻體強(qiáng)度即容許承載力70-100Kpa，③墻體滲透系數(shù)在2×10-7～4×10-7cm/S，④墻體為塑性狀態(tài)，液性指數(shù)為1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在地下建造連續(xù)防滲墻的新工藝施工方法及應(yīng)用的新材料。解決了現(xiàn)有技術(shù)中水泥不易凝固，墻段間連接不可靠及在復(fù)雜鉆孔中遇到需止水、堵漏及護(hù)壁的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明是采用塑性粘土柱孔內(nèi)加壓投放法，單孔成柱，連環(huán)鉆孔、投放粘土柱成墻，選用以含蒙脫石為主的粘土礦物為基料，建造地下連續(xù)防滲墻。解決污染源防滲及水庫(kù)防滲和復(fù)雜鉆孔中出現(xiàn)問(wèn)題的技術(shù)處理。井孔內(nèi)加壓投放的機(jī)械壓力與液壓力采用下式計(jì)算確定
文檔編號(hào)E02D29/02GK1075523SQ92106760
公開(kāi)日1993年8月25日 申請(qǐng)日期1992年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月30日
發(fā)明者王文璟, 胡玉祿, 張景康, 凌明新, 范魏興 申請(qǐng)人:胡玉祿, 王文璟, 張景康