一種珊瑚砂固化方法與流程

本發明屬于珊瑚砂固化
技術領域：
，尤其涉及地基工程中的一種珊瑚砂固化方法。
背景技術：
：我國的珊瑚礁主要分布于北回歸線以南的熱帶海岸和海洋中，散布于南海中的島礁絕大部分是由珊瑚礁構成的，礁體厚達2000m以上，根據南沙群島南永1井巖芯地層分析，珊瑚礁17.3m以下已發生成巖變化，形成礁灰巖；17.3m以上為松散未膠結或弱膠結的珊瑚礁碎屑堆積，珊瑚砂是發育于熱帶海洋環境中的一種特殊的巖土介質類型，主要由珊瑚碎屑和其它海洋生物碎屑組成，碳酸鈣含量高，特殊的物質組成，結構和發育環境導致珊瑚砂具有獨特的工程性質，珊瑚砂具有顆粒易破碎，壓縮性較大，地基承載力較低等特性，需要妥善處理。然而隨著全球氣候變暖及人活動的影響逐漸頻繁，珊瑚礁正遭受前所未有的危機，一旦珊瑚砂的流失超過其生長速度，將呈現入不敷出，砂島處于侵蝕狀態，嚴重影響砂島的安全，針對珊瑚砂島所面臨的困境，加強對其保護刻不容緩。目前針對珊瑚砂破壞開展的保護有很多，但大多從生態角度出發，從保護珊瑚的方向進行研究找出了恢復珊瑚生態的關鍵種，并提出移植造礁珊瑚以增加珊瑚空間來彌補恢復珊瑚礁生態系統所需要的時間，由于對于珊瑚砂運動特性的研究不夠深入，針對珊瑚砂島泥沙流失的現象，從泥沙運動的角度，對珊瑚砂島進行防治的實例很少，珊瑚砂與陸源石英砂相比，在物理性質上有著較大的不同，從表觀上看，珊瑚砂所具有的磨圓度差，棱角度高，孔隙率大等特性，將導致水動力作用下珊瑚砂更容易起動，珊瑚砂所具有的活動性將引起珊瑚砂的流失，從而導致珊瑚砂島海岸線蝕退。因而對于珊瑚砂島的保護可以增加珊瑚砂的來源和減少珊瑚砂的流失這兩個角度開展，兩種防治方法的目的都是為了達到平衡甚至生長狀態。一方面可通過生態角度增加珊瑚空間修復珊瑚礁生態系統的方法，從來源入手對珊瑚砂島進行保護；一方面以工程手段進行防護，通過減小流失量以起到保護的目的。隨著我國“提高海洋資源開發能力，發展海洋經濟，保護海洋生態環境，堅決維護國家海洋權益，建設海洋強國”重大部署實施的逐步深入，工程建設逐漸增多，港口航道及機場的建立能較好的解決砂島建筑材料匾乏的局限性，通過工程手段治理珊瑚砂的流失，保護珊瑚砂島的安全成為可能。由于珊瑚砂的流失將威脅島上工程的安全，因而防止珊瑚砂的流失對于開發珊瑚砂島具有更加重要的意義，工程治理進行珊瑚砂島防護應該作為主要的保護來開展。因此一種能提供能在特殊地質珊瑚礁砂質層，對珊瑚砂進行加固處理，并能在預定部位擴徑增加支承力的灌漿方法在珊瑚砂島的建設中有著很大的實際影響價值。技術實現要素：鑒以此，本發明的目的在于提供了一種珊瑚砂固化方法，解決了上述問題。為了達到上述的目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種珊瑚砂固化方法，采用高壓旋噴灌漿裝置進行固化，包括以下步驟：S1、將高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到預設深度范圍；S2、啟動砂漿泵閥門，通過砂漿泵的擠壓將漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在預設深度范圍內邊旋轉鉆頭邊注漿；S3、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。進一步的，所述步驟S1過程中，預設深度范圍為0.5～2米。進一步的，所述步驟S2過程中，在預設深度范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿。進一步的，所述珊瑚砂固化方法包括以下步驟：S1、將上述高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到第一預設深度范圍；S2、啟動砂漿泵閥門，通過砂漿泵的擠壓將漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在第一預設深度范圍內邊旋轉鉆頭邊注漿；S3、將鉆頭提升到第二預設深度范圍，第二預設深度范圍與第一預設深度范圍相比，距離地面較近；S4、在第二預設深度范圍內邊旋轉鉆頭邊注漿；S5、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。進一步的，第一預設深度范圍為a～b，第二預設深度范圍為c～d，其中b＞a＞c，且b＞d＞a。進一步的，所述步驟S2的注漿時間小于所述步驟S4的注漿時間，所述步驟S2的注漿溫度高于所述步驟S4的注漿溫度。進一步的，所述步驟S2的注漿時間為5～10min，漿料溫度為45～60℃；所述步驟S4的注漿時間為15～20min，漿料溫度為30～40℃。進一步的，所述高壓旋噴灌漿裝置包括管道式鉆桿，所述鉆桿底端為鉆頭，所述鉆頭部分設有若干個注漿孔，所述鉆桿頂端設有用于與砂漿泵連接的砂漿管接頭，所述鉆桿外壁設有用于驅動所述鉆桿旋轉的電機。進一步的，所述電機為變速電機。與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明通過鉆孔以及高壓注漿的方法對珊瑚砂進行固化，得到的珊瑚砂混凝土，壓實度好，抗沖擊性能高，大大增強了珊瑚砂基層的抗裂性和抗滲性，形成具一定強度的珊瑚砂混凝土，從而減少珊瑚砂的流失，保持水下地形地貌，并可形成一定強度的基底，為將來在珊瑚礁基礎上進行相應的工程建設提供一種可能性。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的優選實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明高壓旋噴灌漿裝置的結構示意圖。1、注漿孔，2、鉆頭，3、鉆桿，4、變速電機，5、砂漿管接頭具體實施方式以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。參見圖1，本發明提供一種高壓旋噴灌漿裝置，包括管道式鉆桿，所述鉆桿底端為帶有螺紋的鉆頭，以提高鉆孔速度，所述鉆頭部分設有若干個注漿孔，所述鉆桿頂端設有用于與砂漿泵連接的砂漿管接頭，通過砂漿泵的擠壓將粘結漿料輸送至鉆桿，所述鉆桿外壁還設有電機，所述電機驅動所述鉆桿進行旋轉鉆孔，所述電機優選為變速電機，可以調節鉆孔速度，所述變速電機位于所述鉆頭和所述砂漿管接頭之間。采用本發明提供的高壓旋噴灌漿裝置進行固化珊瑚砂，固化速度快，固化性能好。實施例1一種珊瑚砂固化方法，包括以下步驟：S1、將上述高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到預設深度，預設深度為0.5～2米。S2、啟動砂漿泵閥門，將準備好的水泥漿料通過砂漿泵的擠壓，將水泥漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在預設深度0.5～2米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻。S3、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。本發明通過高壓旋噴灌漿裝置可將特種水泥漿料強制滲入珊瑚砂中，形成珊瑚砂混凝土，從而達到固化珊瑚砂的目的。其步驟為首先進行鉆孔，鉆孔達到需求深度后，進行強制旋轉，攪拌珊瑚砂，接著開通砂漿泵灌入準備好的粘結漿料，通過高壓將漿料通過位于鉆頭及鉆桿上的注漿孔噴出，邊旋噴邊提拉鉆桿使粘結漿料擠入珊瑚砂中，以通過生擴散形成珊瑚砂和水泥漿的混合物，從而形成珊瑚砂混凝土。這種方案集鉆孔、旋噴、攪拌、和灌漿為一體同時進行，工藝簡單，經濟合理，便于施工。實施例2一種珊瑚砂固化方法，包括以下步驟：S1、將上述高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到第一預設深度，第一預設深度為1～2米。S2、啟動砂漿泵閥門，將準備好的水泥漿料通過砂漿泵的擠壓，將水泥漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在第一預設深度1～2米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻。S3、將鉆頭提升到第二預設深度，第二預設深度與第一預設深度相比，距離地面較近，第二預設深度為0.5～1米。S4、在第二預設深度0.5～1米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻。S5、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。上述珊瑚砂固化方法中，注漿深度采用分步注漿完成，可以滿足對不同深度的混凝土的應力的要求，混凝效果更佳，且大大提高注漿效率。實施例3一種珊瑚砂固化方法，包括以下步驟：S1、將上述高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到第一預設深度，第一預設深度為1～2米。S2、啟動砂漿泵閥門，將準備好的水泥漿料通過砂漿泵的擠壓，將水泥漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在第一預設深度1～2米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻；為了提高距離地面較深位置的混合效果，該步驟注漿時間要短些，溫度要高些，優選為注漿時間5～10min，漿料溫度為45～60℃。S3、將鉆頭提升到第二預設深度，第二預設深度為0.5～1米。S4、在第二預設深度0.5～1米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻；為了提高不同深度的混合效果，該步驟注漿時間要更長些，溫度要低些，優選為注漿時間為15～20min，漿料溫度為30～40℃。S5、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。上述珊瑚砂固化方法中，由于注漿漿料凝固具有一定的時間效應、溫度效應以及時間和溫度的協同效應，為了提高不同深度混凝土應力的結合效果，優選步驟S2距離地面較深位置的注漿時間小于步驟S4距離地面較淺位置的注漿時間，步驟S2距離地面較深位置的注漿漿料溫度高于步驟S3距離地面較淺位置的注漿漿料溫度。實施例4一種珊瑚砂固化方法，包括以下步驟：S1、將上述高壓旋噴灌漿裝置鉆孔到第一預設深度，第一預設深度為1～2米。S2、啟動砂漿泵閥門，將準備好的水泥漿料通過砂漿泵的擠壓，將水泥漿料輸送至鉆桿，經由鉆頭和注漿孔向珊瑚砂進行擠壓注漿，在第一預設深度1～2米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻；為了提高距離地面較深位置的混合效果，該步驟注漿時間要短些，溫度要高些，優選為注漿時間5～10min，漿料溫度為45～60℃。S3、將鉆頭提升到第二預設深度，第二預設深度為0.5～1.5米。S4、在第二預設深度0.5～1米范圍內旋轉并持續提升和下降鉆桿，邊旋轉鉆頭邊注漿，有利于使該處珊瑚砂與水泥漿料充分混合均勻；為了提高不同深度的混合效果，該步驟注漿時間要更長些，溫度要低些，優選為注漿時間為15～20min，漿料溫度為30～40℃。S5、完成旋噴攪拌工作后，把鉆桿提出，固化后即可得珊瑚砂混凝土。本實施中，第一預設深度為a～b，第二預設深度為c～d，其中b＞a＞c，且b＞d＞a，不同深度混凝土應力的結合效果最佳，抗沖擊性能最好。實施例1至4得到的珊瑚砂混凝土的性能參數如下表1所示：表1實施例抗壓強度/MPa破壞應變/％破壞方式118.12.81脆性破壞221.84.30脆性破壞324.45.06脆性破壞428.66.52脆性破壞在保持實施例4其他條件相同的情況下，針對不同注漿時間和不同注漿溫度，本發明還進行實施例5到實施例8，得到的珊瑚砂混凝土的性能參數如下表2所示：表2從實施例5至8的抗壓強度測試結果可以看出，當第一預設深度注漿時間小于第二預設深度注漿時間，第一預設深度注漿溫度高于第二預設深度注漿溫度時，得到的珊瑚砂混凝土抗沖擊性能較好，但是當第一預設深度注漿時間大于10min或第二預設深度注漿溫度大于40℃時，得到的珊瑚砂混凝土抗沖擊性能明顯下降。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3