CN1003086B - 储能注浆技术及比例注浆器 - Google Patents

Abstract

储能注浆方法用于地下工程双液单系统壁内小剂量化学注浆，使聚合物在被灌体内合理地分布，有效地控制了浆液流失，又保证了浆液的扩散，达到防水堵漏的目的。比例注浆器利用压气储能多通道输送浆液，注浆时无逆止阻力，可以灌注多种化学注浆材料，做多程序综合注浆，闭浆时无串浆现象，能够使用１秒钟胶凝的速凝浆液，采用封闭式装置，避免了施工毒性。

Description

储能注浆方法及比例注浆器

本发明是井巷工程中封堵渗漏水的化学注浆方法及注浆机具。

近年来，在化学灌浆应用上，日益发展着一种小剂量化学注浆工艺。主要是用于地下井巷工程薄壁挡水结构的壁内注浆。采用这种工艺的场合，多数情况是场地狭窄，通风不良，动力难以输入，浆液充填范围有限，容易流失。因此要求注浆工艺具有多种针对性。机具轻便，易于操作，自带动力，不污染现场环境。

目前，小剂量化学注浆作业多沿用大型化灌的工艺和机具。通常采用的泵压注浆，其工艺特点是注浆的初始压力小，浆液随着注浆压力增大是由近及远地逐步扩散，浆液的胶凝时间比较长，一般不小于20秒。因此在薄壁结构内注浆，浆液扩散到了贯穿的孔缝，便要造成跑浆浪费和环境污染。同时机具也比较笨重，注浆后要立即冲洗，有废液排放。

本发明的目的，是采用一种注浆方法，根据注浆材料的特性和防水施工的目的，组合各种有针对性的工艺流程，控制浆液有效地扩散，其聚合物充填在被灌体内分布合理。同时，设计一套便携式注浆装置，将浆液密封地带入现场，施行全封闭式注浆操作，保护现场环境，保障工人健康。

本发明储能注浆方法，是将多种注浆材料分储于四个并连着的压浆罐内，共用一个压力源，用四条管道将压浆罐连接于比例注浆器的两侧。在注浆之前，将压浆罐内的压力充气提高到比被灌部位阻力大2公斤/平方厘米以上的状态。在一次注浆过程中，转动比例注浆器内的芯管，便可调节比例注浆器一侧的两组浆流的输出比例;或先后注进比例注浆器两侧的不同的注浆材料，它们的聚合物也是先后有序的充填在被灌体内。这样可根据浆材的特性和注浆目的，组合多种工艺流程，以满足防水施工的多种需求。

本发明的比例注浆器，是一种多通道输送浆液、多功能的轻型注浆机具，由几只并联的压浆罐与一只多功能的比例注浆器组装而成。位于注浆器内腔中心的是不锈钢芯管（5），它的外面包裹着聚四氟乙烯套塞（4），芯管尾部安装刻度盘（3），芯管内设置一根中空的探棒（2），探棒侧壁有掣动键（1）控制与芯管离合。套塞将芯管密封于器壳（6）内，在套塞两侧各开二只输浆孔（7），通过注浆器壳上的螺孔与四条输浆管连接。在芯管的一侧开二只输浆孔，与套塞两旁侧壁上输浆孔的位置相对应，注浆时转动芯管，浆液由套塞上的输浆孔导入，经芯管上二只输浆孔控制启闭，进入芯管内混合，形同同时调节二只旋塞阀门。在注浆时调节它们的开度，便可调节两组浆液的输出比例，由刻度盘显示，极易操作掌握。转动芯管还能有选择地导入某一侧的二组浆液。探棒内可根据需要导入高压水流或清洗液，由顶端的触发开关（8）控制。

储能注浆方法的特点是注浆压力与注浆程序同步配合，浆液在被灌体内扩散，先后的序列不变，能够在一次注浆过程中组合出几种工艺流程，先后或交替地注进几种不同的注浆材料，使各种浆材的特性得到较好的发挥，并使它们的聚合物合理地分布、致密地充填在被灌部位。特别适合使用短时间（1秒钟）胶凝的浆液，并能在1秒钟内完成注浆、调节输浆比例、更换注浆材料或交替地使用两种配比的浆液、闭浆、清除注浆器内腔剩余的少量混合浆液、探测注浆效果等的一系列动作。

采用本发明储能注浆方法和比例注浆器注浆，用于国防、人防工程、涵洞、煤矿井巷及铁路隧道等薄壁结构的堵漏，与现行的泵压注浆工艺和柱塞泵注浆比较，可节约注浆材料90%，减少操作人员75%;机具重量减轻90%;实现了封闭式操作，避免了施工时毒性污染，比例注浆器的管路简单，制造容易，操作和维修方便;不依赖能源，可手动充气储能，供一个人背负作业。

下面结合附图，对本发明的实施方式作进一步描述。其中

图1是本发明的比例注浆器的纵剖面图

图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面

图3是图1的Ⅱ-Ⅱ剖面

储能注浆方法可实现如下工艺：使用1-2秒速凝的浆液，在被灌体内扩散一定的范围便迅速凝胶，形成一个封闭的凝胶圈，后续注浆便是在这个封闭的圈子内由外向内一层层地胶凝，有效的控制了浆液流失;在注浆的中后期，调节输浆比例，加大浆液浓度，使聚合物强度增加，而这些强度较高的聚合物就分布在注孔周围，增强了阻水效能;在闭浆时，使不含引发剂的一组浆液后截止，注浆机具的内腔等于经过一次冲洗，具有一定的自清性能。或在闭浆后导入清洗液，使注浆机具在封闭的情况下冲洗干净，效率高，污染少;交替地注进缓凝浆液和速凝浆液，当缓凝浆液扩散到贯穿的孔缝发生跑浆时，立即换用速凝浆液注进，先头的跑浆能诱导后续注进的速凝浆液，直接迅速地到达跑浆部位，快速封堵住流失浆液的孔道，在速凝浆液尚未胶凝时，迅速恢复缓凝注浆，这时注进的缓凝浆液对速凝浆液的后部起着一定的缓解作用，使注孔附近的输浆孔道不被速凝浆液封堵，保持通畅，让后续注进的缓凝浆液仍能继续扩散，为消除混凝土结构的壁面渗漏，提供了一种有效的方法;大多数化学注浆材料的聚合物，不适应干湿交替或冻融交替的环境，本发明储能注浆方法，可以在注浆后期更换稳定性强的材料注进，将化学凝胶封堵在结构的内部。

上述几种储能注浆方法的实施例，只须将比例注浆器的结构作如下实施便能实现：用1Cr18Ni9Ti不锈钢制作芯管（5），壁厚等于1毫米，用聚四氟乙烯做套塞（4），将芯管密封于套塞中，压入铸铝的注浆器壳（6）内，芯管与套塞取滑动配合。在套塞中轴线的两侧各开二只输浆孔（7），孔芯沿轴线相距L。在芯管的一侧开一大一小的二只输浆孔，孔心沿轴线也相距L，小孔的直径与套塞上四个孔的直径相等，都是等于芯管内径的三分之一，大孔直径比小孔直径加大一倍。并将大孔设置在靠近刻度盘（3）的一端，探棒（2）末端有手柄，中部开一条横向的螺线形卡槽，顺时针转动探棒手柄，可带动芯管与探棒同步转动，逆时针转动手柄，芯管尾端的掣动键（1）便与探棒脱开，使探棒能在芯管内腔插进或抽出。注浆操作时，先让掣动键楔进卡槽，顺时针转动手柄，带动芯管有选择地启用注浆器某一侧的两组浆液。同时也能利用芯管上的大孔和小孔，调节导入的流量相等或等于某一比例、或先导入某一组浆液、或让某一组浆液后截止。闭浆后推进探棒，将芯管内的剩余浆液也推进注孔。抽出探棒，可探测注浆效果，灌注粘结性强的浆液，可利用探棒顶端的触发开关（8）控制，导入清洗液，使比例注浆器内腔恢复通畅。

Claims (2)

1、一种化学注浆方法，利用压气做动力，其特征是在一个注孔内的一次注浆过程中，先储积一定的、大于被灌部位阻力的压力，并在注浆同时调节两组浆液的输出比例或更换注浆材料。

2、一种实现权利要求1所述注浆方法的比例注浆器，其特征是四只并联的压浆罐共用一个压力源，分别用四条输浆管道通向这只注浆器，注浆器的不锈钢芯管密封在聚四氟乙烯的套塞中心，压入注浆器壳内，芯管内设置一根探棒，探棒与芯管、芯管与套塞均取滑动配合，套塞中轴线两侧各开有二只输浆孔，孔芯沿轴线相距L，芯管一侧开一大一小二只输浆孔，孔心沿轴线也相距L，小孔直径与套塞四孔直径相等，都等于芯管内径的三分之一，大孔直径是小孔直径的二倍。

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