CN104264677B - 一种新型恒压注浆装置及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型恒压注浆装置及操作方法，包括储液罐，在所述的储液罐内设有一个搅拌装置，储液罐底部设有与其连通的注浆管道和泄浆管道，顶部设有与其连通的压风管道，在所述的压风管道上设有一个自动压力开关，储液罐侧面设有与其连通的进浆管道和与其连通的液面显示器。储浆罐内下部为浆液，上部为空气，依靠空压机提供空气压力，空气压力转化为浆液压力，空气压力数值与浆液压力数值相同，通过调节空压机的压力便可以实现注浆压力动态调节。随着注浆过程的进行，储浆罐内的浆液体积会相应减小，但是其体积变化速率小于空压机供风速率，储浆罐内的空气压力可维持恒定，实现恒定压力注浆。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型恒压注浆装置及操作方法。
背景技术
注浆法因其占地面积小、施工工期短、机械设备简便、造价低、加固深度易于控制等优点，广泛应用于各类不良地质体灾害治理中，相关领域涉及水利水电工程、交通工程和矿山井下工程。注浆法可分为定压力注浆和定流量注浆，定流量注浆法的浆液流量不变但是注浆压力呈现波动，对破碎围岩或软弱砂土介质扰动性较大，针对稳定性要求较高的被注介质通常采用定压力注浆。
(1)《BullEngGeolEnviron》2011年第70期介绍了土耳其一种罐状注浆装置。该装置主要由压盖、电机、螺旋桨、压力表、储浆罐组成。该装置可对储浆罐中的浆液进行搅拌，防止浆液的絮凝沉积，但该装置设置的电机在储浆罐外部，连接螺旋桨和电机的连动杆通过压盖，影响装置的密封性，同时该装置的压力调节为手动式。
(2)《煤炭科学研究总院》2007年介绍了一种恒压注浆试验装置。试验装置由高压氮气容器、储液容器、压力表、活塞等组成，该装置可在恒压的条件下进行注浆，但该装置的高压氮气有限、储液容器无液面显示器、无法对储液容器中的浆液进行搅拌。
综合分析上述单位的试验装置，还存在以下不足之处：
1.储浆罐中无充装、排泄浆液的管道。
2.储浆罐中无液面显示器、无法观测储浆罐中的液面。
3.储浆罐中的压力不能自动调整。
4.试验装置的承压性和密封性较差。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有装置的不足，提供一种操作简单、高承压性、强密封性、浆液搅拌均匀的新型恒压注浆装置及其试验方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种新型恒压注浆装置，包括储液罐，在所述的储液罐内设有一个搅拌装置，储液罐底部设有与其连通的注浆管道和泄浆管道，顶部设有与其连通的压风管道，在所述的压风管道上设有一个自动压力开关，储液罐侧面设有与其连通的进浆管道和与其连通的液面显示器。
所述的搅拌装置包括一个电机，所述的电机的输出端通过一个连动杆驱动螺旋桨。
所述的电机固定在储液罐的顶部。
所述的注浆管道和泄浆管道通过同一个入口与储浆罐连通。
所述的储液罐上还设有压力表。
所述液面显示器与储浆罐形成闭合回路。
所述搅拌装置内置于储浆罐中。
一种新型恒压注浆装置的操作方法，包括以下步骤：
A.充装浆液，将依据工程设计选定的浆液通过进浆管道充装进储浆罐中，观测液面显示器，达到设计高度时停止充装；
B.压力调节，调整压风管道上的自动压力开关，使储浆罐中的压力达到设计压力；
C.浆液搅拌，开启搅拌机，对浆液进行搅拌；
D.注浆结束后，关闭注浆管道、搅拌机、自动压力开关，通过泄浆管道将储浆罐中的浆液排出。
本发明的工作原理如下：
储浆罐内下部为浆液，上部为空气，依靠空压机提供空气压力，空气压力转化为浆液压力，空气压力数值与浆液压力数值相同，通过调节空压机的压力便可以实现注浆压力动态调节。随着注浆过程的进行，储浆罐内的浆液体积会相应减小，但是其体积变化速率小于空压机供风速率，储浆罐内的空气压力可维持恒定，实现恒定压力注浆。
利用液面显示器可动态观察浆液注入量，通过简单计算可得到浆液注入量随注浆时间的变化曲线，进而可以实现注浆量的精确控制。在注浆过程中，储浆罐内的搅拌机对浆液进行搅拌，从而成功防止试验过程中浆液的絮凝沉积。本发明研究了恒压注浆装置及操作方法，解决了注浆过程中压力波动和储浆罐中浆液絮凝沉积的问题，与现有相比，该装置更加精准可控、在工程实践中可保证注浆压力的恒定、可调。
本发明的有益效果如下：
1、能保证注浆过程中压力恒定；
2、可以通过液面显示器观察浆液液面高度，不至于出现储浆罐中浆液过少或过多的问题；
3、浆液泵入储浆罐中后，内置搅拌机可随时对浆液进行搅拌，能够有效防止浆液絮凝沉积，避免了浆液沉积堵塞注浆管路。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图中1.注浆管道；2.泄浆管道；3.支座；4.进浆管道；5.液面显示器；6.储浆罐；7.电机；8.自动压力开关；9.压风管道；10.电缆密封胶圈；11.连动杆；12.螺旋桨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1中，一种新型恒压注浆装置，主要由外连管道、储浆罐6、内置搅拌机组成；
外连管道包括进浆管道4、泄浆管道2、注浆管道1、压风管道9；储液罐6底部设有与其连通的注浆管道1和泄浆管道2，顶部设有与其连通的压风管道9，在所述的压风管道9上设有一个自动压力开关8，储浆罐6内下部为浆液，上部为空气，依靠空压机提供空气压力，空气压力转化为浆液压力，空气压力数值与浆液压力数值相同，通过调节空压机的压力便可以实现注浆压力动态调节。随着注浆过程的进行，储浆罐6内的浆液体积会相应减小，但是其体积变化速率小于空压机供风速率，储浆罐6内的空气压力可维持恒定，实现恒定压力注浆。
储浆罐6包括支座3、液面显示器5，液面显示器5与储浆罐6形成闭合回路。利用液面显示器5可动态观察浆液注入量，通过简单计算可得到浆液注入量随注浆时间的变化曲线，进而可以实现注浆量的精确控制。
搅拌机包括电机7、电缆密封胶圈10、连动杆11、螺旋桨12，搅拌机内置于储浆罐6中，电机7通过连动杆11连接螺旋桨12，电机7的电线通过电缆密封胶圈10密封在储浆罐6的顶部。搅拌机内置于储浆罐6中。
在注浆过程中，储浆罐6内的搅拌机对浆液进行搅拌，从而成功防止试验过程中浆液的絮凝沉积。
一种新型恒压注浆装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.充装浆液，将依据工程设计选定的浆液通过进浆管道4充装进储浆罐6中，观测液面显示器5，达到设计高度时停止充装；
B.压力调节，调整压风管道9上的自动压力开关8，使储浆罐6中的压力达到设计压力；
C.浆液搅拌，开启搅拌机，对浆液进行搅拌；
D.注浆结束后，关闭注浆管道4、搅拌机、自动压力开关8，通过泄浆管道2将储浆罐6中的浆液排出。
本发明研究了恒压注浆装置及操作方法，解决了注浆过程中压力波动和储浆罐6中浆液絮凝沉积的问题，与现有技术相比，该装置更加精准可控、在工程实践中可保证注浆压力的恒定、可调。
Claims (8)
1.一种新型恒压注浆装置，包括储液罐，在所述的储液罐内设有一个搅拌装置，储液罐底部设有与其连通的注浆管道和泄浆管道，其特征在于：顶部设有与其连通的压风管道，在所述的压风管道上设有一个自动压力开关，压风管道依靠空压机提供空气压力，空气压力转化为浆液压力，空气压力数值与浆液压力数值相同，通过调节空压机的压力实现注浆压力动态调节；随着注浆过程的进行，储浆罐内的浆液体积会相应减小，但是其体积变化速率小于空压机供风速率，储浆罐内的空气压力维持恒定，实现恒定压力注浆。
2.如权利要求1所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：所述的搅拌装置包括一个电机，所述的电机的输出端通过一个连动杆驱动螺旋桨。
3.如权利要求2所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：所述的电机固定在储液罐的顶部。
4.如权利要求1所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：所述的注浆管道和泄浆管道通过同一个入口与储浆罐连通。
5.如权利要求1所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：所述的储液罐上还设有压力表。
6.如权利要求1所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：储液罐侧面设有与其连通的进浆管道和与其连通的液面显示器，所述液面显示器与储浆罐之间形成闭合回路。
7.如权利要求1所述的新型恒压注浆装置，其特征在于：所述搅拌装置内置于储浆罐中。
8.如权利要求1-7任一所述的新型恒压注浆装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.充装浆液，将依据工程设计选定的浆液通过进浆管道充装进储浆罐中，观测液面显示器，达到设计高度时停止充装；
B.压力调节，调整压风管道上的自动压力开关，使储浆罐中的压力达到设计压力；
C.浆液搅拌，开启搅拌机，对浆液进行搅拌；
D.注浆结束后，关闭注浆管道、搅拌机、自动压力开关，通过泄浆管道将储浆罐中的浆液排出。
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