CN106837378A - 免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备 - Google Patents

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Abstract

免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备包括孔口管，孔口管一端通过快速法兰接头与圆盘连接，圆盘远离孔口管一侧安装进浆管和出浆管，进浆管通过浆液混合器分别与水泥浆液管道和控制液管道相通，浆液混合器能够调节水泥浆液与控制液的混合比例，出浆管上安装阀门，进浆管和出浆管均与孔口管相通，孔口管内设置注浆管，注浆管一端与进浆管连通，注浆管的长度大于孔口管的长度。水泥浆液管道和控制液管道上均安装单向阀。不需设置止浆墙，解决了现有注浆工艺中设置止浆墙施工耗时长、成本高的问题，能够杜绝由于孔口管周边裂隙发育而导致岩面溢浆的现象，保证注浆压力等。

Description

免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备
技术领域
本发明涉及一种隧道围岩注浆施工技术，具体地说是一种免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备。
背景技术
随着高速公路、铁路等大规模基础设施的建设，在复杂地质条件下修建的隧道工程也越来越多。在这类复杂地质条件下进行隧道和地下工程施工时，由于采取爆破或人工开挖，会扰动围岩，改变地下水的流动状态，破坏了围岩的原始力学状态和地下水平衡体系，易引发隧道内坍塌、突泥、涌水等灾害，造成不可估量的工期延误并危及人员、设备安全，严重时引起地表塌陷，地下水位降低，影响隧址区居民正常的生产、生活。目前，国内外常用的地层加固与堵水的方法为注浆法，注浆实质是将具有凝结能力的浆液利用注浆设备将其注入地层或隧道围岩的裂隙、孔隙或孔洞中，以填充、渗透、压密等方式挤走土颗粒间或岩石裂隙中的水分，待浆液凝结硬化后，使隧道围岩或土体形成一个抗渗性能好、强度较高的整体，以达到填充、加固或堵水的目的，为支护结构的施工赢得时间、创造条件。国内目前常用的隧道超前帷幕注浆加固多采用混凝土止浆墙止浆，钻机多次成孔，材料采用水泥单液浆或水泥-水玻璃双液浆，该工艺的缺点有：其一，止浆墙施作工序多、工期长、成本高，若为柱面或球面型混凝土止浆墙，施工将更为复杂；其二，注浆液容易从孔口流出，影响注浆压力，使浆液无法进入地层，注浆效果难以保证；其三，双浆液比例不易控制，注浆管易堵塞。
发明内容
本发明的目的是提供一种免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，它能够解决现有技术存在的问题。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：包括孔口管，孔口管一端通过快速法兰接头与圆盘连接，圆盘远离孔口管一侧安装进浆管和出浆管，进浆管通过浆液混合器分别与水泥浆液管道和控制液管道相通，浆液混合器能够调节水泥浆液与控制液的混合比例，出浆管上安装阀门，进浆管和出浆管均与孔口管相通，孔口管内设置注浆管，注浆管一端与进浆管连通，注浆管的长度大于孔口管的长度。水泥浆液管道和控制液管道上均安装单向阀。注浆管的外径为进浆管外径的1/3-1/2，注浆管通过变径接头与进浆管连接。孔口管外壁设有麻丝包裹层，麻丝包裹层的长度为80cm-120cm。麻丝包裹层的外轮廓为纺锤形。
本发明的优点在于：不需设置止浆墙，解决了现有注浆工艺中设置止浆墙施工耗时长、成本高的问题，能够杜绝由于孔口管周边裂隙发育而导致岩面溢浆的现象，保证注浆压力等。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
本发明所述的免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备包括孔口管1，孔口管1一端通过快速法兰接头2与圆盘6连接，圆盘6远离孔口管1一侧安装进浆管4和出浆管5，进浆管4通过浆液混合器8分别与水泥浆液管道11和控制液管道12相通，浆液混合器8能够调节水泥浆液与控制液的混合比例，出浆管5上安装阀门9，进浆管4和出浆管5均与孔口管1相通，孔口管1内设置注浆管7，注浆管7一端与进浆管4连通，注浆管7的长度大于孔口管1的长度。使用时，用钻机在原围岩上钻出2.5m-3.0m深的孔，退出钻杆；然后将孔口管1顶入孔内，关闭出浆管5上的阀门9，由浆液混合器8向进浆管4通入水泥浆液与高分子控制液混合形成的混合浆液，直至达到设计注浆量。混合浆液经过注浆管7从靠近孔底的位置喷出，一部分通过隧道围岩的裂隙、孔隙或孔洞渗透入岩层，对岩层起到填充、加固或堵水的目的，另一部分返流至孔口，上述过程实现后退式注浆，混合浆液以填充、渗透、压密等方式挤走土颗粒间或岩石裂隙中的水分，待混合浆液凝结硬化后，使隧道围岩或土体形成一个抗渗性能好、强度较高的整体，以达到填充、加固或堵水的目的，为支护结构的施工赢得时间、创造条件。注浆管7的长度大于孔口管1的长度，可使混合浆液充分进入孔口管1外周与岩壁之间的缝隙内，避免孔口管1外周与岩壁间出现浆液死角从而产生空腔。注浆过程中如出现孔口周边围岩裂隙或孔口冒浆，则通过浆液混合器8增加混合浆液中高分子控制液的比例以调整浆液凝结时间，待后续调整好的浆液溢出后打开出浆管5上的阀门9，此时减缓进浆量以减小周边围岩冒浆的压力，待周边围岩裂隙溢出的浆液凝固后，关闭出浆管5上的阀门9，将混合浆液的比例调整回原始比例，继续注浆，若仍有溢浆现象，可按以上步骤重复操作，达到止浆的目的。达到设计注浆量后，通过孔口管1上的法兰快速接头2将圆盘6和圆盘6上安装的进浆管4、出浆管5和注浆管7一同拆下，使用钻机对该注浆孔进行扫孔，扫孔深度控制在5m-15m。然后将圆盘6和圆盘6上安装的进浆管4、出浆管5和注浆管7一同装回孔口管1上，通过法兰快速接头2与孔口管1连接，向扫孔产生的新孔内继续注浆至达到设计注浆量，上述步骤重复进行直至注浆加固至设计深度以完成该孔的注浆作业。法兰快速接头2能够便于多次拆装圆盘6，提高整个注浆过程的的便捷性和效率，还有利于降低施工人员的劳动强度。
本发明为了防止孔内压力过大而造成浆液混合器8内部混合浆液反流，可在所述水泥浆液管道11和控制液管道12上均安装单向阀13。
本发明为了便于取出注浆管7，可采用下述结构：所述注浆管7的外径为进浆管4外径的1/3-1/2，注浆管7通过变径接头14与进浆管4连接。该结构可减少注浆管7外壁的面积，减少注浆管7外壁与凝固的混合浆液之间的附着力，确保注浆管7能够顺利取出，混合浆液从进浆管4进入注浆管7时，管道的变径会对混合浆液产生加压的效果，将混合浆液挤压紧实，对岩壁起到更好的加固效果。另外，变径接头14和注浆管7从孔口管1内取出后可在凝固的混合浆液内形成外大内小的变径孔洞，该变径孔洞可对下一步进行扫孔作业的钻机钻头起到定位作用，确定钻头的初始位置及进给方向，使扫孔作业操作更加方便，可避免扫孔时钻头方向出现偏差。
本发明为防止孔口管1在孔内移动或脱出，可在孔口管1外壁设有麻丝包裹层3，麻丝包裹层3的长度为80cm-120cm。麻丝包裹层3由麻丝缠绕形成，注浆过程中，麻丝吸水会发生膨胀，充分填实孔口管1与孔壁之间的缝隙，为进一步增强麻丝包裹层3与孔壁的附着力，还可在安装孔口管1之前在麻丝包裹层3外表面涂覆水泥浆液。所述麻丝包裹层3的外轮廓优选为纺锤形。当钻孔的直径偏大或偏小时，纺锤形的麻丝包裹层3均能够顺利进入孔内，因此可降低施工中对钻孔精度的要求。

Claims (5)

1.免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，其特征在于：包括孔口管（1），孔口管（1）一端通过快速法兰接头（2）与圆盘（6）连接，圆盘（6）远离孔口管（1）一侧安装进浆管（4）和出浆管（5），进浆管（4）通过浆液混合器（8）分别与水泥浆液管道（11）和控制液管道（12）相通，浆液混合器（8）能够调节水泥浆液管道（11）和控制液管道（12）输送来的水泥浆液与控制液的混合比例，出浆管（5）上安装阀门（9），进浆管（4）和出浆管（5）均与孔口管（1）相通，孔口管（1）内设置注浆管（7），注浆管（7）一端与进浆管（4）连通，注浆管（7）的长度大于孔口管（1）的长度。
2.根据权利要求1所述的免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，其特征在于：水泥浆液管道（11）和控制液管道（12）上均安装单向阀（13）。
3.根据权利要求1所述的免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，其特征在于：注浆管（7）的外径为进浆管（4）外径的1/3-1/2，注浆管（7）通过变径接头（14）与进浆管（4）连接。
4.根据权利要求1所述的免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，其特征在于：孔口管（1）外壁设有麻丝包裹层（3），麻丝包裹层（3）的长度为80cm-120cm。
5.根据权利要求4所述的免止浆墙分段扫孔后退式控制性注浆设备，其特征在于：麻丝包裹层（3）的外轮廓为纺锤形。
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