CN109209289A - 一种用于封堵高压地下水的灌料装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于防水工程施工技术领域，具体涉及一种用于封堵高压地下水的灌料装置，能够实现深层封堵住包括深挖井、勘探井在内的高压地下水，本发明的主要设备包括有排气管、注料钢管、盛料袋、固定扣、排料口、过滤海绵、压力表、泵车、流量表、注料内管，具体使用流程如下，测水压和井深、制备注料钢管和排料口、捆扎盛料袋和固定扣、然后将注料内管置于注料钢管内向盛料袋喷注混凝土，直至盛料袋贴紧井壁，其主体结构简单设计构思巧妙，使用安全方便，能够实现高压地下水的顺利封堵，应用环境友好，市场前景广阔。

Description

一种用于封堵高压地下水的灌料装置

技术领域:

本发明属于防水工程施工技术领域，具体涉及一种用于封堵高压地下水的灌料装置，能够实现深层封堵住包括深挖井、勘探井在内的高压地下水。

背景技术：

目前，在修建地下隧道、地下硐室、地铁或者其他地下建筑工事时，通常需要先进行地质勘探，在进行地址勘探时，通常会打深度达60米的勘探井，在勘探完毕后，这些勘探的井在较深处具有极高压的地下水，对后续的地下施工有较大的影响，同时在一些其他与勘探井深度接近的深挖井的地方，如何处理深挖井高压的地下水，以避免影响该地段的施工，也是一个难题。现有技术通常在勘探井和深挖井井口附近几米处能够做到封堵，对更深层的地下水无法克服其高压，无法进行封堵，但是在施工过程中，地下隧道、地下硐室、地铁等有时需要施工到较深的地下处，浅层深度的封堵则完全无法满足施工需要，会有地下水上涌至施工面导致无法施工。如何处理施工过程中高压地下水的危害，已经成为目前乃至今后施工中的关键技术问题之一。为解决上述问题，现有技术中一种做法是对高压地下水进行灌浆处理，通常采用化学灌浆、水泥灌浆、水泥-水玻璃双液灌浆，化学灌浆存在对环境有污染，灌浆效果不明显，成本偏高等问题，而双液灌浆目前采用的方法是各自独立地往钻孔中灌，不仅在浆液凝固时间上难以控制，特别是在高压地下水灌浆处理中，来不及凝固的双液浆极易被高压水射流稀释冲走，达不到预期的灌浆目的。一种是往井深处高压快速注入快干水泥，但是由于水压和水量过大，水泥中的快干成分被快速稀释，导致水泥只能凝结成较小颗粒块，并浮于水上面，无法凝结成完整的混凝土结构。同时，在水的高压之下，水泥浆和石子分离，水泥漂浮在上，石子在下，根本无法凝结，因此设计制备一种用于封堵高压地下水的灌料装置，通过该装置能够实现在高压地下水的条件下完成水泥浆料的注入与成型，实现对深层高压地下水的封堵，以顺利完成后续的地下施工工作。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，需求设计一种用于封堵高压地下水的灌料装置，能够实现深层高压地下水的顺利封堵，并使水泥浆料顺利凝固，不被地下水冲散。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现，本发明涉及一种用于封堵高压地下水的灌料装置，通过如下技术方案实现：用以进行灌注混凝土的注料钢管为空心直管状结构，注料钢管用以置于深挖井或勘探井中，作为灌注混凝土的引导管，注料钢管的长度以长于深挖井或勘探井1米为宜，在注料钢管固定设置有用以排气的过滤海绵，过滤海绵在阻隔混凝土排出的通时能够使混凝土中的气体在高压挤压下排出，以提高混凝土的密封性，在过滤海绵排气一端连接有金属外壳的排气管，金属外壳以防止排气管被混凝土挤压难以排气，排气管的出气口一端延伸至深挖井或勘探井中的上部，用以导出从过滤海绵处排出的气体，在注料钢管的外侧套有用以盛装混凝土的盛料袋，盛料袋能够防止混凝土被冲散，以确保混凝土顺利凝固，盛料袋采用粗麻制成，盛料袋厚度需要大于5mm，以提高其牢固性，由于深挖井或勘探井的内部被高压地下水冲刷成不规则形状，所用盛料袋的口径为深挖井或勘探井平均内径的两倍及以上，以确保在灌注水泥后，盛料袋和盛料袋内的混凝土能够完全紧贴深挖井或勘探井的内壁，以完成对高压地下水的密封，盛料袋的底端和顶端均通过固定扣固定在注料钢管上，以对盛料袋的底端和顶端进行封口，在中间盛料袋的中间处还设置有至少一组固定扣，将盛料袋分割成两个以上独立空间，由于深处地下水压力过大，为防止在初始注入部分混凝土时，高压地下水将盛料袋连同混凝土直接冲至上方，通过将盛料袋分割成两个以上独立空间的方式进行分部分注入混凝土，以便于在高压地下水的条件下混凝土能够尽快充满盛料袋并紧贴井壁并凝固成型，在注料钢管的管路上设置有两组以上用以将混凝土注入盛料袋的排料口，排料口为直接在注料钢管上进行贯穿式开口的结构，在盛料袋与固定扣配合形成的每个独立空间里均有一组排料口，注料钢管的上端与注料内管的输出端连接，注料内管的输入端与用以进行高压输送混凝土的泵车连接，泵车上设置有显示输料速度的流量表和输料压力的压力表，注料内管与泵车连接一端为可弯折的软管结构，与注料钢管连接一端为钢管结构，钢管结构部分的外径与注料钢管的内径相同，并能够沿着注料钢管向下自由延伸，首先延伸至最下端排料口的上部进行注料，在将最下端盛料袋和固定扣空间注满后，通过流量表的变化来观察是否注满，注满后将注料内管向上移动至靠上的排料口的上部进行再次注浆，直至盛料袋全部注浆完成。

进一步的，本发明中的排气管的最佳直径为10-30mm。

进一步的，本发明中的排料口依据排料速度确定，直径范围为50mm以上并且小于注料钢管的直径。

本发明涉及的一种用于封堵高压地下水的灌料装置的具体使用方法按照如下步骤进行：

S1、先测得所需封堵的高压地下水的深度和水压，记录备用；

S2、选择合适深度的注料钢管和合适长度的盛料袋，然后确定盛料袋所需分割的独立空间数量；

S3、根据盛料袋所需分割的独立空间数量在注料钢管上进行对应数量的开孔来作为排料口；

S4、将盛料袋通过固定扣进行绑扎，然后将注料钢管的尾端安装过滤海绵和排气管；

S5、将注料内管的尾端塞入注料钢管直至最下端的排料口的上部为止；

S6、将注料钢管的尾端沿待封堵的深挖井、勘探井向下放置直至达到需填埋深度处；

S7、开启泵车开关然后调节压力表至2倍所测水压，开始喷注混凝土，2倍所测水压的确定符合动量定理，能将地下水有效地推到基岩孔隙深处；

S8、持续灌注混凝土同时关注流量表，直至流量表减慢并将接近于0，表示最下的盛料袋的独立空间已经注满，盛料袋的袋壁已贴紧井壁；然后向上移动注料内管来对上部的独立空间进行注料，直至注满所有的盛料袋的独立空间；

S9、喷注混凝土完毕后，关闭泵车，撤出注料内管，同时切断多余的注料钢管和排气管，将深挖井、勘探井的上部采用混凝土抹平。

本发明与现有技术相比，取得的有益效果如下：通过盛料袋来盛装混凝土，能够有效避免混凝土被高压水冲散；独创性的采用了固定扣将盛料袋分为多个独立的空间并分别灌注混凝土的方式，能够有效避免将底部的混凝土连同盛料袋一起向上冲起，提高了混凝土的抗冲击能力，使混凝土能够顺利凝结成型以完成封堵，其主体结构简单设计构思巧妙，使用安全方便，能够实现高压地下水的顺利封堵，应用环境友好，市场前景广阔。

附图说明：

图1为发明涉及的用于封堵高压地下水的灌料装置的主体结构原理示意图。

图示：排气管1、注料钢管2、盛料袋3、固定扣4、排料口5、过滤海绵6、压力表7、泵车8、流量表9、注料内管10。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步描述：

实施例：

本实施例涉及一种用于封堵高压地下水的灌料装置，通过如下技术方案实现：用以进行灌注混凝土的注料钢管2为空心直管状结构，注料钢管2用以置于深挖井或勘探井中，作为灌注混凝土的引导管，注料钢管2的长度以长于深挖井或勘探井1米为宜，在注料钢管2固定设置有用以排气的过滤海绵6，过滤海绵6在阻隔混凝土排出的通时能够使混凝土中的气体在高压挤压下排出，以提高混凝土的密封性，在过滤海绵6排气一端连接有金属外壳的排气管1，金属外壳以防止排气管1被混凝土挤压难以排气，排气管1的出气口一端延伸至深挖井或勘探井中的上部，用以导出从过滤海绵6处排出的气体，在注料钢管2的外侧套有用以盛装混凝土的盛料袋3，盛料袋3能够防止混凝土被冲散，以确保混凝土顺利凝固，盛料袋3采用粗麻制成，盛料袋3厚度需要大于5mm，以提高其牢固性，由于深挖井或勘探井的内部被高压地下水冲刷成不规则形状，所用盛料袋3的口径为深挖井或勘探井平均内径的两倍及以上，以确保在灌注水泥后，盛料袋3和盛料袋3内的混凝土能够完全紧贴深挖井或勘探井的内壁，以完成对高压地下水的密封，盛料袋3的底端和顶端均通过固定扣4固定在注料钢管2上，以对盛料袋3的底端和顶端进行封口，在中间盛料袋3的中间处还设置有至少一组固定扣4，将盛料袋3分割成两个以上独立空间，由于深处地下水压力过大，为防止在初始注入部分混凝土时，高压地下水将盛料袋3连同混凝土直接冲至上方，通过将盛料袋3分割成两个以上独立空间的方式进行分部分注入混凝土，以便于在高压地下水的条件下混凝土能够尽快充满盛料袋3并紧贴井壁并凝固成型，在注料钢管2的管路上设置有两组以上用以将混凝土注入盛料袋3的排料口5，排料口为直接在注料钢管2上进行贯穿式开口的结构，在盛料袋3与固定扣4配合形成的每个独立空间里均有一组排料口5，注料钢管2的上端与注料内管10的输出端连接，注料内管10的输入端与用以进行高压输送混凝土的泵车8连接，泵车8上设置有显示输料速度的流量表9和输料压力的压力表7，注料内管10与泵车8连接一端为可弯折的软管结构，与注料钢管2连接一端为钢管结构，钢管结构部分的外径与注料钢管2的内径相同，并能够沿着注料钢管2向下自由延伸，首先延伸至最下端排料口5的上部进行注料，在将最下端盛料袋3和固定扣4空间注满后，通过流量表9的变化来观察是否注满，注满后将注料内管10向上移动至靠上的排料口5的上部进行再次注浆，直至盛料袋3全部注浆完成。

进一步的，本实施例中的排气管1的最佳直径为10-30mm。

进一步的，本实施例中的排料口5依据排料速度确定，直径范围为50mm以上并且小于注料钢管2的直径。

本实施例涉及的一种用于封堵高压地下水的灌料装置的具体使用方法按照如下步骤进行：

S1、先测得所需封堵的高压地下水的深度和水压，记录备用；

S2、选择合适深度的注料钢管2和合适长度的盛料袋3，然后确定盛料袋3所需分割的独立空间数量；

S3、根据盛料袋3所需分割的独立空间数量在注料钢管2上进行对应数量的开孔来作为排料口5；

S4、将盛料袋3通过固定扣4进行绑扎，然后将注料钢管2的尾端安装过滤海绵6和排气管1；

S5、将注料内管10的尾端塞入注料钢管2直至最下端的排料口5的上部为止；

S6、将注料钢管2的尾端沿待封堵的深挖井、勘探井向下放置直至达到需填埋深度处；

S7、开启泵车8开关然后调节压力表7至2倍所测水压，开始喷注混凝土，2倍所测水压的确定符合动量定理，能将地下水有效地推到基岩孔隙深处；

S8、持续灌注混凝土同时关注流量表9，直至流量表9减慢并将接近于0，表示最下的盛料袋3的独立空间已经注满，盛料袋3的袋壁已贴紧井壁；然后向上移动注料内管10来对上部的独立空间进行注料，直至注满所有的盛料袋3的独立空间；

S9、喷注混凝土完毕后，关闭泵车8，撤出注料内管10，同时切断多余的注料钢管2和排气管1，将深挖井、勘探井的上部采用混凝土抹平。

Claims (4)

1.一种用于封堵高压地下水的灌料装置，其特征在于通过如下技术方案实现：用以进行灌注混凝土的注料钢管为空心直管状结构，注料钢管用以置于深挖井或勘探井中，作为灌注混凝土的引导管，注料钢管的长度以长于深挖井或勘探井1米为宜，在注料钢管固定设置有用以排气的过滤海绵，过滤海绵在阻隔混凝土排出的通时能够使混凝土中的气体在高压挤压下排出，以提高混凝土的密封性，在过滤海绵排气一端连接有金属外壳的排气管，金属外壳以防止排气管被混凝土挤压难以排气，排气管的出气口一端延伸至深挖井或勘探井中的上部，用以导出从过滤海绵处排出的气体，在注料钢管的外侧套有用以盛装混凝土的盛料袋，盛料袋能够防止混凝土被冲散，以确保混凝土顺利凝固，盛料袋采用粗麻制成，盛料袋厚度需要大于5mm，以提高其牢固性，由于深挖井或勘探井的内部被高压地下水冲刷成不规则形状，所用盛料袋的口径为深挖井或勘探井平均内径的两倍及以上，以确保在灌注水泥后，盛料袋和盛料袋内的混凝土能够完全紧贴深挖井或勘探井的内壁，以完成对高压地下水的密封，盛料袋的底端和顶端均通过固定扣固定在注料钢管上，以对盛料袋的底端和顶端进行封口，在中间盛料袋的中间处还设置有至少一组固定扣，将盛料袋分割成两个以上独立空间，由于深处地下水压力过大，为防止在初始注入部分混凝土时，高压地下水将盛料袋连同混凝土直接冲至上方，通过将盛料袋分割成两个以上独立空间的方式进行分部分注入混凝土，以便于在高压地下水的条件下混凝土能够尽快充满盛料袋并紧贴井壁并凝固成型，在注料钢管的管路上设置有两组以上用以将混凝土注入盛料袋的排料口，排料口为直接在注料钢管上进行贯穿式开口的结构，在盛料袋与固定扣配合形成的每个独立空间里均有一组排料口，注料钢管的上端与注料内管的输出端连接，注料内管的输入端与用以进行高压输送混凝土的泵车连接，泵车上设置有显示输料速度的流量表和输料压力的压力表，注料内管与泵车连接一端为可弯折的软管结构，与注料钢管连接一端为钢管结构，钢管结构部分的外径与注料钢管的内径相同，并能够沿着注料钢管向下自由延伸，首先延伸至最下端排料口的上部进行注料，在将最下端盛料袋和固定扣空间注满后，通过流量表的变化来观察是否注满，注满后将注料内管向上移动至靠上的排料口的上部进行再次注浆，直至盛料袋全部注浆完成。

2.根据权利要求1所述的一种用于封堵高压地下水的灌料装置，其特征在于排气管的最佳直径为10-30mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于封堵高压地下水的灌料装置，其特征在于排料口依据排料速度确定，直径范围为50mm以上并且小于注料钢管的直径。

4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的一种用于封堵高压地下水的灌料装置，其特征在于具体使用方法按照如下步骤进行：

S1、先测得所需封堵的高压地下水的深度和水压，记录备用；

S2、选择合适深度的注料钢管和合适长度的盛料袋，然后确定盛料袋所需分割的独立空间数量；

S3、根据盛料袋所需分割的独立空间数量在注料钢管上进行对应数量的开孔来作为排料口；

S4、将盛料袋通过固定扣进行绑扎，然后将注料钢管的尾端安装过滤海绵和排气管；

S5、将注料内管的尾端塞入注料钢管直至最下端的排料口的上部为止；

S6、将注料钢管的尾端沿待封堵的深挖井、勘探井向下放置直至达到需填埋深度处；

S7、开启泵车开关然后调节压力表至2倍所测水压，开始喷注混凝土，2倍所测水压的确定符合动量定理，能将地下水有效地推到基岩孔隙深处；

S8、持续灌注混凝土同时关注流量表，直至流量表减慢并将接近于0，表示最下的盛料袋的独立空间已经注满，盛料袋的袋壁已贴紧井壁；然后向上移动注料内管来对上部的独立空间进行注料，直至注满所有的盛料袋的独立空间；

S9、喷注混凝土完毕后，关闭泵车，撤出注料内管，同时切断多余的注料钢管和排气管，将深挖井、勘探井的上部采用混凝土抹平。