CN109706935B - 一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置及其工作方法，包括导流系统和注浆系统。导流系统通过相互连通的引水管、分水管、闭水管和水压平衡管，将锚孔内的水分流至水压平衡管内，使管内的水头压力与锚孔内水压平衡。注浆系统通过一次孔底注浆和孔口补浆，将锚孔内的水封堵，然后进行锚索二次注浆施工。本发明装置原理简单，操作方便，可在涌水锚孔中实现静水注浆，大大提高涌水锚孔的注浆质量。

Description

一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及基坑帷幕堵漏施工技术领域，具体涉及一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置及工作方法。

背景技术

在承压水地层中进行基坑支护施工时，常遇到锚孔施工时打穿承压含水层，造成锚孔突水的情况。此时锚孔中有水不断流出，在不封堵的情况下，锚杆注浆成功率很低。传统的施工方法一般是采用水泥水玻璃双浆液注浆封堵或使用止浆环压力注浆。采用水泥水玻璃双浆液施工仅对轻微涌水的情况有效，且施工成本高，成锚质量不可靠；若止浆环压力注浆，当锚孔内水压较大时，止浆环封堵锚孔操作困难，且无法将锚孔完全封死，注浆成功率无法保证。

为保证锚孔注浆的成功率，使锚孔内的水停止流动是重中之重。因此研发一种可以在漏水锚孔中实现静水注浆的装置，对承压水地层中漏水锚孔的锚杆施工意义重大。

发明内容

为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置,具有原理简单、使用方便的优点，可在涌水锚孔中实现静水注浆，大大提高涌水锚孔的注浆质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种承压水地层中锚孔堵水注浆装置：包括导流系统和注浆系统；所述的导流系统包括引水管、分水管、闭水管和水压平衡管，所述的注浆系统由一次注浆管、补浆管和二次注浆管组成。

作为优选，一次注浆管的出浆端位于锚孔底部，进浆端依次穿过锚孔、引水管、分水管、分叉管和水压平衡管，与注浆设备连接。

作为优选，所述二次注浆管进浆端位于分水管内部，出浆端穿过引水管与锚孔进入锚孔底。

作为优选，所述引水管为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端外壁包裹遇水膨胀材料并置于锚孔内，出水端设法兰盘，法兰盘位于锚孔外侧。

作为优选，所述分水管为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，两端均设法兰盘，其进水端与引水管的出水端通过法兰A连接，分水管的进水端附近设与其连通的分叉管与补浆管，分叉管顶部设螺纹。

作为优选，所述补浆管上设观察阀。

作为优选，所述闭水管为弯曲薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端设法兰盘，与分水管的出水端通过法兰B连接，闭水管的出水端向上弯曲，端部设闭水阀。

作为优选，所述水压平衡管为柔性薄壁圆筒结构，其底端与分叉管顶部通过螺纹连接，顶部设水压帽。

一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：加工锚杆杆体，在锚杆杆体自由段安装套管，内部充填黄油，绑扎锚杆杆体、一次注浆管、二次注浆管和对中支架，一次注浆管和二次注浆管的两端用防水胶带封堵；锚孔施工完成后，将安装好的绑扎杆体放入锚孔；

步骤2：在引水管进水端的外壁绑扎遇水膨胀材料，然后将引水管进水端朝向锚孔孔口，套在绑扎杆体上，将引水管推入锚孔，使进水端的法兰盘露出孔外，遇水膨胀材料膨胀后将引水管与锚孔壁之间的缝隙充填密实，水流从引水管内流出；

步骤3：把分水管的进水端朝向锚孔孔口，套在绑扎杆体上，使一次注浆管的进浆端经分水管在分叉管顶部穿出，锚杆杆体与二次注浆管位于分水管内部；将分水管与引水管通过法兰A连接，此时水流从分水管内流出；

步骤4：将水压平衡管套在一次注浆管上，使一次注浆管在水压平衡管顶部伸出，将水压平衡管与分叉管连接；

步骤5：打开闭水管上的闭水阀，将闭水管与分水管通过法兰B连接，使闭水管的出水端向上倾斜，此时，水流在闭水管内流出；

步骤6：根据锚孔内的水压预估水头高度，将水压平衡管顶部提高至设计高度；

步骤7：关闭闭水阀与观察阀，此时水流通过分叉管与水压平衡管向上流动，当水压平衡管内的水头压力与锚孔内水压平衡时，水停止流动；

步骤8：通过一次注浆管往锚孔孔底注浆，由于锚孔内的水已停止流动，浆液不会随水流出造成浪费，打开观察阀，使观察阀内的水流速度低于注浆速度，待观察阀口出现返浆并达到一定浓度时停止注浆，关闭观察阀；

步骤9：待一次注浆终凝后，将一次注浆管在水压平衡管顶部位置截断，用水压帽将水压平衡管顶部封死，连接补浆管与注浆设备，打开观察阀，进行压力注浆，待注浆量与注浆压力达到设计要求时停止注浆；

步骤10：待水泥浆达到一定强度后，将水压平衡管、分水管、闭水管拆卸并清洗干净，以备重复使用；

步骤11：取下二次注浆管进浆端的防水胶带，按照设计要求进行二次注浆和锚杆张拉锁定的施工。

本发明具有以下有益效果：本发明装置采用引水管将水从管内引出，防止水流冲刷锚孔壁；水压平衡管内的水头压力与锚孔内的水压平衡，使锚孔内的水保持静止，大大提高注浆的成功率；补浆管配合一次注浆管使用，在锚孔孔口二次压力补浆，提高孔口位置的浆液浓度，提高堵水效率；补浆完成后，分水管、闭水管与水压平衡管可拆下并分解，方便清洗和重复利用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中1-帷幕；2-含水裂隙；3-对中支架；4-锚孔孔壁；5-锚孔；6-引水管；7-观察阀；8-补浆管；9-一次注浆管；10-分叉管；11-水压平衡管；12-水压帽；13-二次注浆管；14-法兰B；15-闭水管；16-闭水阀；17-锚杆杆体；18-套管；19-分水管；20-法兰A；21-遇水膨胀材料。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示的一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置：由导流系统和注浆系统组成；所述的导流系统包括引水管6、分水管19、闭水管15和水压平衡管11；所述的注浆系统由一次注浆管9、补浆管8和二次注浆管13组成，一次注浆管9的出浆端位于锚孔5底部，进浆端依次穿过锚孔5、引水管6、分水管19、分叉管10和水压平衡管11，与注浆设备连接；二次注浆管13进浆端位于分水管19内部，出浆端穿过引水管6与锚孔5进入锚孔5底，引水管6为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端外壁包裹遇水膨胀材料21并置于锚孔5内，出水端设法兰盘，法兰盘位于锚孔5外侧；分水管19为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，两端均设法兰盘，其进水端与引水管6的出水端通过法兰A20连接，分水管19的进水端附近设与其连通的分叉管10与补浆管8，分叉管10顶部设螺纹，补浆管8上设观察阀7；闭水管15为弯曲薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端设法兰盘，与分水管19的出水端通过法兰B14连接，闭水管15的出水端向上弯曲，端部设闭水阀16；水压平衡管11为柔性薄壁圆筒结构，其底端与分叉管10顶部通过螺纹连接，顶部设水压帽12。

具体地，

一种承压水地层中锚孔注浆堵水装置的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：加工锚杆杆体17，在锚杆杆体17自由段安装套管18，内部充填黄油，绑扎锚杆杆体17、一次注浆管9、二次注浆管13和对中支架3，一次注浆管9和二次注浆管13的两端用防水胶带封堵，锚孔5施工完成后，将安装好的绑扎杆体放入锚孔5；

步骤2：在引水管6进水端的外壁绑扎遇水膨胀材料21，然后将引水管6进水端朝向锚孔5孔口，套在绑扎杆体上，将引水管6推入锚孔5，使进水端的法兰盘露出孔外，遇水膨胀材料21膨胀后将引水管6与锚孔5壁之间的缝隙充填密实，水流从引水管6内流出；

步骤3：把分水管19的进水端朝向锚孔5孔口，套在绑扎杆体上，使一次注浆管9的进浆端经分水管19在分叉管10顶部穿出，锚杆杆体17与二次注浆管13位于分水管19内部；将分水管19与引水管6通过法兰A20连接，此时水流从分水管6内流出；

步骤4：将水压平衡管11套在一次注浆管9上，使一次注浆管9在水压平衡管11顶部伸出，将水压平衡管11与分叉管10连接；

步骤5：打开闭水管15上的闭水阀16，将闭水管15与分水管19通过法兰B14连接，使闭水管15的出水端向上倾斜，此时，水流在闭水管15内流出；

步骤6：根据锚孔5内的水压预估水头高度，将水压平衡管11顶部提高至设计高度；

步骤7：关闭闭水阀16与观察阀7，此时水流通过分叉管10与水压平衡管11向上流动，当水压平衡管11内的水头压力与锚孔5内水压平衡时，水停止流动；

步骤8：通过一次注浆管9往锚孔5孔底注浆，由于锚孔5内的水已停止流动，浆液不会随水流出造成浪费，打开观察阀7，使观察阀7内的水流速度低于注浆速度，待观察阀7口出现返浆并达到一定浓度时停止注浆，关闭观察阀7；

步骤9：待一次注浆终凝后，将一次注浆管9在水压平衡管11顶部位置截断，用水压帽12将水压平衡管11顶部封死，连接补浆管8与注浆设备，打开观察阀7，进行压力注浆，待注浆量与注浆压力达到设计要求时停止注浆；

步骤10：待水泥浆达到一定强度后，将水压平衡管11、分水管19、闭水管15拆卸并清洗干净，以备重复使用；

步骤11：取下二次注浆管13进浆端的防水胶带，按照设计要求进行二次注浆和锚杆张拉锁定的施工。

本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种承压水地层中锚孔堵水注浆装置，其特征在于：包括导流系统和注浆系统；所述的导流系统包括引水管、分水管、闭水管和水压平衡管，

所述引水管为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端外壁包裹遇水膨胀材料并置于锚孔内，出水端设法兰盘，法兰盘位于锚孔外侧；

所述分水管为薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，两端均设法兰盘，其进水端与引水管的出水端通过法兰A连接，分水管的进水端附近设与其连通的分叉管与补浆管，分叉管顶部设螺纹；

所述补浆管上设观察阀；

所述闭水管为弯曲薄壁圆筒结构，包括进水端和出水端，其进水端设法兰盘，与分水管的出水端通过法兰B连接，闭水管的出水端向上弯曲，端部设闭水阀；

所述水压平衡管为柔性薄壁圆筒结构，其底端与分叉管顶部通过螺纹连接，顶部设水压帽；

所述的注浆系统由一次注浆管、补浆管和二次注浆管组成。

2.根据权利要求1所述的一种承压水地层中锚孔堵水注浆装置，其特征在于：所述一次注浆管的出浆端位于锚孔底部，进浆端依次穿过锚孔、引水管、分水管、分叉管和水压平衡管，与注浆设备连接。

3.根据权利要求1所述的一种承压水地层中锚孔堵水注浆装置，其特征在于：所述二次注浆管进浆端位于分水管内部，出浆端穿过引水管与锚孔进入锚孔底。

4.一种承压水地层中锚孔堵水注浆装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：加工锚杆杆体，在锚杆杆体自由段安装套管，内部充填黄油，绑扎锚杆杆体、一次注浆管、二次注浆管和对中支架，一次注浆管和二次注浆管的两端用防水胶带封堵；锚孔施工完成后，将安装好的绑扎杆体放入锚孔；

步骤2：在引水管进水端的外壁绑扎遇水膨胀材料，然后将引水管进水端朝向锚孔孔口，套在绑扎杆体上，将引水管推入锚孔，使进水端的法兰盘露出孔外，遇水膨胀材料膨胀后将引水管与锚孔壁之间的缝隙充填密实，水流从引水管内流出；

步骤3：把分水管的进水端朝向锚孔孔口，套在绑扎杆体上，使一次注浆管的进浆端经分水管在分叉管顶部穿出，锚杆杆体与二次注浆管位于分水管内部；将分水管与引水管通过法兰A连接，此时水流从分水管内流出；

步骤4：将水压平衡管套在一次注浆管上，使一次注浆管在水压平衡管顶部伸出，将水压平衡管与分叉管连接；

步骤5：打开闭水管上的闭水阀，将闭水管与分水管通过法兰B连接，使闭水管的出水端向上倾斜，此时，水流在闭水管内流出；

步骤6：根据锚孔内的水压预估水头高度，将水压平衡管顶部提高至设计高度；

步骤7：关闭闭水阀与观察阀，此时水流通过分叉管与水压平衡管向上流动，当水压平衡管内的水头压力与锚孔内水压平衡时，水停止流动；

步骤8：通过一次注浆管往锚孔孔底注浆，由于锚孔内的水已停止流动，浆液不会随水流出造成浪费，打开观察阀，使观察阀内的水流速度低于注浆速度，待观察阀口出现返浆并达到一定浓度时停止注浆，关闭观察阀；

步骤9：待一次注浆终凝后，将一次注浆管在水压平衡管顶部位置截断，用水压帽将水压平衡管顶部封死，连接补浆管与注浆设备，打开观察阀，进行压力注浆，待注浆量与注浆压力达到设计要求时停止注浆；

步骤10：待水泥浆达到一定强度后，将水压平衡管、分水管、闭水管拆卸并清洗干净，以备重复使用；

步骤11：取下二次注浆管进浆端的防水胶带，按照设计要求进行二次注浆和锚杆张拉锁定的施工。