CN111140252A - 一种循环式分层注浆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环式分层注浆装置，包括内部注浆管、外部注浆管和进浆管，与搅拌箱相连的储料罐和与储料罐相连的控制箱，搅拌箱的一端通过进浆管连接内部注浆管，内部注浆管外侧设置有外部注浆管，内部注浆管与外部注浆管中间设有单向逆止阀，外部注浆管通过回浆管与泥浆分离器相连。本发明的有益效果是：利用回浆管与泥浆分离器实现循环注浆，同时利用外部阻塞气囊实现分层注浆，对复杂地质条件下破碎围岩有较好的注浆加固效果，能有效降低成本和提高工作效率。

Description

一种循环式分层注浆装置

技术领域

本发明涉及一种注浆装置，具体为一种循环式分层注浆装置，属于建筑施工设备技术领域。

背景技术

在隧道或者巷道的施工过程中，常因开挖造成的围岩应力重新分布，导致开挖影响范围内的围岩破碎，发生较大变形或者坍塌，危及施工人员和设备的安全。为确保施工安全，减小不必要的人力和物力损失，通常采用注浆法对破碎的围岩进行加固。

隧道或者巷道开挖之后，围岩由外向内依次为喷射混凝土组成的多孔裂隙壁面层，即锚喷支护层；壁后充填碎石的散体层，简称壁后层；裂隙岩体介质，即围岩层；传统的围岩加固过程中，常采用一次注浆的方式，即将注浆管插入围岩层，进行注浆。这种方法一个显著的缺点是浆液将通过裂隙通道回流至碎石散体层。由于进入围岩层的裂隙通道细小，注浆阻力较大；而散体层的空间相对而言而很大，浆液由于泄压通道的存在，注浆压力长时间不上升，当后期浆液充填完散体层中大量空隙后，注浆压力开始上升，但是前期注入裂隙空间前端的浆液固化已经堵塞了裂隙通道，浆液将无法沿裂隙通道向围岩深部扩散，从而导致一次注浆注入浆液向围岩深部扩散的效果较差。

传统的注浆方法多采用纯压式，即一次将浆液压入钻孔，扩散到围岩缝隙中。注浆过程中，浆液单向从注浆机流向钻孔，而没有浆液回流的循环利用装置。这种方法增加的浆液的消耗量，同时也降低了浆液的利用率，提高了注浆的成本。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种循环式分层注浆装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种循环式分层注浆装置，包括内部注浆管、外部注浆管和进浆管；所述进浆管与内部注浆管和第一控制阀相连，所述内部注浆管上分布有注浆孔，所述第一控制阀的另一端连接的搅拌筒，所述搅拌筒连接着进料管，所述进料管另一端连接储料罐，所述储料罐连接控制箱，所述外部注浆管与回浆管相连，所述外部注浆管分布有注浆孔，所述回浆管浆液流入泥浆分离器进行浆液的回收利用，所述泥浆分离器通过离心机分离废渣与原料，原料通过输料管进入储料箱，所述外部注浆管的顶部设置顶部止浆塞，所述内部注浆管穿过顶部止浆塞，所述顶部止浆塞外径顶靠在外部注浆管内壁上，所述外部注浆管的中部设置单向逆止阀，所述单向逆止阀只允许浆液从底部往顶部流动，不允许浆液从顶部往底部流动，与所述单向逆止阀同一高度设置有外部阻塞气囊，连接输气管。

作为本发明再进一步的方案：所述进浆管在注浆口处设置有第一压力计与第二控制阀。

作为本发明再进一步的方案：所述顶部止浆塞外径顶靠在外部注浆管内壁上并封堵注浆口。

作为本发明再进一步的方案：所述单向逆止阀与外部注浆管内壁紧密贴合。

作为本发明再进一步的方案：所述单向逆止阀组成结构为弹簧，回浆通道，橡胶垫圈，阻塞器，内管通道和外部注浆管，所述弹簧抵在阻塞器的上方，且所述阻塞器安置在回浆通道内，所述内管通道设置在外部阻塞气囊内侧，且所述内管通道与外部阻塞气囊之间设有橡胶垫圈。

作为本发明再进一步的方案：所述回浆管连接第三控制阀与第二压力计。

本发明的有益效果是：该循环式分层注浆装置设计合理，自动精准控制送料，节约材料，节省人工；注浆方式分为浅层区注浆和深层区注浆，实现了分层注浆，注浆后能够使周围孔壁破碎围岩重新结合，提高了围岩强度，提升了注浆效果；浆液回收并分离原材料实现了循环利用，进一步降低了费用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明单向阀结构示意图；

图3为本发明第一步注浆结构示意图；

图4为本发明第二步注浆结构示意图。

图中：1-1、第一控制阀，1-2、第二控制阀，1-3、第三控制阀，2-1、输料管，2-2、进料管，3、搅拌筒，4、储料罐，5、泥浆分离器，6、控制箱，7、内部注浆管，8、单向逆止阀，8-1、弹簧，8-2、回浆通道，8-3、橡胶垫圈，8-4、内管通道，8-5、阻塞器，8-6、外部阻塞气囊，9、外部注浆管，10、顶部止浆塞，11-1、第一压力计，11-2、第二压力计，12、进浆管，13、回浆管，14、注浆孔和15、输气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，一种循环式分层注浆装置，包括内部注浆管7、外部注浆管9和进浆管12；其特征在于：所述进浆管12与内部注浆管7和第一控制阀1-1相连，所述内部注浆管7上分布有注浆孔14，所述第一控制阀1-1的另一端连接的搅拌筒3，所述搅拌筒3连接着进料管2-2，所述进料管2-2另一端连接储料罐4，所述储料罐4连接控制箱6，所述外部注浆管9与回浆管13相连，所述外部注浆管9分布有注浆孔14，所述回浆管13浆液流入泥浆分离器5进行浆液的回收利用，所述泥浆分离器5通过离心机分离废渣与原料，原料通过输料管2-1进入储料箱4，所述外部注浆管9的顶部设置顶部止浆塞10，所述内部注浆管7穿过顶部止浆塞10，所述顶部止浆塞10外径顶靠在外部注浆管9内壁上，所述外部注浆管9的中部设置单向逆止阀8，所述单向逆止阀8只允许浆液从底部往顶部流动，不允许浆液从顶部往底部流动，与所述单向逆止阀8同一高度设置有外部阻塞气囊8-6，连接输气管15。

进一步的，在本发明实施例中，所述进浆管12在注浆口处设置有第一压力计11-1与第二控制阀1-2，用于读取注浆压力和控制注浆。

进一步的，在本发明实施例中，所述顶部止浆塞10外径顶靠在外部注浆管9内壁上，用于封堵注浆口。

进一步的，在本发明实施例中，所述单向逆止阀8与外部注浆管9内壁紧密贴合，用于阻止浆液从浅层注浆面流入深层注浆面。

进一步的，在本发明实施例中，所述单向逆止阀8组成结构为弹簧8-1，回浆通道8-2，橡胶垫圈8-3，阻塞器8-5，内管通道8-4和外部注浆管9，所述弹簧8-1抵在阻塞器8-5的上方，且所述阻塞器8-5安置在回浆通道8-2内，所述内管通道8-4设置在外部阻塞气囊8-6内侧，且所述内管通道8-4与外部阻塞气囊8-6之间设有橡胶垫圈8-3。

进一步的，在本发明实施例中，所述回浆管13连接第三控制阀1-3与第二压力计11-2，用于读取回浆压力和控制注浆。

具体的，所述外部阻塞气囊8-6沿外部注浆管9外壁布置一圈，当经过输气管15向外部阻塞气囊8-6加气时，气囊膨胀并阻断浅层注浆区与深层注浆区的联系；

深层注浆时内部注浆管7通过内管通道8-4到达深层注浆区，压力迫使弹簧8-1压缩，阻塞器8-5向上移动，浆液通过回浆管道8-2流入上部结构；

浅层注浆时内部注浆管7插入单向阀8中的内管通道8-4，并挤压橡胶垫圈8-3形成密封层，使得管中上部浅层注浆区与下步完全隔离；

深层注浆时内部注浆管7通过内管通道8-4到达深层注浆区，使得注浆口全部在管中深层注浆区。

工作原理：在使用该循环式分层注浆装置时：

首先浅层区注浆：

第一步注浆通过输气管15向外部阻塞气囊8-6加气，气囊膨胀并阻断浅层注浆区与深层注浆区的联系；

第二步向控制箱6输入有关浆液的配比与用量关系的数据，储料罐4经过进料管2-2向搅拌筒3送料，搅拌筒3配置浆液；

第三步打开控制阀1-1与1-2，浆液通过送浆管12输送到内部送浆管7；

第四步内部注浆管7插入单向阀8中的内管通道8-4，开始浅层区注浆，浆液通过注浆口14流出；

第五步多余浆液通过回浆管流入泥浆分离器5中，原料分离并通过输料管2-1进入储料箱4；

重复上述第二步；

待浅层区浆液初凝后，然后深层区注浆：

第一步内部注浆管7通过内管通道8-4进入下部深层区注浆，浆液通过注浆口14流出；

第二部多余浆液通过单向逆止阀8中的回浆通道8-2进入上部；

重复浅层区注浆的第五步。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种循环式分层注浆装置，包括内部注浆管(7)、外部注浆管(9)和进浆管(12)；其特征在于：所述进浆管(12)与内部注浆管(7)和第一控制阀(1-1)相连，所述内部注浆管(7)上分布有注浆孔(14)，所述第一控制阀(1-1)的另一端连接的搅拌筒(3)，所述搅拌筒(3)连接着进料管(2-2)，所述进料管(2-2)另一端连接储料罐(4)，所述储料罐(4)连接控制箱(6)，所述外部注浆管(9)与回浆管(13)相连，所述外部注浆管(9)分布有注浆孔(14)，所述回浆管(13)浆液流入泥浆分离器(5)进行浆液的回收利用，所述泥浆分离器(5)通过离心机分离废渣与原料，原料通过输料管(2-1)进入储料箱(4)，所述外部注浆管(9)的顶部设置顶部止浆塞(10)，所述内部注浆管(7)穿过顶部止浆塞(10)，所述顶部止浆塞(10)外径顶靠在外部注浆管(9)内壁上，所述外部注浆管(9)的中部设置单向逆止阀(8)，所述单向逆止阀(8)只允许浆液从底部往顶部流动，不允许浆液从顶部往底部流动，与所述单向逆止阀(8)同一高度设置有外部阻塞气囊(8-6)，连接输气管(15)。

2.根据权利要求1所述的一种循环式分层注浆装置，其特征在于：所述进浆管(12)在注浆口处设置有第一压力计(11-1)与第二控制阀(1-2)。

3.根据权利要求1所述的一种循环式分层注浆装置，其特征在于：所述顶部止浆塞(10)外径顶靠在外部注浆管(9)内壁上并封堵注浆口。

4.根据权利要求1所述的一种循环式分层注浆装置，其特征在于：所述单向逆止阀(8)与外部注浆管(9)内壁紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的一种循环式分层注浆装置，其特征在于：所述单向逆止阀(8)组成结构为弹簧(8-1)，回浆通道(8-2)，橡胶垫圈(8-3)，阻塞器(8-5)，内管通道(8-4)和外部注浆管(9)，所述弹簧(8-1)抵在阻塞器(8-5)的上方，且所述阻塞器(8-5)安置在回浆通道(8-2)内，所述内管通道(8-4)设置在外部阻塞气囊(8-6)内侧，且所述内管通道(8-4)与外部阻塞气囊(8-6)之间设有橡胶垫圈(8-3)。

6.根据权利要求1所述的一种循环式分层注浆装置，其特征在于：所述回浆管(13)连接第三控制阀(1-3)与第二压力计(11-2)。

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