CN111648789A - 双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法 - Google Patents

双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法 Download PDF

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王卓
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尹龙
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Abstract

本发明公开了一种双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法，双管孔底注浆装置，包括：两根PVC管，上下并排设置，对于每根PVC管：其两端分别为入口和出口，其管壁上设置有多组溢浆出口，其入口用于导入浆液，其出口和溢浆出口均用于导出浆液；一孔口管，为一端敞口、一端封闭的空心套管，套设在PVC管上，其敞口段朝向PVC管的出口，其具体包括：两个通孔，设置于封闭的端面上，供两根PVC管穿过；一阀门，设置于侧壁上，用于排出浆液中气体和残渣；一支撑板，为设有两个通孔的平板，沿与孔口管轴线垂直的方向固定在空心套管的内部。解决了现有注浆方法注浆压力低、注浆速度慢、浆液扩散范围小和堵水效果差的缺点的问题。

Description

双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法
技术领域
本发明属于隧道技术领域，具体涉及一种双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法。
背景技术
为了防止在软弱破碎地层中隧道施工发生塌方和大变形，确保施工安全，目前隧道软弱围岩的常用的超前加固技术主要有超前小导管注浆和大管棚注浆，其注浆方法为：在注浆压力作用下，浆液从孔口流入管内，通过管壁上的孔眼进入地层，主要目的是提高小导管和大管棚的强度和钢度，这种方法对地层本身的改善作用比较小。另外超前小导管注浆存在注浆压力低，浆液扩散范围小，堵水效果差的缺点；超前管棚注浆的缺点是在软弱破碎地层中管棚上的注浆孔眼很容易堵塞，造成部分孔眼失效，无法排浆，影响注浆效果，此外大管棚注浆压力比较低，浆液很难以向远处扩散，注浆加固范围小，堵水效果差，开挖时砂子或碎石很容易顺着管棚之间流出，造成开挖面坍塌或涌水突泥，难以确保施工安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种双管孔底注浆装置及其安装、注浆方法，以解决现有注浆方法注浆压力低、注浆速度慢、浆液扩散范围小和堵水效果差的缺点的问题。
本发明采用以下技术方案：双管孔底注浆装置，包括：
两根PVC管，上下并排设置，对于每根PVC管：其两端分别为入口和出口，其管壁上设置有多组溢浆出口，其入口用于导入浆液，其出口和溢浆出口均用于导出浆液；
一孔口管，为一端敞口、一端封闭的空心套管，套设在PVC管上，其敞口段朝向PVC管的出口，其具体包括：
两个通孔，设置于封闭的端面上，供两根PVC管穿过；
一阀门，设置于侧壁上，用于排出浆液中气体和残渣；
一支撑板，为设有两个通孔的平板，沿与孔口管轴线垂直的方向固定在空心套管的内部；
孔口管的内部空腔用于接收从PVC管出口和溢浆出口导出并回流的浆液，并将浆液从阀门排出。
进一步的，每根PVC管均为PVC接头快速胶结连接的多节管，每根PVC管的管壁上均匀设有多组溢浆出口，每组溢浆出口包括沿PVC管横断面环绕设置的多个溢浆孔。
进一步的，每根PVC管上、位于每组溢浆出口外侧包裹有橡皮套，橡皮套用于在初始状态下封闭溢浆孔，且用于在注浆状态下被撑开以暴露溢浆孔。
进一步的，每根PVC管的出口均处设有堵头帽，堵头帽用于在初始状态下封闭PVC管的出口，且用于在注浆状态下被撑开以暴露出口。
进一步的，双管孔底注浆装置还包括：
两个进浆管，分别连接至PVC管的入口，用于分别向两根PVC管输入浆液；
两个泄压阀，分别设置于两个进浆管上。
本发明采用的第二种技术方案是，一种双管孔底注浆装置的安装方法，按照以下步骤实施：
S1、按计划深度钻出注浆孔，在注浆孔的入口处设置止浆墙；
S2、将孔口管的敞口端置入注浆孔内，并将孔口管固定在止浆墙上；
S3、将两根PVC管的出口端经孔口管封闭端的两个通孔穿入，再经过支撑板的两个通孔穿出，并延伸至注浆孔的底部；
S4、在PVC管的入口处分别连接两个进浆管。
本发明采用的第三种技术方案是，一种双管孔底注浆装置的注浆方法，由两根PVC管的入口输入浆液，再从多个溢浆孔和两根PVC管的出口导出浆液至注浆孔；当浆液注满注浆孔，浆液反向流入孔口管的内腔，最后从阀门排出。
本发明的有益效果是：设置两根PVC管同时向注浆孔内注浆，注浆效率高；在每根PVC管设置溢浆孔和出口，提高了注浆的均匀性；孔口管上设置阀门，用和在其内部形成浆液的回流通道，并引导浆液从阀门排出，可以便于对浆液的气体和残渣进行排放，同时还分散了PVC管所承载的浆液压力，可适用于较高的注浆压力场景，减少隧道注浆的钻孔量，达到较好的加固和堵水效果；橡皮套和堵头帽的使用，可以在将PVC管伸入注浆孔的过程中，避免残渣堵住溢流孔和出口。
附图说明
图1为本发明双管孔底注浆装置的结构示意图；
图2为本发明双管孔底注浆装置的使用状态示意图。
图中，1、进浆管，2、泄压阀，3、支撑板，6、锚固剂，7、止浆墙，8、孔口管，9、注浆孔，10、PVC管，11、溢浆孔，12、阀门，13、堵头帽，14、橡皮套，15、岩体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种双管孔底注浆装置，如图1所示，两根PVC管10，上下并排设置，对于每根PVC管10：其两端分别为入口和出口，其管壁上设置有多组溢浆出口，其入口用于导入浆液，其出口和溢浆出口均用于导出浆液。相较于现有常规的只有一根PVC管10，且出口只有一个的情况来说，浆液出口增多，浆液导出快且均匀，分散了PVC管10承载的浆液压力。
在PVC管10上套装有孔口管8。其为一端敞口、一端封闭的空心套管，套设在所述PVC管10上，其敞口段朝向所述PVC管的出口，具体包括：两个通孔，设置于封闭的端面上，供两根PVC管10穿过；一阀门12，设置于侧壁上，用于排出浆液中气体和残渣；一支撑板3，为设有两个通孔的平板，沿与孔口管8轴线垂直的方向固定在空心套管的内部，其用于对两根PVC管进行支撑，保证在注浆的过程中不会出现晃动；孔口管8的内部空腔用于接收从PVC管10出口和溢浆出口导出并回流的浆液，并将浆液从阀门12排出。
该PVC管10为PVC接头快速胶结连接的多节管，PVC管10的管壁上均匀设有多组溢浆出口，每组溢浆出口包括沿PVC管10横断面环绕设置的多个溢浆孔11。例如在每节PVC管上间隔50厘米—1米cm设置一组溢浆出口，每组溢浆出口包括环绕的二个或二个以上的溢浆孔11，溢浆孔11的直径为6-8mm。
在PVC管10上、位于每组溢浆出口的外侧包裹有橡皮套14，橡皮套14并非始终紧密包裹溢浆孔11，而是在初始状态下封闭溢浆孔11，避免有残渣落入溢浆孔11将其堵塞，且当开始进行注浆时，浆液可以冲开橡皮套14进行正常注浆。
在PVC管10的出口处设有堵头帽13，其作用与橡皮套14类似，在初始状态下封闭PVC管10的出口，避免有残渣落入出口将其堵塞，且当开始进行注浆时，浆液可以冲开堵头帽13进行正常注浆。
具体在使用时，在两根PVC管10的入口均连通一进浆管1，进浆管1和PVC管10通过一孔口连接件中转连接。在进浆管1上还可以设置泄压阀2。
本发明还提供了一种双管孔底注浆装置的注浆方法，参照图2所示，按照以下步骤实施：
S1、按计划深度钻出注浆孔9，在注浆孔9的入口处设置止浆墙7；
S2、将孔口管8的敞口端置入注浆孔9内，并将孔口管8通过锚固剂6固定在止浆墙7上；
S3、将两根PVC管10的出口端经孔口管8封闭端的两个通孔穿入，再经过支撑板的两个通孔穿出，并延伸至注浆孔9的底部；
S4、在PVC管10的入口处分别连接两个进浆管1。
本发明还提供了一种双管孔底注浆装置的注浆方法，由两根PVC管10的入口输入浆液，再从多个溢浆孔11和两根PVC管10的出口导出浆液至注浆孔9；当浆液注满注浆孔9，浆液反向流入孔口管8的内腔，最后从阀门12排出。
实施例：
本双管孔底注浆装置其主要包括孔口管8、两根PVC管10、两根进浆管1和注浆泵2。其中，孔口管8一端位于注浆孔9的孔口内并固定在孔口壁上，其位于注浆孔9外的另一端为封闭端，其上开设两个通孔供两根PVC管10穿出。穿出的两根PVC管10通过孔口连接件与进浆管1连通，孔口连接件一端用PVC胶水与PVC管10的入口端胶结联接，孔口连接件的另一端内螺纹与进浆管1联接，并在连接管路上设置泄压阀2和进浆阀。两根PVC管10均为PVC接头快速连接的多节管，每节管上每隔50cm有三个溢浆孔11，溢浆孔11外有橡皮套，PVC管前端具有堵头帽。
本发明双管孔底注浆装置的注浆过程如下：先用钻孔钻出浅孔，退出钻杆，将孔口管8的一端用钻机顶入注浆孔9中并用锚固剂6固定在孔口壁上，通过孔口管8用钻机继续钻孔至设计终孔位置，停止钻进退出钻杆。每根PVC管均为多节，每节管上每50cm有三个溢浆孔11，溢浆孔11外有橡皮套14，在第一节管前端带上堵头帽13送入注浆孔9内，第二节管采用PVC胶水与第一节管胶结连接后送入注浆孔9内，如此多节管通过胶结连接并下到孔内，直到PVC管10前端距孔底50cm左右的位置。两根PVC管的安装方式相同。
通过孔口连接件将PVC管和进浆管1、注浆泵2连接起来，浆液通过两根进浆管1分别注入PVC管10内，在压力作用下浆液冲开PVC管10上溢浆孔11外的橡皮套和PVC管前端的堵头帽13，通过溢浆孔11和前端孔开始向地层扩散，并通过孔口管8排气和将碎渣循环至孔外，当注浆达到设计标准时，停止注浆，拆除孔口连接件，冲洗注浆泵1和进浆管2，结束该孔注浆。
本发明属于隧道和地下工程软弱围岩的超前加固技术。设置两根PVC管同时向注浆孔内注浆，注浆效率高；在每根PVC管设置溢浆孔和出口，提高了注浆的均匀性；孔口管上设置阀门，用和在其内部形成浆液的回流通道，并引导浆液从阀门排出，可以便于对浆液的气体和残渣进行排放，同时还分散了PVC管所承载的浆液压力，可适用于较高的注浆压力场景，减少隧道注浆的钻孔量，达到较好的加固和堵水效果；橡皮套和堵头帽的使用，可以在将PVC管伸入注浆孔的过程中，避免残渣堵住溢流孔和出口。本发明装置结构设计新颖，操作简便，可根据需要实现高压和低压注浆，可减少隧道注浆的钻孔量，达到较好的加固和堵水效果，具有较好的推广应用前景。

Claims (7)

1.双管孔底注浆装置，其特征在于，包括：
两根PVC管(10)，上下并排设置，对于每根PVC管(10)：其两端分别为入口和出口，其管壁上设置有多组溢浆出口，其入口用于导入浆液，其出口和所述溢浆出口均用于导出浆液；
一孔口管(8)，为一端敞口、一端封闭的空心套管，套设在所述PVC管(10)上，其敞口段朝向所述PVC管的出口，其具体包括：
两个通孔，设置于所述封闭的端面上，供两根所述PVC管(10)穿过；
一阀门(12)，设置于侧壁上，用于排出浆液中气体和残渣；
一支撑板(3)，为设有两个通孔的平板，沿与所述孔口管(8)轴线垂直的方向固定在所述空心套管的内部；
所述孔口管(8)的内部空腔用于接收从所述PVC管(10)出口和所述溢浆出口导出并回流的浆液，并将所述浆液从所述阀门(12)排出。
2.如权利要求1所述的双管孔底注浆装置，其特征在于，
每根所述PVC管(10)均为PVC接头快速胶结连接的多节管，每根所述PVC管(10)的管壁上均匀设有多组溢浆出口，每组所述溢浆出口包括沿所述PVC管(10)横断面环绕设置的多个溢浆孔(11)。
3.如权利要求1或2所述的双管孔底注浆装置，其特征在于，每根所述PVC管(10)上、位于每组所述溢浆出口外侧包裹有橡皮套(14)，所述橡皮套(14)用于在初始状态下封闭所述溢浆孔(11)，且用于在注浆状态下被撑开以暴露所述溢浆孔(11)。
4.如权利要求1或2所述的双管孔底注浆装置，其特征在于，每根所述PVC管(10)的出口均处设有堵头帽(13)，所述堵头帽(13)用于在初始状态下封闭所述PVC管(10)的出口，且用于在注浆状态下被撑开以暴露所述出口。
5.如权利要求1或2所述的双管孔底注浆装置，其特征在于，所述双管孔底注浆装置还包括：
两个进浆管(1)，分别连接至所述PVC管(10)的入口，用于分别向两根所述PVC管(10)输入浆液；
两个泄压阀(2)，分别设置于两个所述进浆管(1)上。
6.一种双管孔底注浆装置的安装方法，其特征在于，按照以下步骤实施：
S1、按计划深度钻出注浆孔(9)，在注浆孔(9)的入口处设置止浆墙(7)；
S2、将孔口管(8)的敞口端置入注浆孔(9)内，并将孔口管(8)固定在止浆墙(7)上；
S3、将两根PVC管(10)的出口端经孔口管(8)封闭端的两个通孔穿入，再经过支撑板的两个通孔穿出，并延伸至注浆孔(9)的底部；
S4、在PVC管(10)的入口处分别连接两个进浆管(1)。
7.一种双管孔底注浆装置的注浆方法，其特征在于，由两根PVC管(10)的入口输入浆液，再从多个溢浆孔(11)和两根PVC管(10)的出口导出浆液至所述注浆孔(9)；当浆液注满所述注浆孔(9)，所述浆液反向流入所述孔口管(8)的内腔，最后从阀门(12)排出。
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