CN111852508A - 一种顶管注浆装置和注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及注浆技术领域，解决了现有技术中注浆装置不具有储浆机构的问题。一种顶管注浆装置，包括通过输浆管依次连接的搅拌机构、储浆机构和注浆机构，储浆机构包括第一电机、储浆箱，第一电机位于储浆箱顶部，第一电机转轴上连接有第一搅拌轴，第一搅拌轴上固定连接有多个第一搅拌杆，第一搅拌杆上固定连接有多个第二搅拌杆。储浆机构的主要作用是临时储存泥浆并防止泥浆凝固。由搅拌机构生产的触变泥浆经输浆管输送至储浆机构后，第一电机驱动第一搅拌轴转动，带动第一搅拌杆和第二搅拌杆搅拌触变泥浆，防止其凝固，储浆机构将搅拌机构产生的触变泥浆存储起来，保证泥浆的供给充足，避免了注浆过程中触变泥浆不足导致施工停止。
Description
技术领域
本发明涉及注浆技术领域，尤其涉及一种顶管注浆装置和注浆方法。
背景技术
目前地铁出入口人行通道和街道地下人行通道越来越多的采用盾构顶管机进行施工，如何减小顶管管节和地层之间的摩擦力成为顶管隧道施工的关键。为此在顶管隧道施工过程要注入触变泥浆，触变泥浆在顶管施工过程中主要起到两个作用一是起润滑作用，将管道与土体之间的干摩擦变为湿摩擦，减小阻力；二是起支撑作用，在注浆压力下使隧洞变得稳定，减小顶管施工引起的变形。注浆装置在顶管施工过程中根据实际情况注入触变泥浆。注入的触变泥浆以注浆孔的圆心为中心向四周进行扩散，扩散的直径和注浆量主要与注浆压力相关。由于触变泥浆在搅拌完成后需要静置24小时才能进行注浆，现有的注浆装置缺少储浆机构，往往会因为触变泥浆用完而需要等待较长时间，耽误施工。
发明内容
本发明提供一种顶管注浆装置和注浆方法，解决了现有技术中注浆装置不具有储浆机构的问题。
一种顶管注浆装置，包括通过输浆管依次连接的搅拌机构、储浆机构和注浆机构，储浆机构包括第一电机、储浆箱，第一电机位于储浆箱顶部，第一电机转轴上连接有第一搅拌轴，第一搅拌轴上固定连接有多个第一搅拌杆，第一搅拌杆上固定连接有多个第二搅拌杆。搅拌机构的主要作用是将原材料搅拌均匀，生成泥浆；储浆机构的主要作用是临时储存泥浆并防止泥浆凝固；注浆机构的主要作用是为整个注浆机构提供动力，控制注浆量和注浆压力。由搅拌机构生产的触变泥浆经输浆管输送至储浆机构后，第一电机驱动第一搅拌轴转动，带动第一搅拌杆和第二搅拌杆搅拌触变泥浆，防止其凝固，储浆机构将搅拌机构产生的触变泥浆存储起来，保证泥浆的供给充足，避免了注浆过程中触变泥浆不足导致施工停止。
进一步，所述储浆箱底部设有第一基座，第一基座上固定连接有多个吊环，储浆箱外侧壁上固定连接有用于控制第一电机通断的电闸。吊环方便用吊机搬运。
进一步，所述搅拌机构包括搅拌箱、第二电机，第二电机位于搅拌箱顶部，第二电机转轴上固定连接有第二搅拌轴，第二搅拌轴上固定连接有搅拌叶片，搅拌箱内进料口处设有筛网。搅拌机构的作用是将原材料搅拌均匀，生成泥浆。第二电机通过螺栓连接在搅拌箱顶部，为第二搅拌轴提供动力。
进一步，所述搅拌箱下方设有第二基座，搅拌箱与第二基座通过多个支撑柱连接，第二基座上固定连接有多个吊环，搅拌箱外侧壁上固定连接有用于控制第二电机通断的电闸。
进一步，所述注浆机构包括第三电机和至少两个压缩缸，压缩缸内设有活塞，活塞上转动连接有活塞杆，活塞杆远离活塞的一端通过十字头连接有连杆，连杆远离活塞杆的一端转动连接有曲柄，第三电机通过传动机构与曲柄连接。多数触变泥浆常温下触变性很好，但随着温度升高触变性会明显下降。活塞压缩泥浆做功导致压缩缸温度上升，随着注浆机构持续工作压缩缸的温度会不断上升，影响泥浆的触变性。在注浆量不变的情况下，将原本由一个压缩缸完成的注浆量改为由两个或两个以上压缩缸完成，具体为缩短活塞压缩的距离，将由于活塞做功产生的内能分散，降低了温度升高的数值，避免了温度过高对泥浆触变性的影响。第三电机通过传动机构驱动曲柄转动，曲柄通过连杆驱动活塞杆做往复运动，带动活塞反复压缩泥浆，完成注浆。压缩缸上设有进料口和出料口，进料口和出料口处均设有单向阀。
进一步，所述压缩缸的进料口分别与所述储浆机构连通，压缩缸的出料口均与同一个输浆管连通。
进一步，所述压缩缸外壁上固定连接有散热扇，压缩缸下方固定连接有第三基座，第三基座上固定连接有吊环。
注浆方法，包括以下步骤，
S1,将配好的原料置于搅拌机构内进行搅拌，生成泥浆；
S2,将搅拌机构中生成的泥浆输送至储浆机构内,并继续进行搅拌；
S3,通过注浆机构向管节注浆。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
储浆机构的主要作用是临时储存泥浆并防止泥浆凝固。由搅拌机构生产的触变泥浆经输浆管输送至储浆机构后，第一电机驱动第一搅拌轴转动，带动第一搅拌杆和第二搅拌杆搅拌触变泥浆，防止其凝固，储浆机构将搅拌机构产生的触变泥浆存储起来，保证泥浆的供给充足，避免了注浆过程中触变泥浆不足导致施工停止。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明搅拌机构剖视图。
图3为本发明储浆机构剖视图。
1、第二电机，2、筛网，3、搅拌箱，4、电闸，5、支撑柱，6、第二基座，7、吊环，8、输浆管，9、第一基座，10、第一电机，11、储浆箱，12、散热扇，13、压缩缸，14、第三基座，15、第二搅拌轴，16、搅拌叶片，17、第一搅拌轴，18、第一搅拌杆，19、第二搅拌杆。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，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它实施例，都属于本专利保护的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种顶管注浆装置，包括通过输浆管8依次连接的搅拌机构、储浆机构和注浆机构，搅拌机构包括第二电机1、搅拌箱3、进料口、筛网2、电闸4、输浆管8、支撑柱5、第二基座6、吊环7、第二搅拌轴15和搅拌叶片16。第二电机1位于搅拌箱3顶部；搅拌箱3上部一侧开有进料口；进料口处铺设一层筛网2；搅拌箱3外部侧壁上设有电闸4；搅拌箱3与储浆箱11之间连有输浆管8；搅拌箱3下部连接有支撑柱5；支撑柱5连接在第二基座6上；第二基座6上固定有吊环7；第二电机1下端连接有第二搅拌轴15；第二搅拌轴15下端连接有搅拌叶片16。储浆机构包括第一电机10、储浆箱11、输浆管8、电闸4、第一基座9、吊环7、第一搅拌轴17和搅拌杆。第一电机10位于储浆箱11顶部；储浆箱11与液压机构之间连有输浆管8；储浆箱11箱外部侧壁上设有电闸4；储浆箱11下部连接有第一基座9；第一基座9上固定有吊环7；第一电机10下端连有第一搅拌轴17；第一搅拌轴17上固定有搅拌杆。注浆机构包括显示器、操控平台、电控箱、压浆泵、输浆管8、散热扇12、第三基座14和吊环7。显示器、操控平台和电控箱均位于压浆泵的上面；压浆泵侧面设有散热扇12和输浆管8；压浆泵下部连接有第三基座14；第三基座14上固定有吊环7。压浆泵包括第三电机和至少两个压缩缸13，压缩缸13内设有活塞，活塞上转动连接有活塞杆，活塞杆远离活塞的一端通过十字头连接有连杆，连杆远离活塞杆的一端转动连接有曲柄，第三电机通过传动机构与曲柄连接。多数触变泥浆常温下触变性很好，但随着温度升高触变性会明显下降。活塞压缩泥浆做功导致压缩缸13温度上升，随着注浆机构持续工作压缩缸13的温度会不断上升，影响泥浆的触变性。在注浆量不变的情况下，将原本由一个压缩缸13完成的注浆量改为由两个或两个以上压缩缸13完成，具体为缩短活塞压缩的距离，将由于活塞做功产生的内能分散，降低了温度升高的数值，避免了温度过高对泥浆触变性的影响。第三电机通过传动机构驱动曲柄转动，曲柄通过连杆驱动活塞杆做往复运动，带动活塞反复压缩泥浆，完成注浆。压缩缸13的进料口分别与所述储浆机构连通，压缩缸13的出料口均与同一个输浆管8连通。
搅拌机构的作用是将原材料搅拌均匀，生成泥浆。第二电机1通过螺栓连接在搅拌箱3顶部，为第二搅拌轴15提供动力。搅拌箱3上部一侧开有进料口，进料口处铺设一层筛网2，筛网2与搅拌箱3螺栓连接，可以对原材料进行筛选。电闸4固定连接在搅拌箱3的外侧壁上，与第二电机1通过电线连接，控制着第二电机1的运转。输浆管8与搅拌箱3为螺纹连接，作为输送泥浆的通道。搅拌箱3与下部支撑柱5为焊接，支撑柱5与第二基座6为螺栓连接，第二基座6上固定有吊环7，方便用吊机搬运。第二电机1下端连接有第二搅拌轴15，第二搅拌轴15下端连接有搅拌叶片16，用于对原材料进行搅拌，生成泥浆。
储浆机构的作用是临时储存泥浆，防止泥浆凝固，保证泥浆的供给充足。第一电机10通过螺栓连接在储浆箱11的顶部，为第一搅拌轴17提供动力。输浆管8与储浆箱11为螺纹连接，作为输送泥浆的通道。电闸4固定连接在搅拌箱3的外侧壁上，与第一电机10通过电线连接，控制着第一电机10的运转。储浆箱11与第一基座9为螺栓连接，第一基座9上固定有吊环7，方便用吊机搬运。第一电机10下端连有第一搅拌轴17，第一搅拌轴17上固定有第一搅拌杆18，第一搅拌杆18上设有第二搅拌杆19，用于搅拌泥浆，防止泥浆凝固。
输浆管8通过螺纹连接在压浆泵的侧面，作为输送泥浆的通道。散热扇12通过螺栓连接在压浆泵的侧面，降低液压机构内部的温度。压浆泵与第三基座14用螺栓连接，第三基座14上固定有吊环7，方便用吊机搬运。
注浆方法，包括以下步骤，
(1)将配好的原料置于搅拌箱3内进行搅拌，生成泥浆。
(2)将搅拌箱3中生成的泥浆输送至储浆箱11内，临时储存。并继续进行搅拌，防止泥浆凝固，保证泥浆的流动性。同时，储浆机构可以保证注浆过程中有足够的泥浆供应量。
(3)顶管施工过程中，通过注浆机构将储浆机构中的泥浆输送至注浆口，通过控制注浆压力和注浆时间，按一定的注浆量向管节背后注浆，最终随顶管推进过程形成触变泥浆套。期间，液压机构可自动记录注浆压力P、总注浆量Q和注浆时间t。
(4)重复步骤1～3，保证注浆过程连续进行，直至顶管施工完成。
(5)注浆完成后，对注浆压力P、总注浆量Q和注浆时间t进行数据处理，绘制P-Q-t曲线，用于指导下次注浆施工。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种顶管注浆装置，其特征在于，包括通过输浆管(8)依次连接的搅拌机构、储浆机构和注浆机构，储浆机构包括第一电机(10)、储浆箱(11)，第一电机(10)位于储浆箱(11)顶部，第一电机(10)转轴上连接有第一搅拌轴(17)，第一搅拌轴(17)上固定连接有多个第一搅拌杆(18)，第一搅拌杆(18)上固定连接有多个第二搅拌杆(19)。
2.根据权利要求1所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述储浆箱(11)底部设有第一基座(9)，第一基座(9)上固定连接有多个吊环(7)，储浆箱(11)外侧壁上固定连接有用于控制第一电机(10)通断的电闸(4)。
3.根据权利要求1所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述搅拌机构包括搅拌箱(3)、第二电机(1)，第二电机(1)位于搅拌箱(3)顶部，第二电机(1)转轴上固定连接有第二搅拌轴(15)，第二搅拌轴(15)上固定连接有搅拌叶片(16)，搅拌箱(3)内进料口处设有筛网(2)。
4.根据权利要求3所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述搅拌箱(3)下方设有第二基座(6)，搅拌箱(3)与第二基座(6)通过多个支撑柱(5)连接，第二基座(6)上固定连接有多个吊环(7)，搅拌箱(3)外侧壁上固定连接有用于控制第二电机(1)通断的电闸(4)。
5.根据权利要求1所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述注浆机构包括第三电机和至少两个压缩缸(13)，压缩缸(13)内设有活塞，活塞上转动连接有活塞杆，活塞杆远离活塞的一端通过十字头连接有连杆，连杆远离活塞杆的一端转动连接有曲柄，第三电机通过传动机构与曲柄连接。
6.根据权利要求5所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述压缩缸(13)的进料口分别与所述储浆箱(11)连通，压缩缸(13)的出料口均与同一个输浆管连通。
7.根据权利要求5所述的顶管注浆装置，其特征在于，所述压缩缸(13)外壁上固定连接有散热扇(12)，压缩缸(13)下方固定连接有第三基座(14)，第三基座(14)上固定连接有吊环(7)。
8.注浆方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1,将配好的原料置于搅拌机构内进行搅拌，生成泥浆；
S2,将搅拌机构中生成的泥浆输送至储浆机构内,并继续进行搅拌；
S3,通过注浆机构向管节注浆。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201030 |