CN112177002A - 对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法 - Google Patents

对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法,属于注浆加固地层领域,它包括主注浆管,主注浆管沿其长度方向相间设置有输浆管段和漏浆管段,漏浆管段位于输浆管段之间;至少两个膜袋,膜袋套设于对应输浆管段的主注浆管;副注浆管,副注浆管连接其中一个膜袋;输浆管,输浆管连接于两个膜袋之间;利用两个膜袋对注浆孔上下端进行封闭,使得对地层特定区域形成闭合的待加固区,不仅能够减少浆液向其他区域扩散,减少浆液的浪费;而且,待加固区注浆能够在两个膜袋之间起到连接的作用,提高加固的连续性,膜袋对待加固区与硬质层之间形成过渡,避免因单独膜袋加固出现坍塌现象。

Description

对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法
技术领域
本发明涉及注浆加固地层技术领域,尤其涉及对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法。
背景技术
目前水利、建筑、交通及矿山工程建设中经常遭遇岩溶、破碎带、松软地层等地质灾害,由于岩溶、软弱地质等情况的发生也给工程基础建设安全带来一定的影响。目前对于上述地质灾害的治理通常采用膜袋注浆的方式对地层进行加固或封堵,膜袋注浆主要是指将膜袋套在袖阀管外,钻机在松软地层上钻成孔后,将袖阀管放入注浆孔内,利用压力注浆将浆液经袖阀管注入布袋内,浆液注入后膜袋在地基中慢慢打开,在软土路基中形成竖向桩体后,与周围土体形成有效的持力层,共同承担上部载荷,达到加固的效果。
现有的对地层特定区域的加固一般通过膜袋进行注浆,对于多个不同区域的加固一般通过在袖阀管上设置多个膜袋进行加固,利用膜袋向外渗出实现对地层松软区域的加固,这种通过利用膜袋加固的方式,加固速度慢,降低加固效率,另外,这种通过单独的膜袋对特定区域的加固与其他区域(硬质层)之间的加固连续性差,两者之间的加固界限明显,降低了加固层与其他层之间的融合以及密实程度,降低了地基的承载力,易导致地基在加固界限处发生坍塌;同时,单独膜袋加固容易导致内部的浆液向不需要加固的区域扩散,增大浆液的浪费。
发明内容
本申请是为了解决在地层的特定区域进行加固时往往通过膜袋进行加固,这种加固的方式与其他区域之间的连续性差,两者之间的加固界限明显,降低了加固层与其他层之间的融合以及密实程度,降低了地基的承载力,易导致地基在加固界限处发生坍塌的问题,同时,单独的膜袋加固容易导致内部的浆液向不需要加固的区域扩散,增大了浆液的浪费。,故而,本申请设计对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法,其具体为
对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,包括:
主注浆管,主注浆管沿其长度方向相间设置有输浆管段和漏浆管段,漏浆管段位于输浆管段之间;
至少两个膜袋,膜袋套设于对应输浆管段的主注浆管;
副注浆管,副注浆管连接其中一个膜袋;
输浆管,输浆管连接于两个膜袋之间。
优选的,上述副注浆管为刚性管。
优选的,输浆管包括:
刚性管段和柔性管段,刚性管段设置两段,两段刚性管段分别连接于柔性管段的两端。
优选的,柔性管段盘绕于主注浆管的外壁。
优选的,副注浆管与输浆管上分别设有单向止回阀。
优选的,上述单向止回阀为球形单向阀。
优选的,主注浆管在远离其进浆口的一端设有导向头。
优选的,所述膜袋外壁沿所述膜袋一周设有胶带。
本申请还保护地层特定区域注浆加固方法,包括地层特定区域加固的膜袋注浆装置,具体的特定区域注浆加固方法包括如些步骤:
在松软地层位置钻注浆孔,注浆孔的深度大于松软地层的深度并抵至硬质地层;
将膜袋注浆装置放入注浆孔内,保证主注浆管的漏浆管段对应放置于所要加固的松软地层处;
通过副注浆管和输浆管向距离主注浆管的注浆口最远处的膜袋内注浆,待该膜袋被完全展开,停止注浆,待该膜袋内的浆液凝固后,依次向靠近主注浆管的注浆口处的膜袋内注浆;
待所有膜袋内的浆液凝固后,膜袋之间与地层之间形成闭合的待加固区,向主注浆管内注浆,浆液通过主注浆管的漏浆管段流至待加固区,对松软地层进行加固。
上述注浆加固方法还包括:
在将膜袋注浆装置放入注浆孔内时,还要保证距离主注浆管最远距离的输浆管段对应放置在硬质地层与软质地层交界处。
本发明通过在主注浆管上设置输浆管段和漏浆管段,并将漏浆管段设置在两个输浆管段之间,利用两个膜袋设置在对应的输浆段上,同时利用两个膜袋对注浆孔上下端进行封闭,使得对地层特定区域形成闭合的待加固区,利用主注浆管直接对待加固区进行注浆加固,能够避免单独利用膜袋进行加固,不仅能够减少浆液向其他区域扩散,减少浆液的浪费;而且,待加固区注浆能够在两个膜袋之间起到连接的作用,提高加固的连续性,膜袋对待加固区与硬质层之间形成过渡,不会在两者之间产生较大的加固界限,使得注浆完全与地层融合,提高地层加固效果,增强地基承载能力,避免因传统单独膜袋加固造成的加固界限明显,导致容易产生坍塌的现象,提高地基稳固效果。
附图说明
图1为本发明的主视图;
图2为图1中A-A的截面放大图;
图3为图1中I出的放大图;
图4为地层特定区域注浆后的状态图。
图中,1、主注浆管,101、第一输浆管段,102、漏浆管段,103、第二输浆管段,2、上膜袋,3、下膜袋,4、导向头,5、胶带,6、副注浆管,7、输浆管,701、柔性管段,702、刚性管段,8、漏浆孔,9、环形安装板,10、锁紧环,11、安装孔,12、单向止回阀,13、待加固区,14、注浆孔。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式并结合附图,对本发明进行详细阐述。
另外,在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-4所示,对地层特定区域加固的膜袋注浆装置及注浆加固方法,其中,对地层特定区域加固的膜袋注浆装置包括主注浆管1、两个膜袋、副注浆管6和输浆管7。
其中,主注浆管1为金属管,例如钢管、铁管甚至铝合金管等,主注浆管1沿其长度方向设有两段输浆管段和一段漏浆管段102,为了便于描述,本实施例根据本装置在使用时的相对位置对上述两段输浆管段定义为第一输浆管段101和第二输浆管段103,定义第一输浆管段101为靠近主注浆官的注浆口的输浆管段,第二输浆管段103为远离主注浆官的注浆口的输浆管段。第一输浆管段101和第二输浆管段103靠近主注浆管1的两端,漏浆管段102位于第一输浆管段101和第二输浆管段103之间,其中,对于漏浆管段102的结构具体是在主注浆管1对应漏浆管段102的管壁设有多个漏浆孔8,多个漏浆孔8在主注浆管1的周向上间隔设置,并且在主注浆管1的周向方向上延伸形成的漏浆管段102。
为了便于描述,本实施例根据本装置在使用时的相对位置对上述两个膜袋定为上膜袋2和下膜袋3,上膜袋2为靠近主注浆官的注浆口的膜袋,下膜袋3为远离主注浆官的注浆口的膜袋。上膜袋2套设在对应第一输浆管段101的主注浆管1上,下膜袋3套设在对应第二输浆管段103的主注浆管1上。
副注浆管6一端与上膜袋2连通,另一端伸出上膜袋2,同时输浆管7是连接在上膜袋2与下膜袋3之间的,通过副注浆管6和输浆管7对两个膜袋进行注浆。
两个膜袋与所要加固的地层特定区域形成闭合的待加固区13,通过主注浆管1内的漏浆管段102上的漏浆孔8对待加固区13注浆,能够实现对松软地层的特定区域直接进行注浆加固,加固彻底,避免单独采用膜袋加固可能导致的加固不彻底的现象,提高了加固强度;同时上膜袋2和下膜袋3也能防止浆液向上或向下扩散,减小浆液的浪费;另外,待加固区13注浆能够在两个膜袋之间起到连接的作用,提高加固的连续性,膜袋对待加固区13与硬质层之间形成过渡,不会在两者之间产生较大的加固界限,避免因传统单独膜袋加固造成的加固界限明显,导致容易产生坍塌的现象,提高地基稳固效果。
对于上膜袋2与下膜袋3在主注浆管1上的固定采用如下方式实现,具体的,上膜袋2与下膜袋3在主注浆管1上的固定方式相同,本实施例只对其中一个膜袋的固定进行描述,以下膜袋3为例,在注浆管的圆周侧壁上对应第二输浆管段103的两端处焊接有两个环形安装板9,两个环形安装板9上沿其轴向分别设有安装孔11,该安装孔11用于连接输浆管7。同时,在每个环形安装板9的圆周侧壁上设置一个锁紧环10,该锁紧环10在本实施例中为可发生塑性变形的金属环,在金属环与环形安装板9之间预留0.1-0.2cm的间隙,该间隙用于上膜袋2边穿过,穿过后,可利用挤压器挤压锁紧环10,使锁紧环10发生塑性变形,从而密封和固定上膜袋2。
在锁紧环10与环形安装板9之间还可设置环形橡胶垫,用于提高上膜袋2的密封效果。
在其他实施例中,上述主注浆管1上也可设置多段输浆管段和多段漏浆管段102,输浆管段的个数始终比漏浆管段102的个数多一个,多段输浆管段与多段漏浆管段102相间设置,保证漏浆管段102始终处于两个输浆管段之间,如此便能够实现同时对多处地层的特定区域进行加固。
进一步的,为了便于副注浆管6与环形安装板9上的安装孔11进行连接,将上述副注浆管6为刚性管,刚性管可以为金属材管,如钢管、铁管或铝合金管等,在连接时,将刚性管先插入安装孔11内,然后通过焊接或其他密封材料填充的方式对连接处进行密封,防止浆液在此处漏浆;同时,刚性管不会因其他外部原因发生打结造成堵死的问题。
进一步的,上述输浆管7包括刚性管段702和柔性管段701,刚性管段702设置两段,此处的刚性管段702为铁管、钢管或铝合金管,柔性管段701为橡胶管或软质塑料管等,其中一个刚性管段702插入用于固定下膜袋3的环形安装板9上的安装孔11内,另一个刚性管段702插入用于固定上膜袋2的环形安装板9的安装孔11内,对于两个刚性管段702的在安装孔11内的密封方式与上述方式相同,柔性管段701连接在两个刚性管段702之间,柔性管防腐蚀性强,不易因内部腐蚀减小内部通流截面,另外,柔性管的被压缩性能好,在对待加固区13注浆时,柔性管能够减小在待加固区13的占用空间,相比刚性管,能够提高待加固区13的注浆密实度。
进一步的,为了防止本装置在下放时,柔性管段701发生折曲或卡住等现象的发生,将柔性管段701盘绕于主注浆管1的外壁,同时柔性管段701连接在上膜袋2和下膜袋3之间,可以有效的将上膜袋2、下层膜袋连接进行注浆。
进一步的,在副注浆管6与输浆管7上分别设有单向止回阀12,通过设置单向止回阀12能够保证浆液单向流动,在不断注入膜袋中的过程中,尤其在一定压力下注注浆时,注浆压力不断压向膜袋,膜袋被不断打开,同时,膜袋对注浆具有反向挤压力,具有将浆液压出的趋势,单向阀能够保证浆液不会再反向挤压力作用下被压出,保证浆液不断被注入膜袋内。
进一步的,上述单向止回阀12为球形单向阀,球形单向阀结构简单,体积小,占用空间小,易操作,能够满足在此注浆情形下的要求。
当然,在其他实施例中,上述单向止回阀12也可采用逆流阀、逆止阀或背压阀等。
进一步的,主注浆管1在远离其进浆口的一端设有导向头4,该导向头4为锥形导向头4,该导向头4能够在本装置下放时起到导向作用,能够一定程度上防止主注浆管1发生偏移,还能够减少主注浆管1在下放时的阻力,缩短下放时间。
进一步的,在膜袋外壁沿所述膜袋一周设有胶带5,胶带5能够对膜袋进行临时固定,在膜袋放入注浆孔14时,防止膜袋与注浆孔壁发生刮扯,保证膜袋顺利送入注浆孔14内,同时胶带5不会限制膜袋的注浆,在膜袋注浆时膜袋自然撑开。
本申请还保护地层特定区域注浆加固方法,注浆加固方法包括如些步骤:
在松软地层位置钻注浆孔14,注浆孔14的深度大于松软地层的深度并抵至硬质地层。
将膜袋注浆装置放入注浆孔14内,保证主注浆管1的漏浆管段102对应放置于所要加固的松软地层处,保证漏浆管在注浆时刚好能够注入所要加固的松软地层位置。
通过副注浆管6和输浆管7向下膜袋3内注浆,待下膜袋3被完全展开,停止注浆,待下膜袋3内的浆液凝固后,向上膜袋2内注浆。
待上膜袋2和下膜袋3内的浆液凝固后,上膜袋2和下膜袋3之间与地层之间形成闭合的待加固区13,通过主注浆管1向主注浆管1内注浆,浆液通过主注浆管1的漏浆管段102的漏浆孔8流至待加固区13,对松软地层进行加固。
进一步的,在将膜袋注浆装置放入注浆孔14内时,同时还要保证第二输浆管段103(即下膜袋3)对应放置在硬质地层与软质底层交界处,这样能够保证软质地层与硬质地层之间的加固连续性,避免导致加固界限明显的问题,提高加固效果、增强地基的抗承载能力,避免在加固界限处发生坍塌现象。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制,对于本技术领域的技术人员来说,对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处,均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,包括:
主注浆管,所述主注浆管沿其长度方向相间设置有输浆管段和漏浆管段,所述漏浆管段位于所述输浆管段之间;
至少两个膜袋,所述膜袋套设于对应所述输浆管段的所述主注浆管;
副注浆管,所述副注浆管连接其中一个所述膜袋;
输浆管,所述输浆管连接于两个所述膜袋之间。
2.根据权利要求1所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述副注浆管为刚性管。
3.根据权利要求1所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述输浆管包括:
刚性管段和柔性管段,所述刚性管段设置两段,两段所述刚性管段分别连接于所述柔性管段的两端。
4.根据权利要求3所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述柔性管段盘绕于所述主注浆管的外壁。
5.根据权利要求1所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述副注浆管与所述输浆管上分别设有单向止回阀。
6.根据权利要求5所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述单向止回阀为球形单向阀。
7.根据权利要求1所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述主注浆管在远离其进浆口的一端设有导向头。
8.根据权利要求1所述的对地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,所述膜袋外壁沿所述膜袋一周设有胶带。
9.地层特定区域注浆加固方法,包括如权利要求1-8任意一项所述的地层特定区域加固的膜袋注浆装置,其特征在于,包括如些步骤:
在松软地层位置钻注浆孔,所述注浆孔的深度大于所述松软地层的深度并抵至硬质地层;
将膜袋注浆装置放入所述注浆孔内,保证所述主注浆管的所述漏浆管段对应放置于所要加固的松软地层处;
通过所述副注浆管和所述输浆管向距离所述主注浆管的注浆口最远处的膜袋内注浆,待该所述膜袋被完全展开,停止注浆,待该所述膜袋内的浆液凝固后,依次向靠近所述主注浆管的注浆口处的所述膜袋内注浆;
待所有所述膜袋内的浆液凝固后,所述膜袋之间与地层之间形成闭合的待加固区,向所述主注浆管内注浆,浆液通过所述主注浆管的所述漏浆管段流至待加固区,对松软地层进行加固。
10.根据权利要求9所述的地层特定区域注浆加固方法,其特征在于,所述方法还包括:
在将膜袋注浆装置放入所述注浆孔内时,还要保证距离所述主注浆管最远距离的所述输浆管段对应放置在所述硬质地层与软质地层交界处。
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