CN116043823A - 一种粉细砂地层的智能化注浆设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉细砂地层的智能化注浆设备，包括配浆桶，所述配浆桶顶部连接有供水管和供硫酸管，所述供水管和供硫酸管上设置有电磁流量控制阀，所述配浆桶的顶部还安装有失重称，所述配浆桶的底部安装有注浆泵，所述注浆泵的进液端与配浆桶的底部相连，所述注浆泵的出液端通过注浆管与注浆头相连，所述注浆头用于向小导管中注浆，所述配浆桶内部转动安装有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶与固定安装在配浆桶顶部的驱动电机驱动连接，所述配浆桶的内壁上设置有硫酸浓度传感器和波美度传感器，所述配浆桶的外壁上安装有控制器。本发明实现了注浆的浆液即用即配，省去了导管清理的工作，提升了封堵导管的效率，自动化程度高、注浆效率高。

Description

一种粉细砂地层的智能化注浆设备

技术领域

本发明涉及注浆设备技术领域，具体为一种粉细砂地层的智能化注浆设备。

背景技术

注浆法(grouting method)是将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，以改善其物理力学性质的方法。注浆的目的是防渗、堵漏、加固和纠正建筑物偏斜。注浆机理有：填充注浆、渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆。注浆材料有粒状浆材和化学浆材，粒状浆材主要是水泥浆，化学浆材包括硅酸盐(水玻璃)和高分子浆材。

在隧道和地下工程施工中，特别是在第四纪冲洪积层中修建隧道，经常遇到粉细砂层。这种地层致密无胶结，无自稳能力，开挖时易坍塌，危及施工安全。普通水泥－－水玻璃浆液因颗粒太大无法注入这种地层，并且化学浆液料源少，价格高，有毒性污染，而碱性水玻璃浆液注浆工艺复杂，稳定性差，均不能满足加固这种地层和堵水的要求。采用改性水玻璃注浆，较好地解决了这一技术难题。改性水玻璃即酸性水玻璃。改性水玻璃浆液是采用料源广、价格低、无污染的普通水玻璃和硫酸为主要原料，掺入少量外加剂配制成的粘度低、可靠性好、凝胶时间可控、稳定性好的浆液。把这种浆液通过小导管按一定的扩散半径及加固范围以单液方式注入粉细砂层中，扩散凝胶，把松散的砂粒固结成一个强度适中的块体，在隧道周围形成一个防坍塌、防涌水的固结圈，从而达到加固和防水的目的。

目前，现有的粉细砂地层改性水玻璃注浆设备进行注浆时，需要提前配置好改性水玻璃溶液，这种操作方法存在以下缺陷：首先，配置浆液过程繁琐，需要先将浓水玻璃稀释，然后再向其中加入浓硫酸，注浆前期准备工作需要花费大量的时间；其次，预先配好的浆液可能出现多余或者不足的问题，多余会造成浪费，不足则需要重新配置。

注浆的前期工作中，还需要在注浆区域在红置入大量的小导管，小导管塞入预先钻好的引孔中，会有大量的泥沙进入其中，需要对其进行清理。现有的清理方式，主要为用吹管吹或者用掏勺掏出，两种方式都费时费力。

因此，亟需一种新型的粉细砂地层的智能化注浆设备，针对现有技术缺陷提供良好的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉细砂地层的智能化注浆设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种粉细砂地层的智能化注浆设备，包括配浆桶，所述配浆桶顶部连接有供水管和供硫酸管，所述供水管和供硫酸管上设置有电磁流量控制阀，所述配浆桶的顶部还安装有失重称，所述配浆桶的底部安装有注浆泵，所述注浆泵的进液端与配浆桶的底部相连，所述注浆泵的出液端通过注浆管与注浆头相连，所述注浆头用于向小导管中注浆，所述配浆桶内部转动安装有搅拌桨叶，所述搅拌桨叶与固定安装在配浆桶顶部的驱动电机驱动连接，所述配浆桶的内壁上设置有硫酸浓度传感器和波美度传感器，所述配浆桶的外壁上安装有控制器，所述硫酸浓度传感器和波美度传感器与控制器电连接，所述注浆泵、电磁流量控制阀、失重称与控制器电连接。

进一步地，所述配浆桶的顶盖的中心位置设置有下沉的电机仓，所述驱动电机安装在电机仓中，所述失重称设置在驱动电机的上方。

进一步地，所述小导管为圆柱形管状结构，所述小导管上均匀分布有通孔。

进一步地，所述小导管与芯杆插接配合，所述芯杆左端伸出小导管的左端，所述芯杆的右端设置有杆座，所述杆座左侧设置有顶板，所述顶板抵在小导管的右端。

进一步地，所述芯杆由片状的筋板焊接而成，所述筋板的左端为实心的锥形头，所述筋板上焊接有圆形的刮土板。

进一步地，所述杆座中心位置设置有顶孔，所述杆座的圆周外壁上固定连接有一对握柄。

进一步地，所述小导管的右端可拆卸连接有堵头。

进一步地，所述小导管的右端设置有一对横槽，所述横槽一端开设有竖槽，所述竖槽延伸至小导管的右端端口，所述堵头的圆周外壁上设置有锁柱，所述锁柱与横槽卡接配合。

进一步地，所述堵头背向小导管的一端设置有把手。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明可实现注浆的浆液即用即配，省去了前期配置浆液的大量工作，且不会出现多余或者不足的问题，不会产生浪费。

2、本发明中，芯杆顶出的锥形头可以减少置入时的阻力，

3、本发明抽出芯杆过程中，芯杆上刮土板将从通孔进入小导管中的沙土带出，解决了小导管需要后续清理的问题。

4、本发明中，堵头相较于用塑胶泥或混凝土封口，效率更高，且堵头可以重复使用。

综上所述，本发明实现了注浆的浆液即用即配，省去了导管清理的工作，提升了封堵导管的效率，自动化程度高、注浆效率高。

附图说明

图1为一种粉细砂地层的智能化注浆设备的结构示意图；

图2为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中顶盖及其上安装部件的结构示意图；

图3为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中配浆桶内部的结构示意图；

图4为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中小导管和芯杆的结构示意图；

图5为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中小导管的结构示意图；

图6为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中芯杆的结构示意图；

图7为一种粉细砂地层的智能化注浆设备中小导管和堵头的结构示意图。

图中：1、配浆桶；2、顶盖；3、电机仓；4、驱动电机；5、搅拌桨叶；6、失重称；7、料斗；8、供硫酸管；9、供水管；10、电磁流量控制阀；11、硫酸浓度传感器；12、波美度传感器；13、锁柱；14、控制器；15、注浆泵；16、注浆头；17、小导管；18、通孔；19、横槽；20、竖槽；21、芯杆；22、筋板；23、刮土板；24、锥形头；25、顶板；26、杆座；27、握柄；28、顶孔；29、堵头；30、把手。

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。

实施例1：请参阅图1～3，一种粉细砂地层的智能化注浆设备，包括配浆桶1，配浆桶1顶部连接有供水管9和供硫酸管8，供水管9和供硫酸管8上设置有电磁流量控制阀10，配浆桶1的顶部还安装有失重称6，配浆桶1的底部安装有注浆泵15，注浆泵15的进液端与配浆桶1的底部相连，注浆泵15的出液端通过注浆管与注浆头16相连，注浆头16用于向小导管17中注浆，配浆桶1内部转动安装有搅拌桨叶5，搅拌桨叶5与固定安装在配浆桶1顶部的驱动电机4驱动连接，配浆桶1的内壁上设置有硫酸浓度传感器11和波美度传感器12，配浆桶1的外壁上安装有控制器14，硫酸浓度传感器11和波美度传感器12与控制器14电连接，注浆泵15、电磁流量控制阀10、失重称6与控制器14电连接。

配浆桶1的顶盖2的中心位置设置有下沉的电机仓3，驱动电机4安装在电机仓3中，失重称6设置在驱动电机4的上方。

小导管17为圆柱形管状结构，小导管17上均匀分布有通孔18。

本实施例工作原理：

工作时，将硅酸钠颗粒填入失重称6的料斗7中，由失重称6控制硅酸钠颗粒投入配浆桶1中量，供水管9和供硫酸管8分别用于向配浆桶1中添加清水和浓硫酸，电磁流量控制阀10用于控制添加清水和浓硫酸的量，操作人员通过控制器14设定配置浆液中水玻璃和浓硫酸的浓度，控制器14控制矢重称6、电磁流量控制阀10开关。而后，驱动电机4带动搅拌桨叶5对配浆桶中的浆液进行搅拌，硫酸浓度传感器11和波美度传感器12用于监测浆液的硫酸浓度和波美度，控制器14通过比对反馈的硫酸浓度和波美度添加相应的物料，以使浆液硫酸浓度和波美度达到设定值。而后注浆泵15将浆液注入提前置入土层中的小导管17中，注入完成后对小导管17的末端进行封堵。本实施例实现了浆液的即用即配，省去了前期配置浆液的大量工作，且不会出现多余或者不足的问题，不会产生浪费。

实施例2：请参阅图4～6，一种粉细砂地层的智能化注浆设备，与实施例1的区别在于，小导管17与芯杆21插接配合，芯杆21左端伸出小导管17的左端，芯杆21的右端设置有杆座26，杆座26左侧设置有顶板25，顶板25抵在小导管17的右端。

芯杆21由片状的筋板22焊接而成，筋板22的左端为实心的锥形头24，筋板22上焊接有圆形的刮土板23。

杆座26中心位置设置有顶孔28，杆座26的圆周外壁上固定连接有一对握柄27。

本实施例中，在向引孔中置入小导管17时，先将芯杆21塞入小导管17中，而后通过敲击杆座26的方式将芯杆12连通小导管17塞入引孔中，芯杆21顶出的锥形头24可以减少置入时的阻力，置入小导管17完成后通过作用握柄27抽出芯杆12，芯杆上刮土板23将从通孔18进入小导管17中的沙土带出。本实施例解决了小导管需要后续清理的问题。顶孔28方便通过冲击设备将芯杆21打入引孔中。

实施例3：请参阅图7，一种粉细砂地层的智能化注浆设备，与实施例1的区别在于，小导管17的右端可拆卸连接有堵头29。

小导管17的右端设置有一对横槽19，横槽19一端开设有竖槽20，竖槽20延伸至小导管17的右端端口，堵头29的圆周外壁上设置有锁柱13，锁柱13与横槽19卡接配合。

堵头29背向小导管17的一端设置有把手30。

本实施例中，完成注浆后再堵头29塞入小导管17的末端，塞入过程中锁柱12对准竖槽20，至槽底后转动堵头29使其卡入横槽19中。本实施例相较于用塑胶泥或混凝土封口，效率更高，且堵头29可以重复使用。把手30方便置入或取出堵头29。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种粉细砂地层的智能化注浆设备，包括配浆桶(1)，其特征在于：所述配浆桶(1)顶部连接有供水管(9)和供硫酸管(8)，所述供水管(9)和供硫酸管(8)上设置有电磁流量控制阀(10)，所述配浆桶(1)的顶部还安装有失重称(6)，所述配浆桶(1)的底部安装有注浆泵(15)，所述注浆泵(15)的进液端与配浆桶(1)的底部相连，所述注浆泵(15)的出液端通过注浆管与注浆头(16)相连，所述注浆头(16)用于向小导管(17)中注浆，所述配浆桶(1)内部转动安装有搅拌桨叶(5)，所述搅拌桨叶(5)与固定安装在配浆桶(1)顶部的驱动电机(4)驱动连接，所述配浆桶(1)的内壁上设置有硫酸浓度传感器(11)和波美度传感器(12)，所述配浆桶(1)的外壁上安装有控制器(14)，所述硫酸浓度传感器(11)和波美度传感器(12)与控制器(14)电连接，所述注浆泵(15)、电磁流量控制阀(10)、失重称(6)与控制器(14)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述配浆桶(1)的顶盖(2)的中心位置设置有下沉的电机仓(3)，所述驱动电机(4)安装在电机仓(3)中，所述失重称(6)设置在驱动电机(4)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述小导管(17)为圆柱形管状结构，所述小导管(17)上均匀分布有通孔(18)。

4.根据权利要求3所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述小导管(17)与芯杆(21)插接配合，所述芯杆(21)左端伸出小导管(17)的左端，所述芯杆(21)的右端设置有杆座(26)，所述杆座(26)左侧设置有顶板(25)，所述顶板(25)抵在小导管(17)的右端。

5.根据权利要求4所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述芯杆(21)由片状的筋板(22)焊接而成，所述筋板(22)的左端为实心的锥形头(24)，所述筋板(22)上焊接有圆形的刮土板(23)。

6.根据权利要求4所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述杆座(26)中心位置设置有顶孔(28)，所述杆座(26)的圆周外壁上固定连接有一对握柄(27)。

7.根据权利要求1所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述小导管(17)的右端可拆卸连接有堵头(29)。

8.根据权利要求7所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述小导管(17)的右端设置有一对横槽(19)，所述横槽(19)一端开设有竖槽(20)，所述竖槽(20)延伸至小导管(17)的右端端口，所述堵头(29)的圆周外壁上设置有锁柱(13)，所述锁柱(13)与横槽(19)卡接配合。

9.根据权利要求7所述的一种粉细砂地层的智能化注浆设备，其特征在于：所述堵头(29)背向小导管(17)的一端设置有把手(30)。

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