CN117090192B - 一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，属于旋喷灌浆技术领域，包括：夹持限位机构，所述夹持限位机构包括带有贯穿通道的基部，注浆管由贯穿通道穿过基部，基部由上至下设置有若干限位单元；锁定限位机构；所述锁定限位机构包括升降锁定件，升降锁定件上由上至下依次设置若干环形结构的限位锁定件。本发明通过锁定限位机构对夹持限位机构进行同轴限位锁定，控制夹持限位机构稳定精确的对注浆管进行夹持限位，且夹持限位的精度以及稳定性不受限位点间距大小的影响，进而使注浆管稳定的处于垂直的状态，有效提高了整个旋喷注浆过程的稳定性以及注浆的质量和旋喷桩的质量。

Description

一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法

技术领域

本发明涉及旋喷灌浆技术领域，具体为一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法。

背景技术

超高压旋喷灌浆法是一种用于地下工程的灌浆加固方法，主要用于处理地层松散、不稳定或者需要增强的状况，超高压旋喷灌浆法先采用地质钻机垂直钻出注浆孔，地质钻机钻至设计深度后，拔出钻头，然后地质钻机后撤退场，并换上旋喷射台车将注浆管插入到注浆孔的预定深度，之后高压泥浆泵往注浆管中超高压注入水泥砂浆，水泥砂浆通过注浆管的喷嘴超高压旋转喷射并冲击破坏土体，在此过程中注浆管不断旋转并上升，在超高压喷射水泥砂浆流束的冲击力、离心力和重力等综合作用下，注浆孔周围的泥土与水泥砂浆搅拌混合得到浆土；注浆管旋转上升至指定高度后完成施工，待浆土凝固后形成旋喷桩。

目前，在超高压旋喷灌浆的过程中，对注浆管垂直度的控制能力还有待提高，注浆管的垂直度作为影响灌浆加固质量的重要因素之一，在灌浆的过程中，注浆管位于注浆口外的上端部分的垂直度存在一点倾斜的情况，都会导致位注浆管位于注浆孔的下端喷嘴部分发生严重的倾斜，且注浆孔越深，下端喷嘴倾斜的角度越大，进而会严重影响旋喷灌浆的质量以及旋喷桩的质量，相应的降低加固的效果，现有技术主要是通过设置短距离间隔的限位点对注浆管的垂直度进行控制，但在对深度较深的注浆孔进行注浆的过程中，短距离间隔的限位点对距离长的注浆管的垂直度进行控制的效果以及持续控制的稳定性还有待提高，此外，一些设置长距离间隔的限位点对注浆管的垂直度进行控制的技术手段，会因限位点间距较大，而难以稳定的控制限位点之间的垂直度，进而同样会影响注浆管垂直度的精度以及垂直度的稳定性。

发明内容

本发明提供超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，以解决相关技术中注浆管的垂直度控制的效果以及持续控制的稳定性相对较低而影响旋喷灌浆的质量以及旋喷装质量的问题。

本发明提供了一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，该限位提升装置包括：夹持限位机构，所述夹持限位机构包括带有贯穿通道的基部，注浆管由贯穿通道穿过基部，基部由上至下设置有若干限位单元，限位单元包括若干铰接件，若干铰接件沿着注浆管的周向均匀分布且上端与基部铰接，铰接件靠近注浆管的一侧设置有限位件、远离注浆管的一侧设置有倾斜推送面；用于对夹持限位机构进行统一限位并锁定的锁定限位机构；所述锁定限位机构包括升降锁定件，升降锁定件上由上至下依次设置若干环形结构的限位锁定件，限位锁定件与限位单元一一对应且在限位的过程中，限位单元内铰接件上的倾斜推送面均抵靠在对应的限位锁定件上；用于对夹持限位机构以及锁定限位机构的垂直基准进行限定的基准限位机构。

在一种可能实施的方式中，所述限位件包括转动连接在铰接件上的转动柱，转动柱上开设有环状结构的接触槽，转动柱转动状态下，接触槽始终与注浆管保持接触限位的状态。

在一种可能实施的方式中，所述限位单元数量至少为三，其中一个限位单元内的铰接件数量为二且对称分布，铰接件与基部的铰接点处转动设置有驱动轴，铰接件上相应的转动柱与驱动轴之间设置有连动件，对称铰接件上的转动柱转动方向相反。

在一种可能实施的方式中，所述升降锁定件包括滑动连接在基部上的升降架，升降架上转动连接有与基部螺纹连接的升降螺杆，升降螺杆沿着注浆管的周向分布，升降螺杆上螺纹套设有控制套，控制套转动连接在基部上，基部上转动连接有统一控制环，控制套均与统一控制环啮合。

在一种可能实施的方式中，所述基准限位机构包括安装座，安装座上转动设置有横向调节座，横向调节座上转动设置有纵向调节座，夹持限位机构通过锁定限位机构连接在纵向调节座上，且横向调节座与安装座以及横向调节座与纵向调节座之间均设置有对横向调节座以及纵向调节座的垂直度进行调节的校正锁定组件。

在一种可能实施的方式中，所述校正锁定组件包括水平移动的调节限位框，调节限位框内竖直滑动设置有限位柱，限位柱固定连接在相应的横向调节座以及纵向调节座上，横向调节座与安装座之间以及横向调节座与纵向调节座之间均设置有加固件，且加固件夹持固定的方向相应横向调节座以及相应纵向调节座调节的方向垂直。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：1、根据本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，锁定限位机构对夹持限位机构进行同轴限位锁定，控制夹持限位机构稳定精确的对注浆管进行夹持限位，且夹持限位的精度以及稳定性不受限位点间距大小的影响，进而使注浆管稳定的处于垂直的状态，有效提高了整个旋喷注浆过程的稳定性以及注浆的质量和旋喷桩的质量。

2、根据本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，基准限位机构对夹持限位机构以及锁定限位机构竖直的基准进行限位，为夹持限位机构以及锁定限位机构提供垂直状态稳定的工作环境，有利于进一步提高注浆管的垂直度以及垂直状态的稳定性。

3、根据本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置及灌浆方法，通过同步反向转动限位件对注浆管进行提升，且转动的限位件具有稳定的驱动源，相应的提高了旋喷注浆过程的稳定性，有利于进一步提高注浆的质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置基部以及贯穿通道的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置安装在旋喷射台车上时的状态示意图。

图3是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的夹持限位机构的结构示意图。

图4是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的限位锁定件与升降锁定件的结构示意图。

图5是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的铰接件与连动件的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的驱动箱的结构示意图。

图7是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的基准限位机构的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置的纵向调节座与横向调节座之间加固件的结构示意图。

图中：1、夹持限位机构；2、锁定限位机构；3、基准限位机构；101、贯穿通道；102、基部；103、铰接件；104、限位件；105、倾斜推送面；106、驱动轴；107、连动件；108、活动槽；109、驱动箱；201、升降锁定件；202、限位锁定件；301、安装座；302、横向调节座；303、纵向调节座；304、校正锁定组件；1041、转动柱；1042、接触槽；2011、升降架；2012、升降螺杆；2013、控制套；2014、统一控制环；3041、调节螺杆；3042、调节限位框；3043、限位柱；3044、加固件；4、旋喷射台车。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于下面所描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参阅图1-图5，一种超高压旋喷注浆管限位提升装置，包括夹持限位机构1、用于对夹持限位机构1进行统一限位并锁定的锁定限位机构2，夹持限位机构1包括带有贯穿通道101的基部102，如图1所示，基部102和贯穿通道101均为圆柱结构且二者的轴线重合，注浆管由贯穿通道101穿过基部102，基部102上由上至下设置有三个限位单元，限位单元包括若干铰接件103，若干铰接件103沿着贯穿通道101的周向均匀分布且铰接件103的上端与基部102铰接，如图3所示，基部102上开设有与铰接件103一一对应的活动槽108，铰接件103靠近注浆管的一侧设置有限位件104、远离注浆管的一侧设置有倾斜推送面105，锁定限位机构2包括升降锁定件201，升降锁定件201由上至下设置若干限位锁定件202，限位锁定件202与限位单元一一对应，且限位锁定件202的轴线与贯穿通道101重合，升降锁定件201沿着基部102的轴线滑动连接在基部102上，如图4所示，升降锁定件201下移，限位锁定件202同步下移并通过倾斜推送面105带动铰接件103向注浆管的方向转动直至限位件104与注浆管接触并对其进行限位，同一限位单元内的限位件104在同一个限位锁定件202的限位锁定下从注浆管的周向对注浆管进限位夹持，并使注浆管的轴线与基部102的轴线重合，在喷灌浆的过程中，基部102安装在旋喷射台车4上并垂直置于灌浆孔的上方，贯穿基部102的注浆管同样处于垂直放置的状态，且由上至下分布的限位单元在限位锁定件202的限位锁定下精准稳定的对注浆管进行限位夹持，使注浆管稳定的处于垂直的状态，相应的提高了整个旋喷注浆过程的稳定性以及注浆的质量。

参阅图3，限位件104包括转动连接在铰接件103上的转动柱1041，转动柱1041上开设有环状结构的接触槽1042，在注浆管上移的过程中，接触槽1042既能对注浆管进行限位，又能随着转动柱1041转动降低限位对注浆管产生的阻力，提高注浆管工作的稳定性。

参阅图3、图4、图5和图6，其中一个限位单元内的铰接件103数量为二且该限位单元内的两个铰接件103对称分布，铰接件103与基部102的铰接点处转动设置有驱动轴106，铰接件103上相应的转动柱1041与驱动轴106之间设置有连动件107，如图5所示，连动件107包括四个依次啮合的齿轮件，且首尾两个齿轮件分别固定连接在驱动轴106和转动柱1041上，基部102上还设置有外接的驱动箱109，如图6所示，驱动箱109包括箱体，箱体内设置有四个依次啮合连接的连动齿轮，其中首尾的连动齿轮分别固定连接在驱动轴106上，中间两个连动齿轮中任意一个上面固定连接有驱动转轴，转动驱动转轴即可带动两个驱动轴106转动，且驱动轴106转动的方向相反，对称铰接件103上的转动柱1041转动方向相反，如图5所示，反向转动的转动柱1041既可以向上提升注浆管，又可以向下送进注浆管，且转动柱1041的驱动过程不受铰接件103铰接过程的影响。

参阅图4，另外两个限位单元内的铰接件103数量为三，其上相应的三个转动柱1041形成三个限位夹持点对注浆管进行居中限位夹持，且在限位锁定件202的限位锁定下，三个限位夹持点可持续对注浆管进行稳定的居中限位夹持。

参阅图1、图3和图4，升降锁定件201包括沿着基部102的轴向滑动的升降架2011，升降架2011上转动连接有与基部102螺纹连接的升降螺杆2012，升降螺杆2012沿着注浆管的周向分布，升降螺杆2012上螺纹套设有控制套2013，控制套2013转动连接在基部102上，基部102上转动连接有统一控制环2014，控制套2013均与统一控制环2014啮合，如图3所示，统一控制环2014同步带动控制套2013转动，控制套2013通过升降螺杆2012控制升降架2011的升降并即时的将升降架2011锁定在当前的位置。

参阅图1、图2和图7，本发明还包括用于对夹持限位机构1以及锁定限位机构2安装环境的垂直度进行调节限定的基准限位机构3，基准限位机构3包括安装座301，安装座301安装在旋喷射台车4上，安装座301上转动设置有横向调节座302，横向调节座302仅在横向上限位转动，横向调节座302上转动设置有纵向调节座303，纵向调节座303仅在纵向上限位转动，基部102固定连接在纵向调节座303上，通过在纵向上对纵向调节座303垂直度的调节限位以及在横向上对横向调节座302垂直度的调节限位，使固定安装在纵向调节座303上的基部102稳定的处于垂直的状态，进而有效消除旋喷射台车4停放固定状态对基部102垂直状态的影响，有利于进一步提高旋喷灌浆的质量。

参阅图1和图7，横向调节座302与安装座301之间以及横向调节座302与纵向调节座303之间均设置有对横向调节座302以及纵向调节座303的垂直度进行调节锁定的校正锁定组件304，校正锁定组件304包括水平移动且转动连接有调节螺杆3041的调节限位框3042，调节限位框3042内竖直滑动设置有限位柱3043，限位柱3043固定连接在相应的横向调节座302以及纵向调节座303上，横向调节座302与安装座301之间以及横向调节座302与纵向调节座303之间均设置有加固件3044，如图7所示，纵向调节座303与横向调节座302之间的校正锁定组件304中的调节螺杆3041螺纹插接在横向调节座302上，调节限位框3042左右水平滑动连接在横向调节座302上，转动调节螺杆3041控制调节限位框3042左右滑动，调节限位框3042左右滑动带动限位柱3043移动进而控制纵向调节座303转动在纵向上进行垂直度调节，同理，横向调节座302与安装座301之间的调节螺杆3041螺纹插接在安装座301上，相应的调节限位框3042前后滑动连接在安装座301上，转动调节螺杆3041带动调节限位框3042前后滑动，进而通过相应的限位柱3043移动进而控制横向调节座302转动在横向上进行垂直度调节，其中，上述的纵向为左右方向，横向为前后方向。

参阅图7和图8，加固件3044为转动设置有控制螺杆的加固框，如图8所示，该图出示的是横向调节座302与纵向调节座303之间加固件3044的具体结构，加固框限位滑动设置在调节限位框3042上，控制螺杆螺纹插接在调节螺杆3041内，转动控制螺杆带动加固框左右移动，当调节限位框3042向左移动对纵向调节座303的垂直度进行调节时，在完成垂直度调节后，转动控制螺杆使加固框向右移，进而与调节限位框3042组合对限位柱3043进行夹持固定，相应的提高了垂直度调节后纵向调节座303状态的稳定性，反之，调节限位框3042右移，加固框则向左移，横向调节座302与安装座301之间的加固件3044的加固过程同理，仅在加固框连接方向以及移动方向上有区别，其中，横向调节座302与纵向调节座303上均安装有现有的水平仪，在调节的过程中，通过观察水平显示仪确定横向调节座302与纵向调节座303是否处于垂直的状态。

一种超高压旋喷灌浆方法，在旋喷射台车4旋喷灌浆的过程中，先利用上述的超高压旋喷注浆管限位提升装置在注浆管向下插入注浆孔的过程中对注浆管进行限位并向下送进，使注浆管以垂直的状态插入到注浆孔内预定的深度，之后在注浆管旋转上升的过程中，同样利用超高压旋喷注浆管限位提升装置对注浆管进行限位并向上送进，使注浆管在旋转上升的过程中稳定的保持垂直的状态，进而有效提高旋转注浆的质量以及旋喷桩的牢固性。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或滑动连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依据本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种超高压旋喷注浆管限位提升装置，其特征在于，包括：夹持限位机构（1），所述夹持限位机构（1）包括带有贯穿通道（101）的基部（102），注浆管由贯穿通道（101）穿过基部（102），基部（102）由上至下设置有若干限位单元，限位单元包括若干铰接件（103），若干铰接件（103）沿着注浆管的周向均匀分布且上端与基部（102）铰接，铰接件（103）靠近注浆管的一侧设置有限位件（104）、远离注浆管的一侧设置有倾斜推送面（105）；

所述限位件（104）包括转动连接在铰接件（103）上的转动柱（1041），转动柱（1041）上开设有环状结构的接触槽（1042），转动柱（1041）转动状态下，接触槽（1042）始终与注浆管保持接触限位的状态；

所述限位单元数量至少为三，其中一个限位单元内的铰接件（103）数量为二且对称分布，铰接件（103）与基部（102）的铰接点处转动设置有驱动轴（106），铰接件（103）上相应的转动柱（1041）与驱动轴（106）之间设置有连动件（107），对称铰接件（103）上的转动柱（1041）转动方向相反；

用于对夹持限位机构（1）进行统一限位并锁定的锁定限位机构（2）；所述锁定限位机构（2）包括升降锁定件（201），升降锁定件（201）上由上至下依次设置若干环形结构的限位锁定件（202），限位锁定件（202）与限位单元一一对应且在限位的过程中，限位单元内铰接件（103）上的倾斜推送面（105）均抵靠在对应的限位锁定件（202）上；

所述升降锁定件（201）包括滑动连接在基部（102）上的升降架（2011），升降架（2011）上转动连接有与基部（102）螺纹连接的升降螺杆（2012），升降螺杆（2012）沿着注浆管的周向分布，升降螺杆（2012）上螺纹套设有控制套（2013），控制套（2013）转动连接在基部（102）上，基部（102）上转动连接有统一控制环（2014），控制套（2013）均与统一控制环（2014）啮合；

用于对夹持限位机构（1）以及锁定限位机构（2）安装环境的垂直度进行调整限定的基准限位机构（3）。

2.根据权利要求1所述的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置，其特征在于：所述基准限位机构（3）包括安装座（301），安装座（301）上转动设置有横向调节座（302），横向调节座（302）上转动设置有纵向调节座（303），夹持限位机构（1）通过锁定限位机构（2）安装在纵向调节座（303）上，且横向调节座（302）与安装座（301）以及横向调节座（302）与纵向调节座（303）之间均设置有对横向调节座（302）以及纵向调节座（303）的垂直度进行调节的校正锁定组件（304）。

3.根据权利要求2所述的一种超高压旋喷注浆管限位提升装置，其特征在于：所述校正锁定组件（304）包括水平移动且转动连接有调节螺杆（3041）的调节限位框（3042），调节限位框（3042）内竖直滑动设置有限位柱（3043），限位柱（3043）固定连接在相应的横向调节座（302）以及纵向调节座（303）上，横向调节座（302）与安装座（301）之间以及横向调节座（302）与纵向调节座（303）之间均设置有加固件（3044），加固件（3044）用于对横向调节座（302）与安装座（301）以及横向调节座（302）与纵向调节座（303）的连接状态进行加固。