CN205530266U - 一种孔内混合双液灌浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种孔内混合双液灌浆装置，该装置包括：一个浆液搅拌站（1），用于搅拌水泥浆液和水玻璃浆液；一个水泥浆池（2），一个水玻璃池（3），分别通过输浆管道（4）与浆液搅拌站（1）连接；还包括两台灌浆泵（5），分别用于泵送水泥浆液和水玻璃浆液；水泥浆液的输浆管道（4）与水玻璃浆液的输浆管道（4）在浆液搅拌站（1）和灌浆孔（8）之间并联连接。由于采用了本实用新型的技术方案，在进行水泥‑水玻璃双液灌浆时，将水泥和水玻璃浆液搅拌后分别进行输送和灌注，并在入孔后让二者混合，可以很好地避免水玻璃加入水泥浆后过早凝结成块导致难以泵送等问题，有效地保证了双液灌浆的效果。

Description

一种孔内混合双液灌浆装置

技术领域

本实用新型涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种用于大空隙地层的孔内混合双液灌浆装置。

背景技术

水泥－水玻璃灌浆是处理大空隙地层时最常用的一种方法，可以根据地层条件和施工要求的不同分别采用单液法和双液法灌注。但有时候我们对水泥－水玻璃灌浆特点掌握不当，常常达不到理想的灌浆效果。尽管有许多书籍介绍了有关水泥－水玻璃浆液的知识，但实际使用起来却较难以掌握。这是因为水泥－水玻璃浆液胶凝速度快，试验室里浆液各组份的比例在现场难以准确计量，而且难以获得适宜的灌浆装置。水泥浆中加入水玻璃有两个作用，一是作为速凝剂使用，掺量较少，一般约占水泥重量的3%～5%；另一种作用是作为主材使用，掺量较多。在水泥－水玻璃浆液中，水泥的作用是提供结石强度，水泥浆的浓度是决定结石强度的关键因素。而水玻璃则是促进水泥浆早凝的因素。水玻璃作为主材时，对水泥－水玻璃浆液进行单液灌浆通常是比较困难的，这是因为水玻璃加到水泥浆中后马上就凝结成块，浆液呈“疙瘩汤”状，开始的凝胶体（疙瘩）处于一种半干的状态，屈服强度很大，灌浆泵不能正常泵送，必须进行强力搅拌使凝胶体分散，浆液呈膏状后才能正常灌注，而普通搅拌机是搅不开的。因此，设计一种用于水泥－水玻璃双液灌浆装置是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种孔内混合双液灌浆装置，以用于解决水泥-水玻璃双液灌浆中存在的问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型的双液灌注分为两种实施方法，一是浆液在孔内混合灌浆法，二是浆液在混合器中混合灌浆法。

首先，当第一种情况下，本实用新型的这种装置主要由以下部件构成：一个浆液搅拌站，用于搅拌水泥浆液和水玻璃浆液；一个水泥浆池，一个水玻璃池，分别通过输浆管道与浆液搅拌站连接，分别用于搅拌完成的水泥浆液和水玻璃浆液的存储；还包括两台灌浆泵，分别用于泵送水泥浆液和水玻璃浆液。

其连接方式是：水泥浆液的输浆管道与水玻璃浆液的输浆管道在浆液搅拌站和灌浆孔之间并联。

水泥浆液的输浆管道上，自浆液搅拌站出来，依次串联有水泥浆池、灌浆泵、压力表和闸阀，最后汇入灌浆孔中；而水玻璃浆液的输浆管道上，自浆液搅拌站出来，依次串联有水玻璃池、灌浆泵、压力表和闸阀，最后汇入灌浆孔中。二者的输送管道在灌浆孔中的出口距离也有差异，水泥浆液的输浆管道出口离灌浆孔开口较近，入孔深度较浅，而水玻璃浆液的输浆管道在灌浆孔中的入孔深度比水泥浆液的输浆管道的入孔深度要深得多，其入孔深度距离达到水泥浆液输浆管道入孔深度距离的三到十倍，这样避免水泥浆液和水玻璃液过早凝结成块。

当然，还可以采用第二种实施方法，即浆液在混合器中混合灌浆法，这种方法，需要利用一个浆液混合器，该浆液混合器为圆筒形结构，其一端有两个开口，分别接入水泥浆液和水玻璃浆液的输浆管道，另一端有一个开口，连接一根输浆管道伸入灌浆孔中。浆液混合器的内部，设置有一个螺纹连接头，螺纹连接头的后方有块挡板，挡板后方设有一个螺旋叶片，螺旋叶片自挡板向外呈锥形收缩。这样当水泥浆液和水玻璃浆液进入该混合器中后，被螺旋叶片进行预先搅拌，不会提前凝结成疙瘩状，这样等水泥浆液和水玻璃浆液混合完成后再灌入灌浆孔中，效果就会好得多。

由于采用了本实用新型的技术方案，在进行水泥-水玻璃双液灌浆时，将水泥和水玻璃浆液搅拌后分别进行输送和灌注，并在入孔后让二者混合，可以很好地避免水玻璃加入水泥浆后过早凝结成块导致难以泵送等问题，有效地保证了双液灌浆的效果。

附图说明

图1是本实用新型的浆液在孔内混合灌浆法装置示意图；

图2是本实用新型的浆液在混合器中混合灌浆法装置示意图；

图3是本实用新型的混合器内部构造示意图。

附图标记说明：1-浆液搅拌站，2-水泥浆池，3-水玻璃池，4-输浆管道，5-灌浆泵，6-闸阀，7-压力表，8-灌浆孔，9-螺纹连接头，10-挡板，11-螺旋叶片，12-混合器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，首先，本实用新型的一种孔内混合双液灌浆装置主要包括：一个浆液搅拌站1，用于搅拌水泥浆液和水玻璃浆液；一个水泥浆池2，一个水玻璃池3，分别通过输浆管道4与浆液搅拌站1连接；还包括两台灌浆泵5，分别用于泵送水泥浆液和水玻璃浆液；水泥浆液的输浆管道4与水玻璃浆液的输浆管道4在浆液搅拌站1和灌浆孔8之间并联连接。

其中，水泥浆液的输浆管道4上，自浆液搅拌站1出来，依次串联有水泥浆池2、灌浆泵5、压力表7和闸阀6，最后汇入灌浆孔8中；水玻璃浆液的输浆管道4上，自浆液搅拌站1出来，依次串联有水玻璃池3、灌浆泵5、压力表7和闸阀6，最后汇入灌浆孔8中。水泥浆液的输浆管道4在灌浆孔8中的入孔深度为水玻璃浆液的输浆管道4在灌浆孔8中的入孔深度的1/3～1/10。

如图2所示，本实用新型还提供了另外一种实施方式，采用了一种混合器12，该混合器12位于灌浆孔8入孔前方，使水泥浆液和水玻璃浆液的输浆管道4在该部位汇集到该混合器12中，水泥浆液和水玻璃浆液在该混合器12中混合后再灌入灌浆孔8中。图3展示了该混合器12中的一个主要部件，其由螺纹连接头9、挡板10和螺旋叶片11组成。

实施例1：本实用新型在贵州鹿角坝项目中的应用：

在该项目中，水泥－水玻璃浆液多数情况下是采用双液灌注。双液灌注又有两种方法，一是浆液在孔内混合灌浆法，二是浆液在混合器中混合灌浆法。

(1)孔内混合双液灌浆法

孔内混合双液灌浆如图1所述，工艺要点如下：

1）灌浆时采用两个灌浆泵5，通常大泵灌水泥浆，小泵灌水玻璃浆。水泥浆液一般都采用水灰比0.8：1的浓浆，通过泵头回浆来控制灌浆压力；水玻璃浆液不控制灌浆压力，而是随水泥浆的进浆过程控制注入率，一般掌握在水泥浆注入率的5%～8%。

2）采用孔口封闭纯压式灌浆，如图1。灌水玻璃的塑料射浆管要下入孔底，间断加入水玻璃浆液。两种浆液的输浆管路4上都要安装逆止阀，避免两管路内压力差过大使浆液回流造成堵塞管路事故。

3）在对大空隙地层进行灌浆的过程中，要有专人控制水玻璃浆的注入。具体方法是：当通过压力表7发现灌浆压力骤升时，马上关闭水玻璃浆输浆闸阀6，待水泥灌浆泵5压力降下来时再进行水玻璃浆液灌注，如此反复，直到达到较高的压力也不能灌入时停止灌浆。

4）灌浆段长的确定一般按钻孔不返水为标准进行划分，即钻孔出现不返水时立即取钻灌浆，对灌浆段长没有特别的规定。但当钻孔段长达到5m左右时，若还正常返水，也要进行普通水泥浆液灌浆。

(2)混合器双液灌浆法

混合器双液灌浆法是将两种浆液通过各自的灌浆泵送入浆液混合器12后再灌入孔内，如图2所示。灌浆工艺与孔内混合灌浆法相似，但要注意以下几点。

浆液混合的均匀程度是确保灌浆质量的关键，这与浆液配比及混合器的结构相关。

浆液是靠其在混合器12内的喷射、旋流进行混合的，混合器的结构形式很多，比较简单且混全效果较好的结构如图3。无论采用那种结构，在制作混合器12时都要进行浆液混合试验，

当然，以上只是本实用新型的具体应用范例，本实用新型还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种孔内混合双液灌浆装置，其特征在于：该装置包括：一个浆液搅拌站（1），用于搅拌水泥浆液和水玻璃浆液；一个水泥浆池（2），一个水玻璃池（3），分别通过输浆管道（4）与浆液搅拌站（1）连接；还包括两台灌浆泵（5），分别用于泵送水泥浆液和水玻璃浆液；水泥浆液的输浆管道（4）与水玻璃浆液的输浆管道（4）在浆液搅拌站（1）和灌浆孔（8）之间并联连接。

2.根据权利要求1所述的孔内混合双液灌浆装置，其特征在于：水泥浆液的输浆管道（4）上，自浆液搅拌站（1）出来，依次串联有水泥浆池（2）、灌浆泵（5）、压力表（7）和闸阀（6），最后汇入灌浆孔（8）中；水玻璃浆液的输浆管道（4）上，自浆液搅拌站（1）出来，依次串联有水玻璃池（3）、灌浆泵（5）、压力表（7）和闸阀（6），最后汇入灌浆孔（8）中。

3.根据权利要求2所述的孔内混合双液灌浆装置，其特征在于：水泥浆液的输浆管道（4）在灌浆孔（8）中的入孔深度为水玻璃浆液的输浆管道（4）在灌浆孔（8）中的入孔深度的1/3～1/10。