CN211368719U - 一种地下帷幕注浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及注浆装置领域，尤其涉及一种地下帷幕注浆装置，其结构为：膜袋，其为柔性的袋状结构，其上端设置有开孔。膜袋下放装置，包括注浆管、外管和连接杆；所述注浆管的一端插在外管中；且注浆管和外管固定在一起，所述注浆管和外管上均设置有注浆孔；所述连接杆固定在外管上端侧壁上；使用时插入外管在开孔中，将膜袋卷绕在外管外表面上形成膜袋卷，采用线对膜袋卷进行捆绑。套壳，套在外管下端的膜袋卷外表面对膜袋卷下端进行稳定。本实用新型的装置克服了将模袋顺利下放至地下的工程难点，并为模袋法在地下注浆的应用开创了基本技术，能够很好地解决因采空区治理边界外空间大、互相连通导致浆液大量外流，污染环境的问题。

Description

一种地下帷幕注浆装置

技术领域

本实用新型涉及注浆装置领域，尤其涉及一种地下帷幕注浆装置。

背景技术

本实用新型背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

我国存在许多人工或天然形成的地下空洞，如采空区、卡斯特地貌等，其中相当一部分地下空洞存在地下水，且相互连通。当公路基础设施建设经过地下空洞是需要进行加固处理，目前处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。在地下空洞上方修建公路、隧道等工程时，最常见的加固处理方式为压力充填注浆法，该方法通过钻孔向地下空洞内注入充填材料，注浆材料用泵送的方式通过地面钻孔和注浆管输送到地下，填充地下空洞和裂隙，浆液形成的结石对地下空洞、裂隙起到充填作用，其凝结后形成的结石体会对上覆岩层及其地表起到支撑作用，以达到治理目的。

一般意义上的注浆，是一项应用型强、较为广泛相对简单的注浆技术。然而，本实用新型人研究发现：是常规注浆技术具有浆液流失量大，加固范围质量难以保证的特点，缺乏相对成熟的地下帷幕用以保证施工质量。采用这种方法治理采空区时具有一定缺陷：因采空区治理边界外空间大、互相连通性好和注浆材料流动不可控等特点，极易导致浆液大量外流，造成成本居高不下和大量浪费，且极易导致周围地区环境污染等其他问题。

实用新型内容

为在地下空洞加固处治时实现可控注浆，本实用新型采用模袋注浆技术解决采空区处治的问题，但进一步研究发现，如何将模袋下放至深层地下并保证其顺利形成帷幕墙是另一关键要解决的问题；针对上述的问题，本实用新型提出了一种地下帷幕注浆装置及其应用。本实用新型的装置能够顺利将模袋下放至采空区深层地下并形成帷幕墙，在山东岚罗高速地下采空区加固处治中试验效果极佳。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术手段为：

一种地下帷幕注浆装置，包括：膜袋、膜袋下放装置和套壳。

所述膜袋为柔性的袋状结构，其上端设置有开孔。所述膜袋下放装置包括注浆管、外管和连接杆；所述外管为一端封闭的管体，注浆管的一端从外管4的开口端插在外管中，且注浆管和外管固定在一起；所述注浆管和外管上均设置有注浆孔；所述连接杆固定在外管上端侧壁上，使用时，所述插入外管在开孔中，且将膜袋卷绕在外管外表面上形成膜袋卷，采用线对膜袋卷进行捆绑，所述套壳套在外管下端的膜袋外表面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)与现有施工工艺相比，本实用新型的装置克服了将模袋顺利下放至地下的工程难点，极大的节省了人力物力，并为模袋法在地下注浆的应用开创了基本技术。

(2)本实用新型的装置适用于多种施工环境，在含有地下水的采空区内也不影响使用效果，在地下施工存在广泛的应用前景。

(3)本实用新型的装置形成的帷幕墙隔断效果极好，治理质量、效果极佳，可以有效阻挡浆液流失，极大节省了工程成本，且有效避免注浆导致的周围环境受影响，保护了生态。

(4)下放模袋整体上端焊接钢筋保证钻杆的相对稳定，同时保证钻杆不会对注浆管和模袋造成损坏。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例中膜袋下放装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中地下帷幕注浆装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中膜袋的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中套壳的结构示意图。

附图中标记分别代表：1-膜袋、2-开孔、3-注浆管、4-外管、5-连接杆、6-注浆孔、7-套壳、7.1-圆筒、7.2-锥形筒、8-连接孔、9-钢丝。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件需要具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语解释部分:本实用新型中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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实用新型的具体含义。

正如前文所述，因采空区治理边界外空间大、互相连通性好和注浆材料流动不可控等特点，极易导致浆液大量外流，造成成本居高不下和大量浪费，且极易导致周围地区环境污染等其他问题。因此，本实用新型提出了地下帷幕注浆装置；现结合说明书附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

第一实施例，参考图1-2，示例一种本实用新型设计的地下帷幕注浆装置，包括：膜袋、膜袋下放装置和套壳。

所述膜袋1为柔性的袋状结构，其上端设置有开孔2。所述膜袋下放装置包括注浆管3、外管4和连接杆5；所述外管4为一端封闭的管体，注浆管3的一端从外管4的开口端插在外管4中；且注浆管3和外管4固定在一起，所述注浆管3和外管4上均开设注浆孔6；所述连接杆5固定在外管4上端侧壁上。使用时，所述插入外管4在开孔2中，采用细线对膜袋卷进行捆绑，且将膜袋1卷绕在外管4外表面上形成膜袋卷。所述套壳7套在外管4下端的膜袋1外表面，从而将膜袋卷适当地固定在外管4上。通过从注浆管3向膜袋中注浆，使膜袋逐渐展开，并将套壳7推离从膜袋卷下端脱落，捆绑膜袋卷的细线被撑断；随着膜袋的展开形成膜袋墙，通过上述地下帷幕注浆装置向采空区边界处下放多个膜袋，各个施工孔模袋墙连接起来形成帷幕墙，从而对采空区的边界处进行封堵，解决因采空区治理边界外空间大、互相连通导致浆液大量外流，污染环境的问题。

另外，本实用新型的注浆装置还兼具将模袋主体下放至采空区注浆孔内的作用，这也是保证膜袋顺利在采空区形成帷幕墙的关键，为此，本实施例提供的膜袋下放装置是由注浆管、外管和连接杆共同构成，其中，外管和连接杆共同构成中间媒介，保证通过外部机构(如钻孔机的钻杆)将注浆装置中钻孔中下放至采空区，如果没有外管，则无法固定连接杆，也就无法与外部机构连接；而注浆管上不能直接固定连接杆，因为注浆管高出地面部分需连接软管以输送浆液，而外管上部无任何其他连接限制。

进一步地，可以理解的是，在所述第一实施例的基础上，还可衍生出包括但不限于以下的技术方案，以解决不同的技术问题，实现不同的发明目的，具体示例如下：

第二实施例，参考图3，所述模袋1由高强土工布缝制而成，模袋各边全部用粗尼龙线双道缝制缝合，膜袋完全展开时为圆柱形，其上底面上设置有供外管穿过的开孔2。土工布具有漏水不漏浆的特点，浆体一般是由液体和固体形成，如水和水泥；在向膜袋中注浆时，浆体将膜袋撑开形成膜袋墙，同时一部分液体透过膜袋漏出，有助于在膜袋内留下更多固体，使膜袋墙保持更好的稳定性，另外，由于膜袋墙最终留在采空区内，膜袋具有虑水功能也有助于提高膜袋墙内浆体的密实度，保证封堵的持久性。

为了方便下放，所述模袋1的高度需比采空区上覆土层厚度长。为此，在一些实施例中，所述模袋的高度需比采空区上覆土层厚度长1m，在另一些实施例中，述模袋的高度需比采空区上覆土层厚度长1.5m。除此之外，还可以根据实际需要，确定膜袋的尺寸参数。

第三实施例，参考图4，所述套壳7为塑料材质，其由圆筒7.1和锥形筒7.2构成，所述圆筒7.1和锥形筒7.2的底面固定在一起，其中，圆筒7.1用于包裹卷绕在外管4外表面上形成的膜袋卷，而锥形筒既有利于整个装置从钻孔中下放到采空区，又有助于在下放的过程中防止模袋碰到破损岩石被破坏。

第四实施例，靠近注浆管3、外管4的上端口处的外壁上均开设有连接孔8，通过将钢丝9依次穿过外壁上的四个孔(参考图1或2，从左往右依次为外管上的孔、注浆管上的孔、注浆管上的孔、外管上的孔)后将钢丝的两端缠绕拧紧，从而将注浆管3和外管4的上部固定在一起。

第五实施例，靠近注浆管3、外管4的下端口处的外壁上也均开设有连接孔8，连接方式第四实施例，保证注浆管3和外管4的上部、下部均固定在一起，以便于在治理工程完成后将注浆管和外管均从膜袋中抽离出来，清洗后下一次使用。

第六实施例，所述外管4为镀锌管，以提高外管的使用寿命，本实用新型的地下帷幕注浆装置不可避免地要在水环境中频繁使用，由于强度等方面需求，外管优先选用钢管，但钢管受制于材质的问题容易锈蚀，而镀锌管能够一定程度上克服钢管的上述不足。

第七实施例，所述注浆管3的内径为3cm，外管4的直径为5cm；每隔52cm在注浆管3和外管4上钻直径25mm的注浆孔，高出采空区的部分无需钻孔；所述连接杆为直径为20mm、长度为60cm钢筋。

除此之外，还可以采用其他规格的注浆管和外管，例如，注浆管3的内径为2cm，外管4的直径为4cm；每隔48cm在注浆管3和外管4上钻直径15mm的注浆孔，所述连接杆为直径为25mm、长度为40cm钢筋；或者根据实际需要制定注浆管和外管的规格。

第八实施例，所述注浆孔也可以采用在镀锌管、注浆管上切割一道口子的方式代替，高出采空区的部分不需切割。需要说明的是，由于外管的主要承力部件，外管上切割口的长度要适宜，以免影响外管强度。

第九实施例，以强度较低的细线每隔55cm缠绕一圈以捆绑膜袋卷，以保证模袋在注浆时可以顺利被浆液冲开并形成地下帷幕墙。采用套壳7的圆筒部分固定于模袋卷的下端，圆筒部分的长度为5cm，圆筒部分的长度不宜过大，避免给膜袋的伸展造成过大的阻力，选择3-5cm较为合适。

除此之外，本实用新型还采用上述的地下帷幕注浆装置在山东岚罗高速地下采空区加固处治中进行实际试验，施工工况为：采空区高度3米，钻孔间距2米，钻孔直径φ168mm，深度地下34-37米有水环境。

具体施工方法为：

首先，将土工布缝制为直径1m长度为4m的圆柱形结构作为模袋，缝线采用粗尼龙线双层缝制，保证强度。

然后，注浆管与长镀锌管长度均为4米，镀锌管注浆管上、下两端钻孔后用钢丝进行固定，在镀锌管下部3m长度处每隔45cm在镀锌管和注浆管上钻直径20mm孔用来出浆。

将镀锌管与注浆管通过模袋上端开孔放入模袋中，将模袋卷绕在镀锌管上，用细线每隔50cm分段固定，再将下部放上塑料套壳。完成后将模袋整体放入施工孔内，放置完成后将连接杆插入钻杆上用来插接钻头的孔内，将模袋整体向下推移，待推移至指定高度处，模袋下放完成。

下放完成后即可注浆，采用0.3Mpa压力向膜袋内注浆，待模袋不吸浆或吸浆极缓慢时即可停止注浆，通过压力将模袋撑开形成模袋墙，各个施工孔模袋墙连接起来形成帷幕墙，从而对采空区的边界处进行封堵。

试验效果相似，经过上述方式对采空区的边界处进行封堵，能够很好地解决因采空区治理边界外空间大、互相连通导致浆液大量外流的问题，相对于改进前的施工方式，本实用新型的这种方式能够减少浆液的使用量约53％。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下帷幕注浆装置，其特征在于，包括：

膜袋，其为柔性的袋状结构，其上端设置有开孔；

膜袋下放装置，包括注浆管、外管和连接杆；所述外管为一端封闭的管体，注浆管的一端从外管的开口端插在外管中，且注浆管和外管固定在一起，所述注浆管和外管上均设置有注浆孔；所述连接杆固定在外管上端侧壁上；

使用时，所述外管插入在开孔中，将膜袋卷绕在外管外表面上形成膜袋卷，采用线对膜袋卷进行捆绑；

套壳，套在外管下端的膜袋卷外表面对膜袋卷下端进行稳定。

2.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，所述膜袋由土工布缝制而成，膜袋各边全部用粗尼龙线双道缝制缝合。

3.如权利要求2所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，膜袋完全展开时为圆柱形，其上底面上设置有供外管穿过的开孔；所述膜袋的高度需比采空区上覆土层厚度长。

4.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，所述套壳由圆筒和锥形筒构成，所述圆筒和锥形筒的底面固定在一起，所述圆筒用于包裹卷绕在外管外表面上形成的膜袋卷。

5.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，靠近注浆管、外管的上端口处的外壁上均开设有连接孔，通过将钢丝依次穿过外壁上的四个孔后将钢丝的两端缠绕拧紧从而，将注浆管和外管的上部固定在一起。

6.如权利要求4所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，靠近注浆管、外管的下端口处的外壁上也均开设有连接孔，并通过钢丝将注浆管和外管的下部固定在一起。

7.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，所述外管为镀锌管；所述套壳为塑料材质。

8.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，所述注浆管的内径为2-3cm，外管的直径为4-5cm；每隔48-52cm在注浆管和外管上钻直径15-25mm的注浆孔，高出采空区的部分无需钻孔；所述连接杆为直径为20-25mm、长度为40-60cm钢筋。

9.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，所述注浆孔采用在镀锌管、注浆管上切割一道口子的方式代替，高出采空区的部分不需切割。

10.如权利要求1所述的地下帷幕注浆装置，其特征在于，采用线每隔45-55cm缠绕一圈以捆绑膜袋卷；采用套壳的圆筒部分长度为3-5cm。

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