CN211692396U - 用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，属于注浆设备技术领域，包括主注浆管、外套管、旁注浆管、密封胶囊、打压管和浆液混合器，主注浆管内端用于伸入注浆孔内预设位置，外端用于与第一浆液供给设备连接；外套管套设在所述主注浆管的内端外部，具有注浆通道，外端与所述主注浆管密封连接；旁注浆管内端与所述外套管连通，外端用于与第二浆液供给设备连接；密封胶囊套设在所述外套管外部，用于打压后膨胀、将所述注浆孔封闭；打压管与所述密封胶囊连接，用于对所述密封胶囊进行打压和泄压；浆液混合器设在所述外套管内端。本实用新型使用起来稳定方便，有利于提升注浆的质量和稳定性，并减少扫孔的工作量。

Description

用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置

技术领域

本实用新型属于注浆设备技术领域，更具体地说，是涉及一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置。

背景技术

矿山防治水帷幕注浆或者水利水电防渗加固工程在针对地下水动力条件较强的导水通道封堵中往往采用灌注双液速凝浆的施工工艺，其中双液浆多为水泥—水玻璃浆液或者双组份化学浆液，利用两种浆液混合后迅速达到胶凝状态的膏状体以抵抗地下水流的冲蚀，保证浆液的留存率。

目前，传统的双液浆注浆工艺有注浆孔孔口混合或者下放射浆管后孔口封闭孔底混合两种方式，但对于较深的注浆孔揭露的导水通道而言，上述双液注浆方式均不再适用。前者主要由于浆液混合后在孔内行程太长，未到达孔底已经失去流动性，导致无法灌注，且注浆后全孔充满浆液结石体，扫孔工作量巨大；后者主要由于双液混合后注浆压力抬升，极易发生射浆管固管事故，注浆后难以起拔，往往造成废孔等不良后果。另外，也有研究采用两根PVC注浆管下放孔内，利用双液浆封堵后再行注浆的双液注浆方式，但同样存在操作复杂，注浆完成后扫孔工作量较大的弊端，不适于深度达上百米钻孔的双液注浆。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，以解决现有技术中存在的现有的注浆装置在进行深孔双液注浆时注浆效果和稳定性差且扫孔工作量大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，包括主注浆管、外套管、旁注浆管、密封胶囊、打压管和浆液混合器，主注浆管内端用于伸入注浆孔内预设位置，外端用于与第一浆液供给设备连接；外套管套设在所述主注浆管的内端外部，且内壁与所述主注浆管外壁之间具有用于浆液通过的注浆通道，所述外套管外端与所述主注浆管密封连接；旁注浆管内端与所述外套管连通，外端用于与第二浆液供给设备连接；密封胶囊套设在所述外套管外部，且与所述外套管密封连接，用于打压后膨胀、将所述注浆孔封闭；打压管与所述密封胶囊连接，用于对所述密封胶囊进行打压和泄压；浆液混合器设在所述外套管内端，内部设有分别与所述外套管的注浆通道和所述主注浆管连通的浆液混合腔，用于将所述外套管和所述主注浆管输送的浆液混合后注入注浆孔内。

在本实用新型的一个实施例中，所述密封胶囊包括套设在所述外套管外部的胶囊体以及分别设在所述胶囊体内端和外端的内封堵头和外封堵头。

在本实用新型的一个实施例中，所述外封堵头与所述外套管和/或主注浆管固定连接；所述内封堵头套设在所述外套管上，且与所述外套管之间设有密封圈。

在本实用新型的一个实施例中，所述内封堵头与所述外套管滑动配合；所述内封堵头和外封堵头均为硬质结构。

在本实用新型的一个实施例中，所述胶囊体为双层结构，所述打压管与所述胶囊体的最内层连通，所述胶囊体外层的弹性大于内层。

在本实用新型的一个实施例中，所述浆液混合器的浆液混合腔内设有浆液混合组件，所述浆液混合组件包括螺旋翅片。

在本实用新型的一个实施例中，所述螺旋翅片设在所述浆液混合腔的内壁上，所述螺旋翅片具有若干组，且相邻的所述螺旋翅片的旋向相反；所述浆液混合组件还包括转动设置在所述浆液混合腔内的转动叶轮。

在本实用新型的一个实施例中，所述浆液混合器内端设有单向阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述主注浆管为硬质结构，所述旁注浆管和所述打压管均为与所述主注浆管连接的软管结构。

在本实用新型的一个实施例中，所述主注浆管、所述旁注浆管和所述打压管外端分别设有连接接口，所述主注浆管上设有逆止阀。

本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过主注浆管将密封胶囊置入注浆孔内有导水通道的部位，利用打压管向密封胶囊内打压使密封胶囊膨胀，从而将主注浆管和旁注浆管的位置固定，避免因压力变化导致注浆管位置移动，有利于提高注浆作业的稳定性，而且还能将注浆孔从尽可能深的部位封闭，避免浆液逆行凝固，从而避免注浆管被固结在孔内，并减少扫孔的工作量；同时通过主注浆管和外套管的配合，并通过浆液混合器直接在导水通道处混合，既有利于浆液的充分混合，又能够保证浆液具有充分的流动性，从而提高注浆质量；而且外套管套设在主注浆管内，不仅更有利于两种浆液的充分混合，还能使得密封胶囊能够更好地与外套管密封配合；在注浆结束后，将旁注浆管与第二浆液供给设备拆开，并在主注浆管注入清水，能够将管内剩余的浆液从旁注浆管内冲出，避免在拔管时凝固，而且外套管套设在主注浆管内形成的注浆通道，容积和截面积都相对较大，流速较低，有利于杂质或结石体在注清水返浆时堵塞旁注浆管的可能性。整个装置使用起来稳定方便，有利于提升注浆的质量和稳定性，并减少扫孔的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的浆液混合器部位的剖视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10、主注浆管；11、逆止阀；

20、外套管；30、旁注浆管；

40、密封胶囊；41、胶囊体；42、内封堵头；43、外封堵头；44、密封圈；

50、打压管；51、连接接口；

60、浆液混合器；61、螺旋翅片；62、转动叶轮；63、单向阀；

70、围岩；71、注浆孔；72、导水通道。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

现对本实用新型提供的一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置进行说明。

请一并参阅图1及图2，本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，包括主注浆管10、外套管20、旁注浆管30、密封胶囊40、打压管50和浆液混合器60，主注浆管10内端用于伸入注浆孔内预设位置，外端用于与第一浆液供给设备连接；外套管20套设在所述主注浆管10的内端外部，且内壁与所述主注浆管10外壁之间具有用于浆液通过的注浆通道，所述外套管20外端与所述主注浆管10密封连接；旁注浆管30内端与所述外套管20连通，外端用于与第二浆液供给设备连接；密封胶囊40套设在所述外套管20外部，且与所述外套管20密封连接，用于打压后膨胀、将所述注浆孔封闭；打压管50与所述密封胶囊40连接，用于对所述密封胶囊40进行打压和泄压；浆液混合器60设在所述外套管20内端，内部设有分别与所述外套管20的注浆通道和所述主注浆管10连通的浆液混合腔，用于将所述外套管20和所述主注浆管10输送的浆液混合后注入注浆孔内。

本文中内端指用于置入注浆孔的一端或位于注浆孔较深的一端，外端与内端相对。

本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，与现有技术相比，通过主注浆管10将密封胶囊40置入注浆孔内有导水通道的部位，利用打压管50向密封胶囊40内打压使密封胶囊40膨胀，从而将主注浆管10和旁注浆管30的位置固定，避免因压力变化导致注浆管位置移动，有利于提高注浆作业的稳定性，而且还能将注浆孔从尽可能深的部位封闭，避免浆液逆行凝固，从而避免注浆管被固结在孔内，并减少扫孔的工作量；同时通过主注浆管10和外套管20的配合，并通过浆液混合器60直接在导水通道处混合，既有利于浆液的充分混合，又能够保证浆液具有充分的流动性，从而提高注浆质量；而且外套管20套设在主注浆管10内，不仅更有利于两种浆液的充分混合，还能使得密封胶囊40能够更好地与外套管20密封配合；在注浆结束后，将旁注浆管30与第二浆液供给设备拆开，并在主注浆管10注入清水，能够将管内剩余的浆液从旁注浆管30内冲出，避免在拔管时凝固，而且外套管20套设在主注浆管10内形成的注浆通道，容积和截面积都相对较大，流速较低，有利于杂质或结石体在注清水返浆时堵塞旁注浆管30的可能性。整个装置使用起来稳定方便，有利于提升注浆的质量和稳定性，并减少扫孔的工作量。

请参阅图1，作为本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的一种具体实施方式，所述密封胶囊40包括套设在所述外套管20外部的胶囊体41以及分别设在所述胶囊体41内端和外端的内封堵头42和外封堵头43。内封堵头42和外封堵头43能对胶囊体41进行防护，避免在置入或取出时注浆孔孔壁划坏胶囊体41。所述内封堵头42和外封堵头43可以是硬质结构，以增强抗摩擦性能。

所述外封堵头43与所述外套管20和/或主注浆管10固定连接；所述内封堵头42套设在所述外套管20上，且与所述外套管20之间设有密封圈44，以避免漏浆。所述内封堵头42与所述外套管20滑动配合，以便于使内封堵头42根据胶囊体41的膨胀程度移动，将注浆孔封闭得更为严密。

请参阅图1，作为本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的一种具体实施方式，所述胶囊体41为双层结构，所述打压管50与所述胶囊体41的最内层连通，所述胶囊体41外层的弹性大于内层，以防止注浆孔孔壁划坏胶囊体41，并使得胶囊体41能够更加贴合注浆孔内壁，提升封闭效果。

请参阅图2，作为本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的一种具体实施方式，所述浆液混合器60的浆液混合腔内设有浆液混合组件，所述浆液混合组件包括螺旋翅片61。所述螺旋翅片61设在所述浆液混合腔的内壁上，所述螺旋翅片61具有若干组，且相邻的所述螺旋翅片61的旋向相反；所述浆液混合组件还包括转动设置在所述浆液混合腔内的转动叶轮62，转动叶轮62随浆液的运动而转动，从而将浆液混匀。螺旋翅片61与转动叶轮62配合将两种浆液更加快速地混匀。所述浆液混合器60内端设有单向阀63，以防止返浆。

请参阅图1，作为本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的一种具体实施方式，所述主注浆管10为硬质结构，所述旁注浆管30和所述打压管50均为与所述主注浆管10连接的软管结构。所述主注浆管10、所述旁注浆管30和所述打压管50外端分别设有连接接口51，所述主注浆管10上设有逆止阀11。

利用可回收双液混合注浆封孔装置完成双液注浆施工，主要包括以下步骤：

步骤1：利用岩心钻机施工注浆孔，孔径不宜小于Φ89mm，施工过程观察进尺速度和冲洗液返回情况，如遇冲洗液漏失则停止钻进，对钻孔进行冲洗。其中。可以采用井下电视确定孔内漏水的具体位置，采用压(注)水试验确定漏失程度。

步骤2：提前确定不同双液组分配比混合浆液的凝结时间，根据孔内导水通道位置，结合双液浆混合后初凝时间及注浆效率，计算封孔装置下放位置。

步骤3：采用注浆钻杆连接封孔装置的主注浆管10，同时采用高压胶管分别连接旁注浆管30和打压管50，顺次下放至设计深度。下入孔内的两根高压胶管要分段与注浆钻杆固定，防止下垂后卡在孔内难以回收。注浆钻杆可以采用钢制注浆钻杆，外径不大于Φ50mm，且接手处应外平无凸起，单根长度3m，立根长度9或12m。

步骤4：对密封胶囊40进行打压，压力不宜小于设计注浆压力，打压后观测稳压情况，利用孔内灌水观测封孔效果，以防注浆后发生绕塞串浆事故。

步骤5：采用清水冲洗注浆管路，确定通畅后换用两种浆液开始注浆，注浆速率和配比按设计要求。浆液通行的两条管路分别接在两台无级变速高压柱塞式注浆泵上，根据设计配比调节排量，以达到双液浆要求混合比例。

步骤6：注浆结束后，对封孔装置进行泄压，压力归零后即可上提封孔装置，边上提边拆卸注浆管和高压胶管。注浆结束后应首先对注浆通路进行冲洗，可以采用循环冲洗方式，即通过主注浆管10送水，从旁注浆管30返回地表，以防浆液凝固造成通路堵塞。

注浆过程中，能够根据设计配合比要求任意调节双液配比，注浆完成后冲洗管路即可回收封孔装置，有效保证双液浆混合后胶凝体的行程距离，大幅减少扫孔工作量，提高浆液抗冲蚀性能和留存率，减少动水条件注浆下的浆材浪费，有效增强双液浆封堵质量，最终能够顺利实现对数百米深度注浆孔揭露导水通道的注浆封堵处治，具有较高的实用价值。

本实用新型提供的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置的工程实施例如下。

某有色矿山矿坑涌水治理工程，设计采用地表帷幕注浆方案对地下水主要导水通道进行封堵，以减少矿坑涌水量，降低排水费用，保证井下采掘作业安全。经过前期注浆孔勘察验证，发现采坑东部F1断层附近广泛发育岩溶导水通道，岩溶发育部位埋深达100～240m之间，其中空间较大的岩溶通道必须采取先投放骨料，降低通道内地下水流速后再注浆的施工工艺，其中常规水泥单液浆无法留存，必须灌注水泥—水玻璃速凝双液浆。

设计说明如下。

1、浆液设计参数：双液浆类型采用水泥—水玻璃速凝浆液，其中A液水泥浆采用42.5级普通硅酸盐水泥，水灰比1:1～0.6:1，B液水玻璃采用波美度为30～45°Bé，模数2.4～3.2的液体硅酸钠溶液，水泥浆与水玻璃的体积混合比为1:0.3～1:0.5，浆液胶凝时间20～30s。

2、封孔装置设计参数：选用的封孔装置高压橡胶囊外径Φ75mm，长度1.2m，上部主通路和旁侧通路采用外径Φ26mm，壁厚5mm的无缝钢管；连接主通路的注浆管使用Φ50mm外平钻杆，接手内径Φ32mm，单根长度3m；连接旁侧通路的高压橡胶软管外径Φ22mm，单根长度30m，最大承压35MPa；连接打压通路的高压橡胶软管外径Φ12mm，单根长度30m，最大承压25MPa。

3、双液注浆实施情况：采用上述封孔装置，先后在多个注浆孔中实施水泥—水玻璃双液注浆10次，封孔装置下放位置120～220m不等，每次双液浆灌注量30～50m³不等，每小时灌注效率最高可达8m³，灌注过程中经矿坑涌水点处观测无明显跑浆现象，证明该类型浆液能够在动水条件下大量留存。上述10次注浆完成后，均成功回收封孔装置，除外部膨胀胶囊使用多次有磨损需更换以外，其余部件均可重复利用，对于岩溶动水通道注浆封堵具有很好的适用性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于，包括：

主注浆管，内端用于伸入注浆孔内预设位置，外端用于与第一浆液供给设备连接；

外套管，套设在所述主注浆管的内端外部，且内壁与所述主注浆管外壁之间具有用于浆液通过的注浆通道，所述外套管外端与所述主注浆管密封连接；

旁注浆管，内端与所述外套管连通，外端用于与第二浆液供给设备连接；

密封胶囊，套设在所述外套管外部，且与所述外套管密封连接，用于打压后膨胀、将所述注浆孔封闭；

打压管，与所述密封胶囊连接，用于对所述密封胶囊进行打压和泄压；以及

浆液混合器，设在所述外套管内端，内部设有分别与所述外套管的注浆通道和所述主注浆管连通的浆液混合腔，用于将所述外套管和所述主注浆管输送的浆液混合后注入注浆孔内。

2.如权利要求1所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述密封胶囊包括套设在所述外套管外部的胶囊体以及分别设在所述胶囊体内端和外端的内封堵头和外封堵头。

3.如权利要求2所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述外封堵头与所述外套管和/或主注浆管固定连接；所述内封堵头套设在所述外套管上，且与所述外套管之间设有密封圈。

4.如权利要求2或3所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述内封堵头与所述外套管滑动配合；所述内封堵头和外封堵头均为硬质结构。

5.如权利要求2所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述胶囊体为双层结构，所述打压管与所述胶囊体的最内层连通，所述胶囊体外层的弹性大于内层。

6.如权利要求1所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述浆液混合器的浆液混合腔内设有浆液混合组件，所述浆液混合组件包括螺旋翅片。

7.如权利要求6所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述螺旋翅片设在所述浆液混合腔的内壁上，所述螺旋翅片具有若干组，且相邻的所述螺旋翅片的旋向相反；所述浆液混合组件还包括转动设置在所述浆液混合腔内的转动叶轮。

8.如权利要求1所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述浆液混合器内端设有单向阀。

9.如权利要求1所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述主注浆管为硬质结构，所述旁注浆管和所述打压管均为与所述主注浆管连接的软管结构。

10.如权利要求1所述的用于深孔的可回收双液混合注浆封孔装置，其特征在于：所述主注浆管、所述旁注浆管和所述打压管外端分别设有连接接口，所述主注浆管上设有逆止阀。

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