WO2022082953A1 - 基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统及注浆方法 - Google Patents

Abstract

一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统及注浆方法，涉及注浆技术领域。其包括总注浆管及连接在总注浆管上的若干个注浆阀管，每个注浆阀管均位于钻孔壁内的环形空间内，注浆阀管包括注浆阀管本体(1)，在注浆阀管本体(1)上设置有喷浆阀口(5)；在注浆阀管本体(1)内设置有注浆管(3)、注气管(4)及可移动式活塞(2)，注气管(4)与可移动式活塞(2)连接，通过注气管(4)向可移动式活塞(2)内施加气压，施加气压后的可移动式活塞(2)产生体积膨胀，从而在可移动式活塞(2)下部与注浆阀管本体(1)之间产生一封闭空腔，根据可移动式活塞(2)的位置向注浆阀管本体(1)内注浆。该注浆系统可对单个的注浆阀管进行压力调节，从而实现对不同的目标层进行专项注浆，可提高现场施工效率。

Description

基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统及注浆方法 技术领域

本发明涉及注浆技术领域，具体涉及一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统及注浆方法。

背景技术

在地基处理工程中，压力注浆成为一种较为常规的手段，在压浆过程中压力控制成为工程中的难点。因压力控制值和地质条件和压浆口埋设深度有着密切关系，这样对单管压浆的压力控制带来极为严峻的挑战。常规压浆管，单管中的注浆压力是一致的，难以实现不同深度不同压力，或者不同地质土层不同压力。

在注浆地基处理工艺中，处理效果及工程建设成本在很大程度上取决于其注浆量，而注浆量在很大程度上有依赖注浆压力，压力过小浆体无法有效渗透扩散到土体中去，压力过大，容易产出地表隆起。压浆压力控制得当，可以有效满足处理效果及控制建设成本。

现有注浆管及注浆阀管只能单一控制注浆压力，无法满足针对不同深度、不同地质土层控制不同的注浆压力，现有多是采用多个注浆管，单个喷浆阀口对不同深度土层进行注浆，这样造成打孔数量，注浆管的数量增加，延迟施工周期，加大工程建设成本。

技术解决方案

本发明的目的之一在于提供一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其可对单个的注浆阀管进行压力调节，从而实现对不同的目标层进行专项注浆，可提高现场施工效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其包括总注浆管及连接在所述的总注浆管上的若干个注浆阀管，每个注浆阀管均位于钻孔壁内的环形空间内，所述的注浆阀管包括注浆阀管本体，在所述的注浆阀管本体上设置有喷浆阀口；

在所述的注浆阀管本体内设置有注浆管、注气管及可移动式活塞，所述的可移动式活塞的外径小于所述的注浆阀管本体的内径，所述的注气管与所述的可移动式活塞连接，通过所述的注气管向可移动式活塞内施加气压，施加气压后的可移动式活塞产生体积膨胀，从而在所述的可移动式活塞下部与所述的注浆阀管本体之间产生一封闭空腔，根据所述的可移动式活塞的位置向所述的注浆阀管本体内注浆；

所述的注浆管贯穿所述的可移动式活塞，通过所述的注浆管向所述的注浆阀管本体内注浆。

作为本发明的一个优选方案，通过调节上述的注气管向可移动式活塞内施加气压的大小，来设计每个注浆阀管内不同的注浆压力。

作为本发明的另一个优选方案，上述的喷浆阀口设置有若干个，在每个喷浆阀口处固定连接有阀口保护垫，上述的阀口保护垫用于临时阻挡安装过程中目标物对喷浆阀口的堵塞。

进一步优选，上述的阀口保护垫通过绑扎的方式固定在对应的喷浆阀口处。

进一步优选，上述的注气管连接有气体供应装置，通过上述的气体供应装置向上述的注气管内注入气体。

本发明的另一目的在于提供一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆方法，所述的注浆方法依次包括以下步骤：

S1、钻孔后将每个注浆阀管布置在钻孔壁内的环形空间内，并将注浆管、注气管及可移动式活塞安装在注浆阀管本体内，确保装置连接完好；

S2、向所述的注气管内注入气体，与注气管连接的可移动式活塞逐渐膨胀，使得可移动式活塞的下部与注浆阀管本体之间形成一密闭空腔；

S3、根据地质条件，当每个注浆阀管内需不同的注浆压力时，根据向每个注浆阀管内的注气管注入不同量的气体来调节不同的注浆阀管内的注浆压力；

S4、当同一个注浆阀管内需不同的注浆压力时，通过注入不同量的气体来使得可移动式活塞的下部与注浆阀管本体之间形成不同高度的密闭空腔，来调节同一个注浆阀管内的注浆压力；

S5、重复步骤S3或S4直至完成整个注浆过程。

有益效果

与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：

本发明提供了一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其中通过注气管向可移动式活塞内施加不同的气压，来产生不同深度的封闭空腔的方式，来调节单个的注浆阀管内的压力，使得单个的注浆阀管可实现多层注浆，每层可根据地质条件，喷浆深度设计不同注浆压力，从而使得本发明注浆阀管可对目标土层进行专项注浆、单个注浆阀管实现多层注浆，能显著提高现场施工效率，避免额外钻井，节约工程建设成本的优点。

本发明中多个注浆阀管与总注浆管连接，也可以实现对每个注浆阀管压力的调节，如通过对每个注浆阀管中注气管向可移动式活塞内施加不同的气压，即可实现不同注浆阀管内保持不同的压力，从而满足现场施工需要。

与现有技术相比，本发明一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，即可实现对单个注浆阀管压力的调节，也可实现对不同注浆阀管压力的调节，值得推广应用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为本发明单个注浆阀管的结构示意图；

图2为本发明基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统的结构示意图；

图中：1、注浆阀管本体，2、可移动式活塞，3、注浆管，4、注气管，5、喷浆阀口，6、阀口保护垫；7、供浆装置；8、供气装置。

本发明的实施方式

本发明提出了一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”等等将被理解为包括所陈述的部件或组成部分，而并未排除其他部件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个部件或特征与另一部件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他部件或特征“下方”或“下”的部件将取向在所述部件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。部件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

本发明提出了一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，如图2所示，主要包括总注浆管及连接在总注浆管上的若干个注浆阀管，实际注浆时，每个注浆阀管均位于钻孔壁内的环形空间内，作为本发明的主要改进点注浆阀管，通过供浆装置7向总注浆管注浆，再通过总注浆管向每个注浆阀管注浆，其结构如图1所示，注浆阀管包括注浆阀管本体1，在注浆阀管本体1上设置有喷浆阀口5，喷浆阀口5可以有多个，如从下到上呈等间距布置，或在注浆阀管本体1的同一水平位置设置有多个，注浆阀口5的设置本领域技术人员可根据地质条件的不同来合理选取，当通过注浆管向注浆阀管本体内注浆时，通过喷浆阀口5对周围土体进行注浆。

在注浆阀管本体内设置有注浆管3、注气管4及可移动式活塞2，注浆管3的材质采用现有技术注浆时注浆管所常用的材质即可，注气管4与供气装置8连接，主要是通过供气装置提供气体，可移动式活塞的外径小于注浆阀管本体的内径，当给可移动式活塞通入气体后，其可以通过膨胀与注浆阀管本体形成一密闭空间，注气管的底部与可移动式活塞连接，其顶部连接供气装置，当通过供气装置向注气管中通入气体时，气体从注气管的底部进入可移动式活塞中，即实现通过注气管向可移动式活塞内施加气压，施加气压后的可移动式活塞产生体积膨胀，从而在所述的可移动式活塞下部与所述的注浆阀管本体之间产生一封闭空腔，根据所述的可移动式活塞的位置向所述的注浆阀管本体内注浆。

上述的注浆管贯穿可移动式活塞，通过注浆管向所述的注浆阀管本体内注浆。

作为本发明的一个优选方案，为了防止装置在安装过程中周围的土体对喷浆阀口造成堵塞，因此，在喷浆阀口处固定有阀口保护垫6，阀口保护垫6比喷浆阀口面积大，优选通过绑扎的形式将其固定在喷浆阀口处。

本发明可实现对单个注浆阀管施加不同的压力，如在注浆过程中，首先通过向可移动式活塞内注入一定量的气体使其膨胀至一定的高度，此时可移动式活塞下方与注浆阀管本体之间形成一密闭空腔，此时对注浆管施加压力进行注浆；继续向可移动式活塞内注入气体使其继续膨胀至初次膨胀以上的高度，此时可移动式活塞下方与注浆管本体之间再次形成一密闭空腔，此时对注浆管施加不同压力进行注浆。

本发明可实现一次注浆时，对单个的注浆阀管的压力进行调节，如可通过向不同的注浆阀管内注入不同量的气体，使得不同注浆阀管内的可移动式活塞与注浆阀管本体之间形成的高度不一，即实现注浆管施加不同压力进行注浆。

下面结合上述基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统对本发明注浆方法做进一步说明。

实施例1：

当需要对单个注浆阀管施加不同的压力时，通过可移动式活塞与注浆阀管本体产生不同深度的封闭空腔的方式，在单个注浆阀管实现多层注浆，每层可根据地质条件，喷浆深度设计不同注浆压力，从而使得本发明具备对目标土层进行专项注浆、单管实现多层注浆、提高现场施工效率。

具体的注浆方法为：

第一步、根据地质条件，设计喷浆阀口位置；

第二步、现场放线，确定注浆阀管位置并通过钻井机钻孔打井；

第三步、安装注浆阀管本体，并将可移动式活塞、注浆管、注气管按本发明设计放置于注浆阀管本体内；

第四步、确认注浆位置，对可移动式活塞进行加压充气，形成封闭空腔；

第五步、根据地质条件，注浆深度等因素，选用设计压力对注浆管加压注浆；

第六步、移动可移动式活塞至上一层喷浆阀口上部，再次加压充气形成第二个封闭空腔；

第七步、根据地质条件，注浆深度等因素，选用另一设计压力对注浆管加压注浆；

第八步、重复第六步、第七步直至整个注浆工艺完成。

实施例2：

如图2所示，当该注浆系统用于沙层、土层等不同的地层时，需要对不同的注浆阀管施加不同压力，此时，通过可移动式活塞与每个注浆阀管本体产生不同深度的封闭空腔的方式，对每个注浆阀管进行注浆。

具体的注浆方法为：

第一步、根据地质条件，设计喷浆阀口位置；

第二步、现场放线，确定注浆阀管位置并通过钻井机钻孔打井；

第三步、安装注浆阀管本体，并将可移动式活塞、注浆管、注气管按本发明设计放置于注浆阀管本体内

第四步、分别确认每个注浆阀管的注浆位置，并通过对其各自的可移动式活塞进行加压充气，形成不同高度的密闭空腔；

第五步、向每个注浆阀管内进行注浆；若注浆压力还需调节时，继续通过可移动式活塞与注浆阀管本体之间密闭空腔的高度来调节即可。

第六步、重复第四步、第五步直至整个注浆工艺完成。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。

尽管本文中较多的使用了诸如注浆阀管本体、可移动式活塞、注浆管、注气管等术语，但并不排除使用其它术语的可能性，使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

需要进一步说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1. 一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其包括总注浆管及连接在所述的总注浆管上的若干个注浆阀管，每个注浆阀管均位于钻孔壁内的环形空间内，其特征在于：

   所述的注浆阀管包括注浆阀管本体，在所述的注浆阀管本体上设置有喷浆阀口；

   在所述的注浆阀管本体内设置有注浆管、注气管及可移动式活塞，所述的可移动式活塞的外径小于所述的注浆阀管本体的内径，所述的注气管与所述的可移动式活塞连接，通过所述的注气管向可移动式活塞内施加气压，施加气压后的可移动式活塞产生体积膨胀，从而在所述的可移动式活塞下部与所述的注浆阀管本体之间产生一封闭空腔，根据所述的可移动式活塞的位置向所述的注浆阀管本体内注浆；

   所述的注浆管贯穿所述的可移动式活塞，通过所述的注浆管向所述的注浆阀管本体内注浆。
2. 根据权利要求1所述的一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其特征在于：通过调节所述的注气管向可移动式活塞内施加气压的大小，来设计每个注浆阀管内不同的注浆压力。
3. 根据权利要求1所述的一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其特征在于：所述的喷浆阀口设置有若干个，在每个喷浆阀口处固定连接有阀口保护垫，所述的阀口保护垫用于临时阻挡安装过程中目标物对喷浆阀口的堵塞。
4. 根据权利要求3所述的一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其特征在于：所述的阀口保护垫通过绑扎的方式固定在对应的喷浆阀口处。
5. 根据权利要求1所述的一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，其特征在于：所述的注气管连接有气体供应装置，通过所述的气体供应装置向所述的注气管内注入气体。
6. 一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆方法，其特征在于，其采用权利要求1～5任一项所述的一种基于专项注浆移动腔压力可调节的注浆系统，所述的注浆方法依次包括以下步骤：

   S1、钻孔后将每个注浆阀管布置在钻孔壁内的环形空间内，并将注浆管、注气管及可移动式活塞安装在注浆阀管本体内，确保装置连接完好；

   S2、向所述的注气管内注入气体，与注气管连接的可移动式活塞逐渐膨胀，使得可移动式活塞的下部与注浆阀管本体之间形成一密闭空腔；

   S3、根据地质条件，当每个注浆阀管内需不同的注浆压力时，根据向每个注浆阀管内的注气管注入不同量的气体来调节不同的注浆阀管内的注浆压力；

   S4、当同一个注浆阀管内需不同的注浆压力时，通过注入不同量的气体来使得可移动式活塞的下部与注浆阀管本体之间形成不同高度的密闭空腔，来调节同一个注浆阀管内的注浆压力；

       S5、重复步骤S3或S4直至完成整个注浆过程。