CN108180024A - 一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，包括注浆钻杆、杆身止浆阀、杆身出浆孔、注浆阀管本体、止浆气囊、注浆管、打气管和注浆枪，所述注浆钻杆上设有杆身出浆孔，杆身出浆孔上设置有杆身止浆阀，注浆钻杆中设置有注浆阀管本体，所述注浆阀管本体上设置有止浆气囊，止浆气囊包裹在注浆阀管本体上形成一个整体，浆阀管本体前部连接注浆枪，尾部连接注浆管，止浆气囊连接打气管；该气囊止浆阀管组件可显著提高注浆效率，与目前现有注浆阀管产品相比，该组件在相同注浆压力下具有更高的出浆速度与出浆压力、更广的注浆半径、更密实的浆液填充效果以及更好的浆液止回性能，可有效防止因使用快凝早强浆液而引起的堵管现象。
Description
技术领域
本发明涉及隧道及地下工程、边坡防护治理、地基加固等工程注浆领域，具体来说是一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件。
背景技术
Soletancle-3注浆工法自20世纪50年代被发明以来，由于其分层注浆可控且能较好的控制注浆压力与浆液扩散范围的优点而被广泛采用，国内将该工法引进后加以研究改造，形成了目前的袖阀管注浆工法。
经过多年的工程实践论证，发现袖阀管注浆法存在以下问题：(1)在注浆过程中，随着袖阀管前部浆液压力的增大，抗弯折刚度较低的PVC止浆碗极易反向弯折，出现漏浆现象，从而导致袖阀管前部注浆压力降低、注浆不完全甚至注浆管报废；(2)由于止浆碗极易反向弯折，现有袖阀管工法必须控制出浆压力，出浆压力小速度慢导致注浆半径减小且时间较长，浆液流动性降低甚至凝固，最后造成堵管现象，严重降低施工效率；(3)钻杆开孔不具备止回功能，注浆施工完成后浆液回流，注浆效果大打折扣。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，该组件缩短了注浆时间，提高了注浆效率，具有注浆速度快、注浆半径大、注浆效果密实、止浆效果出色的优点。可有效防止因使用快凝早强浆液而引起的堵管现象。
为了实现上述目的，本发明的技术内容为：
一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，包括注浆钻杆、杆身止浆阀、杆身出浆孔、注浆阀管本体、止浆气囊、注浆管、打气管和注浆枪，所述注浆钻杆上设有杆身出浆孔，杆身出浆孔上设置有杆身止浆阀，注浆钻杆中设置有注浆阀管本体，所述注浆阀管本体上设置有止浆气囊，止浆气囊包裹在注浆阀管本体上形成一个整体，浆阀管本体前部连接注浆枪，尾部连接注浆管，止浆气囊连接打气管。
作为本发明的优选技术方案：
所述注浆钻杆可以为管棚钻杆、中空注浆锚杆或中空导管等一切钻孔灌浆机具设备与结构。
所述杆身出浆孔，孔径为8~10mm，纵向相邻孔距为400~600mm。杆身出浆孔的孔径与纵向相邻孔距并不局限于该范围，其应包括一切符合工程需求的尺寸范围，根据实际工程情况做出调整，调整原则是不宜过大或过小。出浆孔直径过大，会增加相应配套单向止浆阀的成本并降低注浆半径，出浆孔过小则会降低出浆速度，影响注浆效率；相邻孔距过大，注浆分段减少，分段平均注浆时间增加，效果无法保证，相邻孔距过小，注浆分段增多，增加了施工难度。
所述杆身止浆阀为单向逆止阀结构，浆液只可流出，不可逆向回流。
所述杆身止浆阀安装在杆身出浆孔中，两者尺寸相匹配，杆身止浆阀直径略小于杆身出浆孔，以便安装。
所述注浆阀管本体由钢材、合金或高强塑料制作。
所述注浆阀管本体与注浆钻杆相匹配，注浆阀管本体外径小于注浆钻杆内径20~30mm。以φ102的管棚注浆为例，若空隙小于20mm，会增加施工难度，不易工人操作；若空隙大于30mm，则阀管本体过小，严重影响出浆速度与注浆效率，当使用快凝早强浆液时，较低出浆速度会导致堵管现象加剧。
所述止浆气囊材质为尼龙、橡胶、聚酯、聚氨酯或以上材料的复合材料等高弹性高强度材质。
在本发明的技术方案中，使用气泵将外部空气经由打气管打入到止浆气囊当中，止浆气囊膨胀，将阀管本体与钻杆间的空隙压实挤密，使用高压泵将浆液通过注浆管打入到钻杆中，在止浆气囊的阻绝作用下不能返浆，注浆钻杆中的浆液压力得以不断上升，当压力足够大时，内部浆液冲破杆身止浆阀的封堵压入目标加固体，杆身止浆阀为单向逆止结构，浆液经由止浆阀只出不进，实现了对地层的均匀密实加固。该气囊止浆阀管组件可显著提高注浆效率，与目前现有注浆阀管产品相比，该组件在相同注浆压力下具有更高的出浆速度与出浆压力、更广的注浆半径、更密实的浆液填充效果以及更好的浆液止回性能，可有效防止因使用快凝早强浆液而引起的堵管现象。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明止浆气囊的原理示意图；
图3为本发明单向止浆阀的结构示意图；
图4为本发明单向止浆阀的止浆功能示意图；
图5为采用本发明的注浆施工流程示意图；
图中标记：1-注浆钻杆、2-杆身止浆阀、3-杆身出浆孔、4-注浆阀管本体、5-止浆气囊、6-注浆管、7-打气管、8-注浆枪。
具体实施方式
下面结合附图1-5，对本发明的实施方式进行进一步阐述。
本发明一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，如图1所示，包括注浆钻杆1与气囊注浆阀管本体4。注浆钻杆1杆身上设有出浆孔3与单向止浆阀2；气囊注浆阀管本体4前端为注浆枪口8，管身由止浆气囊5包裹，尾部连有注浆管6与气囊打气管7。
在注浆前，首先通过打气管7将足量的外界空气打入止浆气囊5中，使其高压膨胀，填充钻杆与阀管本体间的间隙，实现高效封堵浆液的功能，如图2所示。
高压注入的浆液在钻杆前部不断积累，杆内压力得以不断升高，当压力足够大时，浆液冲破单向止浆阀2，高速压入目标加固体，实现对地层的加固。单向止浆阀2是一种只许浆液流出，不许浆液回流的逆止结构，其结构如图3所示，其单向止浆功能如图4所示。
实际施工时，首先对钻孔进行测量定位，再将注浆钻杆1打入预定孔位并封口后，将包裹止浆气囊5的注浆阀管本体4推入注浆钻杆1前端，对止浆气囊5进行充气，待其达到足够压力并挤密阀管与钻孔间的空隙时，将配置好的浆液进行注浆作业，启动高压注浆机，注浆压力2.5MPa，进行第一分段注浆加固，注浆完成后，排除气囊中的空气，将阀管向后拔出，准备下一循环，注浆施工流程如图5。
Claims (8)
1.一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，包括注浆钻杆(1)、杆身止浆阀(2)、杆身出浆孔(3)、注浆阀管本体(4)、止浆气囊(5)、注浆管(6)、打气管(7)和注浆枪(8)，所述注浆钻杆(1)上设有杆身出浆孔(3)，杆身出浆孔(3)上设置有杆身止浆阀(2)，注浆钻杆(1)中设置有注浆阀管本体(4)，所述注浆阀管本体(4)上设置有止浆气囊(5)，浆阀管本体(4)前部连接注浆枪（8），尾部连接注浆管(6)，止浆气囊(5)连接打气管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述注浆钻杆(1)为管棚钻杆、中空注浆锚杆或中空导管。
3.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述杆身出浆孔(3)，孔径为8~10mm，纵向相邻孔距为400~600mm。
4.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述杆身止浆阀(2)为单向逆止阀结构，浆液只可流出，不可逆向回流。
5.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述杆身止浆阀(2)安装在杆身出浆孔(3)中，两者尺寸相匹配，杆身止浆阀（2）直径略小于杆身出浆孔（3）。
6.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述注浆阀管本体(4)由钢材、合金或高强塑料制作。
7.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述注浆阀管本体(4)与注浆钻杆(1)相匹配，注浆阀管本体（4）外径小于注浆钻杆（1）内径20~30mm。
8.根据权利要求1所述的一种便于钻孔注浆施工的气囊止浆阀管组件，其特征在于，所述止浆气囊(5）材质为尼龙、橡胶、聚酯、聚氨酯或以上材料的复合材料。
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