CN204492746U - 一种多功能信息化注浆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能信息化注浆装置，包括至少两条注浆管和一条与注浆管并联的进料管，各注浆管通过多通管相连通后，与一个静态混合器相连，所述的静态混合器的输出端与一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连接法兰球阀后与止水套管相连，通过控制各注浆管和进料管的通断及进料管的进料材料，实现单液注浆、双液注浆、压注骨料、单液-骨料混合注浆或双液-骨料混合注浆。

Description

一种多功能信息化注浆装置

技术领域

本实用新型涉及一种多功能信息化注浆装置。

背景技术

地下工程建设中，水害一直是困扰工程施工的难题，特别是大流量、高水压的突(涌)水，严重威胁了工程进度、人员安全及生态环境。水害的主要治理手段有疏干排水、疏堵结合及注浆堵水，对地下水进行疏排时，往往破坏了地下水原有的补给和循环路径，带来了水资源保护的问题，同时还会引起地面沉降等一系列工程地质问题。因此，注浆作为水害治理的主要方法被广泛采用，并取得了良好的治理效果。

中国专利CN 103953365 A公开了一种隧道单、双液浆交替注浆加固工艺及其装置，注浆加固工艺包括配浆，A组分配制为水泥浆液，B组分采用水玻璃溶液，A、B组分通过管路连接注浆泵再进入混合器中混合后形成水泥-水玻璃双液浆；注浆时，关闭水玻璃溶液阀门，打开水泥浆阀门，先注入单液水泥浆，再打开水玻璃溶液阀门进行混合注入，单、双液浆注入间隔时间控制在1-3分钟之内。综合分析一种隧道单、双液浆交替注浆加固工艺及其装置，其存在以下不足之处：

1.该装置仅能进行单液注浆和双液注浆，不能进行压注骨料、单液-骨料混合注浆及双液-骨料混合注浆，因此其适用性较窄。

2.未设置注浆参数监测设备，无法对注浆过程进行科学控制，一定程度上影响了注浆治理的效果。

3.当遭遇大裂隙突涌水时，仅凭双液注浆很难封堵裂隙，浆液会大量冲散流失，造成了材料和资金的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种注浆工艺多样化、工艺间切换简便及可实时监测注浆参数的多功能信息化注浆装置，研究地下工程施工时遭遇不同类型突涌水的相关注浆工艺，有利于注浆工程的安全、高效施工及生态环境的保护。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种多功能信息化注浆装置，包括至少两条注浆管和一条与各注浆管并联的进料管，各注浆管通过多通管相连通后与一个静态混合器相连，所述的静态混合器的输出端与一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连接法兰球阀后与止水套管相连，通过控制各个注浆管和进料管的通断及进料管的进料材料，实现单液注浆、双液注浆、压注骨料、单液-骨料混合注浆或双液-骨料混合注浆。

所述的注浆管为两条，且两条注浆管均与同一个四通管的两个接口相连，所述四通管的另两个接口，一个接口连接泄压管，另一个接口连接焊钢管I的一端，钢管I另一端与静态混合器相连，静态混合器再与钢管II的一端连接，钢管II另一端与料桶相连，所述的钢管I和钢管II上均焊接有球形截止阀，且所述的钢管II上同时设置压力表和超声波流量表。

所述的注浆管、泄压管与四通管相连的管路上均设有球形截止阀。

所述的进料管与料桶的连接管路上也设有球形截止阀。

所述的料桶焊接法兰盘后与法兰球阀连接，最后法兰球阀连接止水套管。

所述SK型静态混合器通过法兰盘相连接。

所述的料桶一端焊接球形截止阀，一端焊接法兰盘，同时设置进料管和进料球阀；料桶为外径Φ108mm、壁厚5mm的无缝钢管。

所述进料管为外径Φ50mm、壁厚2.5mm的无缝钢管；骨料通过进料管和进料球阀添加到料桶内。

所述的多功能信息化注浆装置的单液注浆方法，如下：

当进行充填注浆时，采用两台单液注浆泵，注浆泵和四通管之间由注浆管和球形截止阀连接，且料桶中不添加骨料；

当进行渗透注浆时，将其中一条注浆管拆撤，其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，此时料桶中不添加骨料，且注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果；

多功能信息化注浆装置的双液注浆方法，如下：

当涌水量大于15L/min·10m而小于125L/min·10m时单液浆易被冲散，或需要控制浆液扩散范围而采用双液注浆工艺时，采用一台双液注浆泵或两台单液注浆泵，两条运移不同浆液的注浆管通过球形截止阀连接到四通管上，且料桶中不添加骨料，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

所述的多功能信息化注浆装置的压注骨料方法，如下：

当裂隙开度大于5mm而小于20mm时，为了提高骨料的扩散距离，采用注浆泵压水的方式将骨料注入裂隙中，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，注入过程中时刻记录注浆压力和单位注水量。

所述的多功能信息化注浆装置的单液-骨料混合注浆方法，如下：

当裂隙开度大于20mm时，单纯的骨料难以封堵裂隙，采用单液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

所述的多功能信息化注浆装置的双液-骨料混合注浆方法，如下：

当涌水量大于125L/min·10m或压力水头H大于100m，需要及时封堵过水通道时，采用双液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，注浆泵选用一台双液泵或两台单液泵，两条运移不同浆液的注浆管通过球形截止阀连接到四通管上，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

GIN注浆法评价标准

GIN强度(MPa·L/m)	Pmax(MPa)	Vmax(L/m)
			＞250，很高	5	300
200，高	4	250
			150，中等	3	200
100，低	2.25	150
			＜50，很低	1.5	100

注：P_max为最终注浆压力；V_max为最大单位注浆量。

本实用新型给出了工程建设中治理突涌水灾害的多功能信息化注浆装置及其实施方法，解决了注浆工艺单一、注浆施工经验化及治理效果较差问题。将多功能信息化注浆装置应用于注浆施工中，与前人研究相比，该装置不仅可以进行单液注浆、双液注浆，而且还可进行压注骨料、单液-骨料混合注浆及双液-骨料混合注浆，且不同注浆工艺间切换简便、安全系数高；该装置设置的压力表和超声波流量表可实时提供注浆参数，适合于GIN注浆法，去除了注浆施工的经验化；此外，该装置适用性强、综合注浆效果良好，在一定程度上降低了工程造价。

本实用新型解决了注浆工艺单一、注浆施工经验化及治理效果较差问题，具有以下优点：

1.该装置设置了四通管和料桶，不仅可以进行单液注浆、双液注浆，而且可以进行压注骨料、单液-骨料混合注浆及双液-骨料混合注浆；

2.该装置设置了压力表和超声波流量表，可以实时监测注浆过程中的压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准对注浆过程进行科学化控制；

3.可通过料桶上的进料管和进料球阀向料桶中添加骨料，而不需要拆解料桶和法兰球阀，以此添加骨料即方便又安全；

4.该装置可依据工程现场的突涌水情况选择不同的注浆工艺，并且多种工艺可相互配合以提高注浆治理效果；

5.装置的组装十分简单，安全系数高；不同工艺间切换快速，避免了材料的浪费，节约了工时，降低了工程造价。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

其中1.泄压管；2.球形截止阀；3.注浆管；4.注浆管；5.四通管；6.钢管I；7.法兰盘，8.SK型静态混合器；9.压力表；10.钢管II；11.超声波流量表；12.球形截止阀；13.料桶；14.进料球阀；15.进料管；16.法兰盘；17.法兰球阀；18.止水套管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型给出了工程建设中治理突涌水灾害的多功能信息化注浆装置及其实施方法，解决了注浆工艺单一、注浆施工经验化及治理效果较差问题。将多功能信息化注浆装置应用于注浆施工中，与前人研究相比，该装置不仅可以进行单液注浆、双液注浆，而且还可进行压注骨料、单液-骨料混合注浆及双液-骨料混合注浆，且不同注浆工艺间切换简便、安全系数高；该装置设置的压力表和超声波流量表可实时提供注浆参数，适合于GIN注浆法，去除了注浆施工的经验化；此外，该装置适用性强、综合注浆效果良好，在一定程度上降低了工程造价,具体的装置如下:

如图1所示，多功能信息化注浆装置，主要由泄压管1、球形截止阀2和12、注浆管3和4、四通管5、钢管I6和钢管II10、SK型静态混合器8、压力表9、超声波流量表11、进料管15、进料球阀14、法兰球阀17及止水套管18等组成。所述四通管5由球形截止阀2连接一条泄压管1和两条注浆管3、4，四通管5的最后一个接口连接焊有钢管I6的球形截止阀2，而钢管I6另一端焊接法兰盘7后与SK型静态混合器8相连，SK型静态混合器8再与焊有法兰盘7的钢管II10连接，该钢管II10上同时设置压力表9和超声波流量表11，钢管II10另一端通过焊接球形截止阀12与料桶13相连，料桶13上设置进料球阀14和进料管15，料桶13另一端焊接法兰盘16后与法兰球阀17连接，最后法兰球阀17连接止水套管18。

球形截止阀2、12型号为DN25。

注浆管3、4均为Φ25mm高压注浆管，耐压值为20MPa。

四通管5的接管口径为25mm，耐压值为32MPa。

SK型静态混合器8通过法兰盘7相连接。

料桶13一端焊接球形截止阀12，一端焊接法兰盘16，同时设置进料管15和进料球阀14；料桶13为外径Φ108mm、壁厚5mm的无缝钢管。

进料管15为外径Φ50mm、壁厚2.5mm的无缝钢管；骨料通过进料管15和进料球阀14添加到料桶13内。

进料球阀14型号为DN50。

法兰球阀17型号为DN100。

上述装置具体的实施方法如下：

a.单液注浆：

当进行充填注浆时，可采用两台单液注浆泵，注浆泵和四通管5之间由注浆管3、4和球形截止阀2连接，此时料桶13中不添加骨料；

当进行渗透注浆时，可将一条注浆管3或4拆撤，其相应的球形截止阀2作为备用泄压阀，可提高注浆安全系数，此时料桶13中不添加骨料，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

b.双液注浆：

当涌水量大于15L/min·10m而小于125L/min·10m时单液浆易被冲散，或需要控制浆液扩散范围而采用双液注浆工艺时，可应用一台双液注浆泵或两台单液注浆泵，两条运移不同浆液的注浆管3、4通过球形截止阀2连接到四通管5上，且料桶13中不添加骨料，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

c.压注骨料：

当裂隙开度大于5mm而小于20mm时，为了提高骨料的扩散距离，可采用注浆泵压水的方式将骨料注入裂隙中，此时通过进料管15和进料球阀14向料桶13中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管3、4可分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管3、4而其相应的球形截止阀2作为备用泄压阀，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注水量。

d.单液-骨料混合注浆：

当裂隙开度大于20mm时，单纯的骨料难以封堵裂隙，可采用单液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管15和进料球阀14向料桶13中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管3、4可分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管3、4而其相应的球形截止阀2作为备用泄压阀，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

e.双液-骨料混合注浆：

当涌水量大于125L/min·10m或压力水头H大于100m，需要及时封堵过水通道时，可采用双液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管15和进料球阀14向料桶13中添加细骨料或粗骨料，注浆泵可选用一台双液泵或两台单液泵，两条运移不同浆液的注浆管3、4通过球形截止阀2连接到四通管5上，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。

GIN注浆法评价标准

GIN强度(MPa·L/m)	Pmax(MPa)	Vmax(L/m)
			＞250，很高	5	300
200，高	4	250
			150，中等	3	200
100，低	2.25	150
			＜50，很低	1.5	100

注：P_max为最终注浆压力；V_max为最大单位注浆量。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种多功能信息化注浆装置，其特征在于：包括至少两条注浆管和一条与各注浆管并联的进料管，各注浆管通过多通管相连通后与一个静态混合器相连，所述的静态混合器的输出端与一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连接法兰球阀后与止水套管相连，通过控制各个注浆管和进料管的通断及进料管的进料材料，实现注浆装置的单液注浆、双液注浆、压注骨料、单液和骨料混合注浆或双液和骨料混合注浆。

2.如权利要求1所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的注浆管为两条，且两条注浆管均与同一个四通管的两个接口相连，所述四通管的另两个接口，一个接口连接泄压管，另一个接口连接焊钢管I的一端，钢管I另一端与静态混合器相连，静态混合器再与钢管II的一端连接，钢管II另一端与料桶相连，所述的钢管I和钢管II上均焊接有球形截止阀，且所述的钢管II上同时设置压力表和超声波流量表。

3.如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的注浆管、泄压管与四通管相连的管路上均设有球形截止阀。

4.如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的进料管与料桶的连接管路上还设有球形截止阀。

5.如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的料桶焊接法兰盘后与法兰球阀连接，法兰球阀连接止水套管。