CN208088301U - 岩土工程多层位注浆管线和多层位渗透注浆*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种岩土工程多层位注浆管线和多层位渗透注浆***，所述注浆管线包括多孔注浆管、防渗板、封孔螺钉、固定支架和限位接头；所述多孔注浆管包括可相互连接的第一注浆管和第二注浆管。所述注浆***包括依次连接的多容腔储浆装置、多通道注浆泵和上述注浆管线。本实用新型提供的技术方案能够实现一次性多层位注浆，解决现有技术注浆效率低的问题。

Description

岩土工程多层位注浆管线和多层位渗透注浆***

技术领域

本实用新型涉及岩土工程注浆技术，尤其涉及一种岩土工程多层位注浆管线和多层位渗透注浆***。

背景技术

目前，在岩土工程注浆过程中，由于受到注浆装置及注浆工艺的限制，通过同一注浆孔对地层不同层位、不同类型病害进行注浆处治时，需根据病害类型多次调配浆液，分层位多次注浆，注浆效率低、浆液浪费严重。另外，由于注浆过程的“不可见”性，经常在错误位置或偏离指定位置注浆，出现浆液注入困难、跑浆、漏浆问题，严重影响注浆效果，再次，缺少对注浆过程相关指标(注浆压力、注浆速率、注浆量)的有效监测和合理控制，致使注浆设备损耗严重，关键数据缺失，严重阻碍注浆理论的发展和注浆技术及设备的革新。

实用新型内容

本实用新型的目的至少在于提供一种岩土工程多层位注浆管线和多层位渗透注浆***，能够实现一次性多层位注浆，解决现有技术注浆效率低的问题。

为实现上述目，本实用新型一个实施方式提供了一种多层位注浆管线，包括多孔注浆管、防渗板、封孔螺钉、固定支架和限位接头；所述多孔注浆管包括第一注浆管和第二注浆管；第一注浆管的上端与下端均为敞开端，且分别连接有第一连接管和第二连接管，第一连接管的管壁上开设有外螺纹，第二连接管的管壁上开设有内螺纹；第二注浆管的下端为封闭端，上端为敞开端，该敞开端连接有第三连接管，第三连接管的管壁上开设有与第一连接管的外螺纹配合的内螺纹；第一注浆管和第二注浆管的管壁上沿轴向开设一排注浆孔，第一注浆管上的每个注浆孔轴向两侧的管壁上均开设有周向凹槽，第二注浆管两端的管壁上开设有周向凹槽，所述注浆孔的内壁设置有封孔螺纹；所述封孔螺钉包括封闭头部和空心杆体，杆体外壁设置有与所述封孔螺纹配合的外螺纹；所述防渗板包括单孔防渗板和多孔防渗板；单孔防渗板上的圆孔为小径孔，小径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管上的周向凹槽处管壁外径相匹配；多孔防渗板上的圆孔之一为小径孔，小径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管上的周向凹槽处管壁外径相匹配，其余圆孔为大径孔，大径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管的非周向凹槽处管壁外径相匹配；所述防渗板为对接的半合结构，半合结构的对接线穿过小径孔；所述限位接头包括两端的中空螺钉、中间的中空圆柱形构件和连接中空螺钉与中空圆柱形构件的中空圆柱形连接件，中空圆柱形构件的中部开设有周向凹槽，中空螺钉、中空圆柱形构件和中空圆柱形连接件同轴线，中空螺钉可绕所述轴线自由旋转，中空螺钉用于连接多孔注浆管或浆液输送管；所述固定支架包括支架主体和固定构件，固定构件为多半式圆柱形多孔结构，固定构件上开设有多个直径大于中空圆柱形构件的周向凹槽处外径、小于中空圆柱形构件的非周向凹槽处外径的圆形通孔，用以固定限位接头。

在一个实施方式中，所述封孔螺钉内设置尖齿状弹性自锁卡扣，卡扣的尖齿从开设在封孔螺钉杆体上的槽中伸出。

在一个实施方式中，所述注浆孔的一侧孔口处设置或两侧孔口处分别设置密封圈，所述封孔螺钉的杆体外壁上设置有与至少一个密封圈对应的凹槽，在封孔螺钉旋入注浆孔后，密封圈的内圈与凹槽闭合对接。

在一个实施方式中，所述多孔注浆管的周向凹槽内设置有密封环，所述防渗板的小径孔内壁上对应设置可供密封环嵌入的凹槽。

在一个实施方式中，所述多孔注浆管的周向凹槽内的管壁上开设一个或多个出浆孔，所述防渗板包括上层、中间层和下层，中间层从小径孔向外开设有贯通孔隙，该贯通孔隙与所述出浆孔相连通，中间层***设置有一圈夹在上层和下层之间的胶带。

在一个实施方式中，所述注浆***包括依次通过浆液输送管连接的多容腔储浆装置、多通道注浆泵和前述任一多层位注浆管线。

在一个实施方式中，所述注浆***还包括注浆监测装置和计算机。

在一个实施方式中，所述注浆***还包括数字式孔内细观成像***。

本实用新型提供的技术方案可以获得以下有益效果：本实用新型采用多容腔储浆装置和多层位注浆管线，实现了不同类型浆液分腔储存，不同地层层位、不同浆液、不同注浆压力同时注浆加固，提高了注浆效率；结合数字式孔内细观成像***的注浆孔细观成像结果和勘察资料，能够实现最合理注浆位置定点注浆，有效解决因注浆位置选择不当产生的浆液注入困难、跑浆、漏浆问题；多容腔储浆装置的小型化，普通运输工具即可完成搬运，灵活、机动，为相关工程的应急处治提供有效方法。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的多层位渗透注浆***的结构关系示意图；

图2为本实用新型一个实施例的多孔注浆管的剖面结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的封孔螺栓的剖面结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的防渗板的俯视结构示意图；

图5为图4所示防渗板的侧视结构示意图；

图6为本实用新型一个实施例的固定支架的立体结构示意图；

图7为本实用新型一个实施例的限位接头的剖面结构示意图；

图8为图7所示限位接头的各组成部分的分解示意图；

图9为本实用新型一个实施例的固定构件的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以具体实施例为例，详细说明本实用新型的实施方式。

图1示出本实用新型多层位渗透注浆***的一个实施例。该注浆***至少包括多容腔储浆装置1、多通道注浆泵2和通过浆液输送管与多通道注浆泵2连接的多层位注浆管线6。多层位注浆管线6包括多路管线，分别伸入待注浆地层5的不同地层中，图中以5个地层51、52、53、54和55为例。

多容腔储浆装置1用于存储不同类型的浆液，本实施例中共有5个储浆室。多通道注浆泵2包括多个泵送通道，用于提供注浆动力。多容腔储浆装置1的各储浆室间相互独立，每个储浆室都设置有一个接口，这些接口分别与多通道注浆泵2中的一个通道的入口连通，多通道注浆泵2的通道出口与多层位注浆管线连通。

多层位注浆管线6包括多孔注浆管、防渗板、封孔螺钉、固定支架和限位接头。

多孔注浆管用于对确知注浆地层区间注浆，如图2所示，包含第一注浆管61和第二注浆管62。第一注浆管61的上端与下端均为敞开端，且分别连接有第一连接管611和第二连接管612，第一连接管611的管壁上开设有外螺纹，第二连接管612的管壁上开设有内螺纹，第一连接管611的外螺纹与第二连接管612的内螺纹可以相互配合，以连接两个以上的第一注浆管61。第二注浆管62的下端为封闭端，上端为敞开端，该敞开端连接有第三连接管621，第三连接管621的管壁上开设有可与第一连接管611的外螺纹配合的内螺纹，用以第一注浆管61与第二注浆管62的连接。第一注浆管61和第二注浆管62的管壁上沿轴向开设一排注浆孔614和622。注浆孔位于注浆时与被注浆区域钻孔孔壁对应的一侧，优选注浆孔间距均为20cm。第一注浆管61上的每个注浆孔614轴向两侧的管壁上均开设有周向凹槽613，第二注浆管62两端的管壁上开设有周向凹槽623。

注浆孔614和622的内壁设置有封孔螺纹，与封孔螺钉7配合用于封堵注浆孔。如图3所示，封孔螺钉7包括封闭头部和空心杆体，杆体外壁设置与封孔螺纹配合的外螺纹。为了封孔螺钉7与注浆孔更稳固的连接，还可在封孔螺钉7内设置尖齿状弹性自锁卡扣71，卡扣的尖齿从开设在封孔螺钉7杆体上的槽中伸出。还可在注浆孔614和622的两侧孔口处各设置一个密封圈，相应地在封孔螺钉7的外壁上设置与至少一个密封圈对应的凹槽，在封孔螺钉7旋入注浆孔后，密封圈的内圈与凹槽闭合对接，以增强密封效果。

防渗板用于实现不同层位独立注浆，防止浆液渗漏。如图4所示，防渗板包括单孔防渗板81和多孔防渗板，多孔防渗板可以是双孔防渗板82、三孔防渗板83、四孔防渗板84、五孔防渗板85，甚至更多孔的防渗板。单孔防渗板81上的圆孔为小径孔811，其直径与第一注浆管61和第二注浆管62上的周向凹槽613和623处管壁外径d(参见图2)相匹配，多孔防渗板上的圆孔之一为小径孔，其直径与第一注浆管61和第二注浆管62上的周向凹槽613和623处管壁外径d相匹配，即与单孔防渗板81上的圆孔811的直径相同，其余圆孔为大径孔821，其直径与第一注浆管61和第二注浆管62的非周向凹槽处管壁外径D(参见图2)相匹配。防渗板均为对接的半合结构，半合结构的对接线814穿过小径孔，即小径孔各有一部分位于半合结构之一上，由半合结构对接后形成完整的小径孔。此处小径孔的直径与直径d相匹配是指半合结构从两侧卡合在周向凹槽内后，小径孔的内壁能够与周向凹槽内的注浆管管壁紧密接触，而大径孔的直径与注浆管管壁外径相匹配是指其直径满足注浆管穿过并在其中定位的要求。

如图2所示，多孔注浆管61和62的周向凹槽内可设置密封环(图中未示出)，相应地，防渗板小径孔的内壁上对应设置可供密封环嵌入的凹槽。另外，多孔注浆管61和62的周向凹槽内的管壁上还可开设一个或多个出浆孔615和624，出浆孔的上下侧分别设置密封环(图中未示出)，相应地，如图5所示，防渗板可采用三层结构，包括上层801、中间层802和下层803，中间层802从小径孔向外开设有贯通孔隙812(如图4所示)，该贯通孔隙812与多孔注浆管周向凹槽内的出浆孔相连通，中间层802***还设置有一圈胶带813，三层结构可通过防水胶水粘结，胶带813靠上下两层结构固定，形成储浆袋，浆液可沿贯通孔隙812注入，致使储浆袋膨胀，加强封堵效果。

限位接头和固定支架用于固定多孔注浆管。如图7和8所示，限位接头包括两端的中空螺钉101、中间的中空圆柱形构件103和连接中空螺钉与中空圆柱形构件的中空圆柱形连接件102。连接件102的两端分别嵌套在中空螺钉101和中空圆柱形构件103内。连接件102可分两段加工，然后将两段焊接在一起。

中空螺钉101、中空圆柱形构件103和中空圆柱形连接件102同轴线，中空螺钉101可绕轴线旋转。中空螺钉101用于连接多孔注浆管或浆液输送管。浆液输送管与多通道注浆泵连接。限位接头所有连接处均可做防渗处理，以起到增强防止浆液渗漏的效果。如图6所示，固定支架包括支架主体91和固定构件92。支架主体91可以是桁架结构，提供支撑力。固定构件92为多半式圆柱形多孔结构，如图9所示，本实施例中为四半式圆柱形多孔结构，利用该四半式结构实现拆卸，固定构件92上开设有多个直径大于中空圆柱形构件103凹槽处外径小于中空圆柱形构件103非凹槽处外径的圆形通孔，以实现限位接头的固定。

上述四半式结构可例如由橡胶块加工，成型后，沿各圆中线切开，拼合时，可通过多根橡胶圈固定各组成部分，拼接成完整固定构件92。

如图1所示，本实用新型多层位渗透注浆***还可包括注浆监测装置3、计算机4和数字式孔内细观成像***(图中未示出)。注浆监测装置3连接在注浆泵2和注浆管线6之间的管路上。用于监测，包括注浆压力监测装置、注浆速度监测装置和浆液量监测装置。计算机4与注浆监测装置3连接，用于存储注浆全过程数据，包括注浆压力、注浆速度、注浆浆液量，通过上述三种装置获得，所述三种装置分别包括压力传感器、时间记录装置、流量传感器，流量与时间比值即为注浆速度。计算机4还可与多通道注浆泵连接，用于控制注浆压力。

上述实施例的注浆***在工作时，先将限位接头固定在固定支架上，然后根据各注浆区间的厚度组合第一注浆管和第二注浆管，第一注浆管可为0到多个，使得注浆管组合的总长度大于或等于各注浆区间厚度。注浆管组合的上端进一步连接浆液输送管，该浆液输送管的大于或等于对应注浆层位最大注浆深度值减去注浆管组合长度值。而后按需要在注浆管的周向凹槽处安装防渗板，保证注浆时不同层位浆液不渗漏到其它层位。将防渗板安装在多孔注浆管的周向凹槽时，应使防渗板上的贯通孔隙与多孔注浆管周向凹槽内的出浆孔对接，当有浆液通过时，储浆袋存储浆液后膨胀，实现封堵。若组合后发现某一多孔注浆管长度超出其对应注浆区间厚度，在多孔注浆管超出注浆区间部分的所有注浆孔处安装封孔螺钉，以及所有周向凹槽处安装防渗板。固定支架上的限位接头的下端连接注浆管组合或注浆管组合上连接的浆液输送管，限位接头的上端与连接至多通道注浆泵的浆液输送管连接。

接下来，将组合好的多层位注浆管线整体下放至注浆孔内，按各多孔注浆管所处的地层深度调节注浆监控装置，使得深度大的注浆压力大，深度小的浆压力小，然后开始注浆。在注浆的同时，还可以实时监测存储注浆数据，根据注浆数据实时调整注浆参数。注浆结束后，切断***电源，将注浆管线整体从注浆孔内提出，分段拆卸而后拆卸限位接头，最后收回固定支架，完成注浆。

其中，防渗板使用方式如下：防渗板使用的类型由地层分层类型决定，本实施例中最多一次五种类型防渗板全部使用。当地层只有一种类型时，只使用单孔防渗板；当地层有两种类型时，单孔防渗板与双孔防渗板搭配使用，先安装单孔防渗板在第一条注浆管组合上，再安装双孔防渗板，双孔防渗板的小径孔固定在第二条注浆管组合的周向凹槽内，大径孔固定在第一条注浆管组合的非周向凹槽区域；当地层存在三种类型时，单孔、双孔、三孔防渗板配合使用，先安装单孔防渗板，再安装双孔防渗板，最后安装三孔防渗板，单孔、双孔防渗板安装方式同上所述，三孔防渗板安装方式为，三孔防渗板的小径孔固定在第三条注浆管组合的周向凹槽内，两个大径孔分别固定在第一条注浆管组合和第二条注浆管组合的非周向凹槽区域；当地层存在四种或五种类型时，四孔、五孔防渗板使用方式类同三孔防渗板，其大径孔依次与第一条、第二条、第三条以至第四条注浆管组合固定。

另外，注浆管的组合方式如下：当单一地层厚度小于或等于第二注浆管长度时，则只使用第二注浆管，在注浆管两端的周向凹槽内安装对应类型防渗板，注浆管超出地层部分的所有注浆孔均用封孔螺钉封堵；当单一地层厚度大于第二注浆管的长度时，则组合第一和第二注浆管，使注浆管组合的总长度大于或等于单一地层厚度，若刚好等于，则在第一注浆管和第二注浆管各自两端的凹槽处安装对应类型防渗板，若大于地层厚度，则在第二注浆管两端凹槽、第一注浆管最下端凹槽和第一注浆管高于单一地层上临界面第一个凹槽处安装对应类型防渗板。

注浆***除注浆区间使用多孔注浆管外，其它位置均使用普通的浆液输送管，多容腔储浆装置、多通道注浆泵、注浆监控装置之间也通过普通的浆液输送管连接。

此外，在注浆前，可先采用数字式孔内细观成像***获取注浆孔孔内细观图像，通过细观图像结合临近钻孔勘察资料确定地层分布情况，确定各层位岩土体病害情况，所述病害包括脱空、疏松、裂隙等，进一步确定注浆位置，并按地层病害类型划分注浆区间，还可基于数字式孔内细观成像***的深度标识功能，进一步确定各注浆区间精确厚度及最大深度。

所述数字式孔内细观成像***包括直径30mm、40mm、50mm、70mm、90mm探头，其观测角度为360°，裂缝、不密实层观测精度0.5mm，可形成注浆孔孔壁360°平面展开图和三维虚拟柱状图。所述注浆***可采用基于注浆压力P、浆液用量Q、注浆时间T的P－Q－T曲线分析控制方法对注浆进行控制。

本实用新型提供的技术方案可以获得以下有益效果：

本实用新型采用多容腔储浆装置和多层位注浆管线，实现了不同类型浆液分腔储存，不同地层层位、不同浆液、不同注浆压力同时注浆加固，提高了注浆效率；结合数字式孔内细观成像***的注浆孔细观成像结果和勘察资料，能够实现最合理注浆位置定点注浆，有效解决因注浆位置选择不当产生的浆液注入困难、跑浆、漏浆问题；多容腔储浆装置的小型化，普通运输工具即可完成搬运，灵活、机动，为相关工程的应急处治提供有效方法。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种岩土工程多层位注浆管线，其特征在于：

所述注浆管线包括多孔注浆管、防渗板、封孔螺钉、固定支架和限位接头；

所述多孔注浆管包括第一注浆管和第二注浆管；

第一注浆管的上端与下端均为敞开端，且分别连接有第一连接管和第二连接管，第一连接管的管壁上开设有外螺纹，第二连接管的管壁上开设有内螺纹；

第二注浆管的下端为封闭端，上端为敞开端，该敞开端连接有第三连接管，第三连接管的管壁上开设有与第一连接管的外螺纹配合的内螺纹；

第一注浆管和第二注浆管的管壁上沿轴向开设一排注浆孔，第一注浆管上的每个注浆孔轴向两侧的管壁上均开设有周向凹槽，第二注浆管两端的管壁上开设有周向凹槽，所述注浆孔的内壁设置有封孔螺纹；

所述封孔螺钉包括封闭头部和空心杆体，杆体外壁设置有与所述封孔螺纹配合的外螺纹；

所述防渗板包括单孔防渗板和多孔防渗板；

单孔防渗板上的圆孔为小径孔，小径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管上的周向凹槽处管壁外径相匹配；

多孔防渗板上的圆孔之一为小径孔，小径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管上的周向凹槽处管壁外径相匹配，其余圆孔为大径孔，大径孔的直径与第一注浆管和第二注浆管的非周向凹槽处管壁外径相匹配；

所述防渗板为对接的半合结构，半合结构的对接线穿过小径孔；

所述限位接头包括两端的中空螺钉、中间的中空圆柱形构件和连接中空螺钉与中空圆柱形构件的中空圆柱形连接件，中空圆柱形构件的中部开设有周向凹槽，中空螺钉、中空圆柱形构件和中空圆柱形连接件同轴线，中空螺钉可绕所述轴线旋转，中空螺钉用于连接多孔注浆管或浆液输送管；

所述固定支架包括支架主体和固定构件，固定构件为多半式圆柱形多孔结构，固定构件上开设有多个直径大于中空圆柱形构件的周向凹槽处外径、小于中空圆柱形构件的非周向凹槽处外径的圆形通孔，用以固定限位接头。

2.根据权利要求1所述的岩土工程多层位注浆管线，其特征在于：

所述封孔螺钉内设置尖齿状弹性自锁卡扣，卡扣的尖齿从开设在封孔螺钉杆体上的槽中伸出。

3.根据权利要求1所述的岩土工程多层位注浆管线，其特征在于：

所述注浆孔的一侧孔口处设置或两侧孔口处分别设置密封圈，所述封孔螺钉的杆体外壁上设置有与至少一个密封圈对应的凹槽，在封孔螺钉旋入注浆孔后，密封圈的内圈与凹槽闭合对接。

4.根据权利要求1所述的岩土工程多层位注浆管线，其特征在于：

所述多孔注浆管的周向凹槽内设置有密封环，所述防渗板的小径孔内壁上对应设置可供密封环嵌入的凹槽。

5.根据权利要求1所述的岩土工程多层位注浆管线，其特征在于：

所述多孔注浆管的周向凹槽内的管壁上开设一个或多个出浆孔，所述防渗板包括上层、中间层和下层，中间层从小径孔向外开设有贯通孔隙，该贯通孔隙与所述出浆孔相连通，中间层***设置有一圈夹在上层和下层之间的胶带。

6.一种多层位渗透注浆***，其特征在于：

所述注浆***包括依次通过浆液输送管连接的多容腔储浆装置、多通道注浆泵和如权利要求1-5任一所述的岩土工程多层位注浆管线。

7.如权利要求6所述的多层位渗透注浆***，其特征在于：

所述注浆***还包括注浆监测装置和计算机。

8.如权利要求6所述的多层位渗透注浆***，其特征在于：

所述注浆***还包括数字式孔内细观成像***。