巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進(jìn)漿管（1）、回漿管（2）、花管（3）、壓力表（4）、溢流閥（14）和封孔裝置，所述花管（3）從上至下依次設(shè)有進(jìn)漿管（1）、回漿管（2）和閥門(mén)（7），所述進(jìn)漿管（1）上設(shè)有壓力表（4）和進(jìn)漿閥門(mén)（5）、回漿管（2）上設(shè)有回漿閥門(mén)（6），漿液可以自進(jìn)漿管（1）流向回漿管（2）和花管（3）兩個(gè)方向。孔裝置采用分層搗實(shí)織物（8）、墊土（9的方法，不僅簡(jiǎn)單，而且效果好，織物（8）和墊土（9）包含孔隙，可以成為排氣通道，止?jié){而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進(jìn)一步提高注漿質(zhì)量；花管（3）底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片（11），花管（3）通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片（11）轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)葉片（11）帶動(dòng)鉆孔（13）內(nèi)的漿液流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)葉片（11）的目的是使?jié){液保持流動(dòng)，以便在注漿壓力的作用下更好的滲入土體，這將有利于改善注漿效果，設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片（11）的另一個(gè)目的則是防止?jié){液凝固，便于終注完成后拔管，提高花管（3）的重復(fù)利用率；設(shè)置溢流閥（14）的目的是保持注漿壓力穩(wěn)定，防止壓力表（4）超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，保證管路安全。
【專利說(shuō)明】
巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及巖土領(lǐng)域中的地基加固技術(shù)，尤其涉及巖溶地區(qū)溶洞上覆土層處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往巖溶地基處理技術(shù)致力于加固溶洞，主要包括爆破回填、填充、強(qiáng)夯、注漿等措施，但是都只適用于溶洞埋藏較淺的情況。遇到埋藏較深的溶洞，若采用鉆孔爆破的方式，雖然可以炸開(kāi)溶洞頂板，但上覆土層又隨之塌陷很容易將爆破口掩埋。即使成功爆破，但由于埋藏較深，若采用人工或者機(jī)械的方式進(jìn)行回填，也存在較大的風(fēng)險(xiǎn)。若采用強(qiáng)夯的方式，由于有效夯實(shí)深度有限，對(duì)于這種深溶洞也無(wú)能為力。若采用注漿的方式填充溶洞，由于這些溶洞往往相互聯(lián)通，注漿下去又隨著地下水四處流失，耗費(fèi)過(guò)多材料，效果也頗不一致，注入成百上千噸水泥漿仍達(dá)不到要求的也不少見(jiàn)。
[0003]而最新研究表明，深埋溶洞發(fā)生的塌陷，大都與人工抽水引發(fā)的土層塌陷有關(guān)。深埋意味著富含承壓地下水，在地下水的浸泡下，基巖面(溶洞頂板)附近土層將呈可塑甚至軟塑狀態(tài)，一經(jīng)擾動(dòng)即可引發(fā)變形。由于人工抽水地下水位快速下降，并在溶洞中流失，溶洞上覆土層隨之沖蝕塌陷。因此，處理深埋溶洞的最佳方式，既不是爆破回填，也不是強(qiáng)夯注漿。重要的是限制抽水減少地下水位波動(dòng)，以及加固溶洞上覆土層防止被水沖蝕。考慮到實(shí)際情況，限制抽水并不容易實(shí)現(xiàn)，基于以上考慮，非常有必要提出一種新的巖溶地基處理技術(shù)，致力于加固溶洞上覆土層，進(jìn)而提高穩(wěn)定性，減少塌陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)于現(xiàn)有巖溶地區(qū)地基處理技術(shù)難以處理深埋溶洞的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進(jìn)漿管1、回漿管2、花管3、壓力表4、溢流閥14和封孔裝置，所述花管3從上至下依次設(shè)有進(jìn)漿管1、回漿管2和閥門(mén)7，所述進(jìn)漿管I上設(shè)有壓力表4和進(jìn)漿閥門(mén)5、回漿管2上設(shè)有回漿閥門(mén)6，漿液可以自進(jìn)漿管I流向回漿管2和花管3兩個(gè)方向。所述溢流閥14包括壓力閥15、彈簧16和螺桿17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。壓力閥15在彈簧16的壓力作用下保持關(guān)閉狀態(tài)，漿液沿溢流閥14下端出流孔18出流向花管3。當(dāng)溢流閥14中漿液的壓力超過(guò)彈簧16的壓力時(shí)，壓力閥15被頂開(kāi)，漿液沿溢流閥14右端回流孔20回流向回漿管2卸壓。彈簧14的壓力大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿17控制。
[0007]進(jìn)一步地，壓力表4的精度為0.0lMPa，最大量程為2MPa。
[0008]進(jìn)一步地，封孔裝置由織物8、墊土9分層搗實(shí)而成，所述織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止?jié){而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進(jìn)一步提高注漿質(zhì)量。
[0009]進(jìn)一步地，花管3上部外露長(zhǎng)度0.5?1.5m，以便連接進(jìn)漿管1、回漿管2、壓力表4、閥門(mén)7、溢流閥14等部件。
[0010]進(jìn)一步地，花管3底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片11，花管3通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)葉片11帶動(dòng)鉆孔13內(nèi)的漿液流動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步地，花管3底部每層對(duì)稱布置2個(gè)花孔10，每層花孔10之間布置4片旋轉(zhuǎn)葉片
Ilo
[0012]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)葉片11與水平方向呈30°夾角。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]傳統(tǒng)的液壓、氣壓止?jié){塞只能用于完整巖層中，用于松散土層中止?jié){效果不甚理想，封孔裝置采用分層搗實(shí)織物8、墊土 9的方法，不僅簡(jiǎn)單，而且效果好，織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止?jié){而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進(jìn)一步提高注漿質(zhì)量。
[0015]設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片11的目的是使?jié){液保持流動(dòng)，以便在注漿壓力的作用下更好的滲入土體，這將有利于改善注漿效果，設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片11的另一個(gè)目的則是防止?jié){液凝固，便于終注完成后拔管，提高花管3的重復(fù)利用率。設(shè)置溢流閥14的目的是保持注漿壓力穩(wěn)定，防止壓力表4超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，保證管路安全。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置安裝示意圖。
[0017]圖2為本實(shí)用新型花管3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型溢流閥14的局部效果圖。
[0019]附圖標(biāo)記:1、進(jìn)漿管;2、回漿管;3、花管;4、壓力表;5、進(jìn)漿閥門(mén)；6、回漿閥門(mén)；7、花管閥門(mén)；8、織物;9、墊土； 10、花孔;11、旋轉(zhuǎn)葉片；12、路基；13、鉆孔;14、溢流閥；15、壓力閥；16、彈簧;17、螺桿;18、出流孔;19、入流孔;20、回流孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式:如圖1-3所述，巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進(jìn)漿管1、回漿管2、花管3、壓力表4、溢流閥14和封孔裝置，所述花管3從上至下依次設(shè)有進(jìn)漿管1、回漿管2和閥門(mén)7，所述進(jìn)漿管I上設(shè)有壓力表4和進(jìn)漿閥門(mén)5、回漿管2上設(shè)有回漿閥門(mén)6，漿液可以自進(jìn)漿管I流向回漿管2和花管3兩個(gè)方向。所述溢流閥14包括壓力閥15、彈簧16和螺桿17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。壓力閥15在彈簧16的壓力作用下保持關(guān)閉狀態(tài)，漿液沿溢流閥14下端出流孔18出流向花管3。當(dāng)溢流閥14中漿液的壓力超過(guò)彈簧16的壓力時(shí)，壓力閥15被頂開(kāi)，漿液沿溢流閥14右端回流孔20回流向回漿管2卸壓。彈簧14的壓力大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿17控制。
[0021]進(jìn)一步地，壓力表4的精度為0.0lMPa，最大量程為2MPa。
[0022]進(jìn)一步地，封孔裝置由織物8、墊土9分層搗實(shí)而成，所述織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止?jié){而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進(jìn)一步提高注漿質(zhì)量。
[0023]進(jìn)一步地，花管3上部外露長(zhǎng)度0.5?1.5m，以便連接進(jìn)漿管1、回漿管2、壓力表4、閥門(mén)7、溢流閥14等部件。
[0024]進(jìn)一步地，花管3底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片11，花管3通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)葉片11帶動(dòng)鉆孔13內(nèi)的漿液流動(dòng)。
[0025]進(jìn)一步地，花管3底部每層對(duì)稱布置2個(gè)花孔10，每層花孔10之間布置4片旋轉(zhuǎn)葉片
Ilo
[0026]進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)葉片11與水平方向呈30°夾角。
[0027]注漿過(guò)程包括以下步驟:
[0028]SI)安裝注漿管
[0029]鉆孔完畢，檢查鉆孔13深度，在確認(rèn)沒(méi)有塌孔的情況下再安放花管3，否則，應(yīng)采用鉆機(jī)清孔到位。有的鉆孔13成孔之后來(lái)不及注漿，常常放置一天甚至幾天，期間如果再遇到降雨，塌孔的可能性就非常大了。因此，安放花管3之前都應(yīng)該檢查鉆孔13深度，以免注漿不到位。
[0030]花管3底部開(kāi)有花孔13，花孔13外側(cè)應(yīng)事先纏繞好膠帶11，以免在安放的過(guò)程中被鉆渣阻塞。而在注入漿液的過(guò)程中，膠帶11將在漿液的作用下脫落，使花孔10貫通，并不會(huì)影響注漿。
[0031]S2)注漿
[0032]進(jìn)漿管1、回漿管2、花管3全部安裝完畢后，關(guān)閉回漿閥門(mén)6，并依次打開(kāi)花管閥門(mén)
7、進(jìn)漿閥門(mén)5，即可開(kāi)始注漿。進(jìn)漿管I上安裝壓力表4，以便控制終注條件。注漿過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意注漿壓力，若超過(guò)0.35MPa，應(yīng)及時(shí)打開(kāi)回漿閥門(mén)6卸載至0.25MPa以內(nèi)，以免壓力過(guò)大導(dǎo)致路基拱起開(kāi)裂。注漿開(kāi)始5分鐘后，打開(kāi)電機(jī)使花管3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片11轉(zhuǎn)動(dòng)，增強(qiáng)漿液流動(dòng)性，改善注漿效果。設(shè)置旋轉(zhuǎn)葉片11的另一個(gè)目的是防止?jié){液凝固，便于終注完成后拔管。
[0033]S3)終注
[0034]一般情況下，可采用如下終注條件:
[0035]連續(xù)3次注漿壓力超過(guò)0.35MPa再打開(kāi)回漿閥門(mén)6卸載至0.25MPa后，回漿量已經(jīng)很大，進(jìn)漿量也相應(yīng)的減少，可視為滿足終注條件。
[0036]作為進(jìn)一步優(yōu)選，若進(jìn)漿管I上還安裝流量計(jì)，可采用如下終注條件:
[0037]a、終注壓力達(dá)到0.25?0.35MPa，吸漿量不大于40L/min，維持30min ；
[0038]b、單孔注漿量達(dá)到3m3，且進(jìn)漿量明顯減少時(shí)。
[0039]由于設(shè)置了旋轉(zhuǎn)葉片11并保持其旋轉(zhuǎn)，使得終注后漿液仍有較好的流動(dòng)性，花管的3拔出較為簡(jiǎn)單。但在拔出花管3后，及時(shí)沖洗花管3，保持清潔、通暢。拔出管后留下的孔洞，應(yīng)及時(shí)用水泥漿或者C15混凝土封孔。注漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，應(yīng)及早恢復(fù)注漿，否則應(yīng)立即沖洗鉆孔13，而后恢復(fù)注漿。
[0040]以上列舉的僅是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方式不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:包括進(jìn)漿管(1)、回漿管(2)、花管(3)、壓力表(4)、溢流閥(14)和封孔裝置，所述花管(3)從上至下依次設(shè)有進(jìn)漿管(1)、回漿管(2)和閥門(mén)(7)，所述進(jìn)漿管(I)上設(shè)有壓力表(4)和進(jìn)漿閥門(mén)(5)、回漿管(2)上設(shè)有回漿閥門(mén)(6)，漿液可以自進(jìn)漿管(I)流向回漿管(2)和花管(3)兩個(gè)方向；所述溢流閥(14)包括壓力閥(15)、彈簧(16)和螺桿(17)，并設(shè)有入流孔(19)、出流孔(18)和回流孔(20);壓力閥(15)在彈簧(16)的壓力作用下保持關(guān)閉狀態(tài)，漿液沿溢流閥(14)下端出流孔(18)出流向花管(3);當(dāng)溢流閥(14)中漿液的壓力超過(guò)彈簧(16)的壓力時(shí)，壓力閥(15)被頂開(kāi)，漿液沿溢流閥(14)右端回流孔(20)回流向回漿管(2)卸壓;彈簧(16)的壓力大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿(17)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述壓力表(4)的精度為0.0110^，最大量程為210^。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述封孔裝置由織物(8)、墊土(9)分層搗實(shí)而成，所述織物(8)和墊土(9)包含孔隙，可以成為排氣通道，止楽而不止氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)上部外露長(zhǎng)度0.5?1.5m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)底部設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片(11)，花管(3)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉片(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使旋轉(zhuǎn)葉片(11)帶動(dòng)鉆孔(13)內(nèi)的漿液流動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)底部每層對(duì)稱布置2個(gè)花孔(10)，每層花孔(10)之間布置4片旋轉(zhuǎn)葉片(11)。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6任一項(xiàng)所述的巖溶地區(qū)溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)葉片(11)與水平方向呈30°夾角。
【文檔編號(hào)】E02D3/12GK205475198SQ201620182502
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月10日
【發(fā)明人】朱耀庭, 曾勇, 陳忠達(dá), 張小明, 吳福泉, 劉超群, 劉中啟, 王捷, 朱永波, 張震
【申請(qǐng)人】江西省交通科學(xué)研究院, 長(zhǎng)安大學(xué), 江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司