一種能穩定暗挖砂層掌子面的漿液的注漿設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設備，主要由一個儲漿罐、漿液入口閥門、漿液出口閥門、進風口閥門、應急閥門、一個進風口、一個出漿管、一漿液入口和一個壓力表組成。本實用新型可解決暗挖施工時掌子面土體自穩差，特別是砂層或者砂卵石地層等自穩能力較差的開挖掌子面的穩定問題。
【專利說明】一種能穩定暗挖砂層掌子面的漿液的注漿設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地下建筑工程【技術領域】，尤其涉及一種能穩定暗挖砂層掌子面的漿液及注漿設備。
【背景技術】
[0002]隨著城市軌道交通線網的不斷加密，受周邊鄰近建(構)筑物、密集的地下管線以及繁忙的地面交通影響等，車站往往無法采用明挖法施工。因此，暗挖法施作地鐵車站運用已越來越普遍，如何在保證安全的前提下加快暗挖車站的施工進度及效率是當前地鐵工程
重一個重要課題。
[0003]暗挖土方開挖施工是地鐵工程中關鍵的工序，如何快速高效地進行土方開挖施工是地鐵施工控制重點。根據暗挖施工工藝，初支土方開挖施工工藝基本分為一般土方開挖、格柵架立及噴射混凝土等步驟。同時，由于施工工藝的限制土方開挖完成后需至少有幾小時進行格柵架立、超前支護等必須步驟。所以，在開挖完后掌子面的自穩能力直接威脅到操作人員的安全，并且，如果由于自穩能力差也將帶來前方土體坍塌風險也會影響到周邊管線及地面環境安全。在以往的施工過程中由于掌子面暴露時間過久而又未采取措施產生的坍塌事故累見不鮮，造成的社會影響也很大。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種能穩定暗挖砂層掌子面的漿液、漿液制備方法、注漿設備及其施工方法。可解決暗挖施工時掌子面土體自穩差，特別是砂層或者砂卵石地層等自穩能力較差的開挖掌子面的穩定問題，這對于有效控制暗挖土方開挖施工風險，保證周邊環境安全，提高施工工效、加快施工進度具有重大意義。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液，主要由水聚丙烯酰胺化學劑與水泥漿混合制成，其中水泥漿的水灰質量比為1.6:1?2:1 ;水泥漿與聚丙烯酰胺化學劑體積比為
1.5:1 ?2:1。
[0007]—種穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液的制備方法，包括以下步驟:
[0008]將稀釋好的水聚丙烯酰胺化學劑緩緩加入到水泥漿液中，混合漿液的使用方法是先按質量比配置出水泥漿，再用水泥漿同聚丙烯酰胺化學劑按體積比配置注漿料劑。
[0009]一種穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設備，主要由一個儲漿罐、四個閥門(漿液入口閥門、漿液出口閥門、進風口閥門、應急閥門)、一個進風口、一個出漿管、一漿液入口、一個壓力表組成。
[0010]進一步地，儲漿罐可以用螺旋管、無縫鋼管等材料直接焊接罐底和罐頂而成；
[0011]進一步地，除漿液入口處用2時鋼管焊接外，其它3個閥門處鋼管均采用I時鋼管焊接而成。
[0012]一種穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液注漿設備的工藝方法，包括以下步驟:[0013]①打開閥門2、3進行吹管，檢驗機具氣密性，同時將超前小導管中的砂土排除，保證其注漿管道暢通，必要時應進行壓水試驗。
[0014]②關閉閥門2、3，打開閥門1，用量杯容器向罐內加上事先算好體積的混合液(黃莊站小導管設計為2m，單根需要注漿量為:X 0.152 X 2 X 0.5 X 1000 = 70L)。
[0015]③關閉閥門I，將注漿導管連接到待注漿管塞好止漿塞(注:注漿管一定要連接牢固，防止注漿管脫落造成漿液濺射，止漿塞可以起到防止漿液滲漏作用)。
[0016]④打開閥門2，對主罐進行加壓，設計注漿壓力要求0.4-0.6Mpa。此過程主要控制注漿實際壓力，我們在牛角泵上方設計安裝了一個壓力表，避免了因壓力過大造成漿液擴散范圍加大造成后續開挖困難和漿液的浪費，或者壓力不足起不到加固地層的效果等情況。
[0017]⑤當注漿壓力達到設計的80%時打開閥門3，進行注漿，打開風壓閥門實施注漿時，最好采用二次送風(間隔2?3min)，可以將漿液壓入導管中排出管中氣體，并讓漿液有一定的擴散時間。注漿結束標準為注漿量已達到設計注漿量，或地表及掌子面漏漿，即可結束本孔注漿(最主要控制注漿壓力使其不大于設計要求)。
[0018]⑥關閉閥門2，同時打開閥門4將剩余漿液放入事先準備好的500L容器中，可以重復利用。
[0019]⑦將注漿嘴從小導管處解下，并用棉線將其口封堵好，確保管口不堵塞，以備后續二次注漿使用。
[0020]本實用新型的技術要點是運用自行設計制作的注漿噴漿設備，根據現場地層實際情況配置滿足實際要求的漿液。此快速穩定掌子面注漿施工工藝原理是在注漿設備儲漿罐內注入適量的漿液后，向里面送風，打開出漿閥門后，靠風的動力把配置好的漿液噴灑至暗挖掌子面，從而起到快速固結掌子面地層的效果。漿液配比可以根據掌子面地層情況隨時進行調整。
[0021]本實用新型的有益效果是:本實用新型的的注漿設備和注漿工藝容易掌握，且機具制造成本低廉，具有容易修理和內部清洗等優點，注漿材料配置靈活，在砂層或卵石層中注漿效果明顯，杜絕了塌方，保證了暗挖工程的順利實現，在類似的地層中具有很好的推廣價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是一種能快速穩定暗挖砂層掌子面注漿設備示意圖；
[0023]圖2是一種能快速穩定暗挖砂層掌子面注漿噴漿過程流程示意圖；
[0024]附圖標記說明:1.漿液入口 ；2.漿液入口閥門；3.進風口閥門；4.進風口閥門；5.儲漿罐；6.應急閥門；7.漿液出口閥門；8.漿液出口 ；9.壓力表；10.止漿塞；11.噴漿嘴。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合附圖，對本實用新型的工藝做進一步說明。
[0026](I)自制注漿設備的介紹
[0027]本注漿及噴漿設備主要由一個儲漿罐、四個閥門(漿液入口閥門、漿液出口閥門、進風口閥門、應急閥門)、一個進風口、一個出漿管、一喇叭形漿液入口、一個壓力表組成。其中儲漿罐可以用螺旋管、無縫鋼管等材料直接焊接罐底和罐頂而成；除閥門I位置的漿液入口處用2時鋼管焊接外，其它3個閥門處鋼管用I時鋼管焊接而成，具體見圖1。
[0028]注漿所用配套工具:500L塑料容器2個(配漿液用)、攪拌棒、高壓風管、量杯等。
[0029]本注漿及噴漿設備原理是在儲漿罐內注入按現場要求配置好的混合漿液后，向里面送風，打開出漿閥門后，靠風的動力把漿液送至注漿管，通過注漿管端頭安裝的噴頭將漿液均勻地噴灑在砂層或砂砂卵石層掌子面上，利用混合漿液與沙粒之間的物理與化學反應，使沙粒變大并形成沙結皮層，具有較好的固結強度。從而達到固結穩定掌子面的效果。
[0030](2)漿液配置
[0031]進行混合漿液配置，為水聚丙烯酰胺化學劑與水泥漿混合后，生成新的注漿漿液。
[0032]混合配置漿液:將稀釋好的水聚丙烯酰胺化學劑緩緩加入到水泥漿液中，混合漿液的使用方法是先按質量比配置出水泥漿，再用水泥漿同聚丙烯酰胺化學劑按體積比配置注漿料劑。
[0033]注漿料劑基本比例:1)水泥漿的水灰質量比:2:1，比如水IOOkg:水泥50kg ；2)水泥漿同聚丙烯酰胺化學劑體積比:2:1，比如水泥漿IOL:固沙劑10L。此比例初凝時間約為Imin，固沙強度強。
[0034](3)注漿設備使用的工藝流程，見圖2。
[0035]①打開閥門2、3進行吹管，檢驗機具氣密性，同時將超前小導管中的砂土排除，保證其注漿管道暢通，必要時應進行壓水試驗。
[0036]②關閉閥門2、3，打開閥門1，用量杯容器向罐內加上事先算好體積的混合液(黃莊站小導管設計為2m，單根需要注漿量為:X 0.152 X 2 X 0.5 X 1000 = 70L)。
[0037]③關閉閥門I，將注漿導管連接到待注漿管塞好止漿塞(注:注漿管一定要連接牢固，防止注漿管脫落造成漿液濺射，止漿塞可以起到防止漿液滲漏作用)。
[0038]④打開閥門2，對主罐進行加壓，設計注漿壓力要求0.4 — 0.6Mpa。此過程主要控制注漿實際壓力，我們在牛角泵上方設計安裝了一個壓力表，避免了因壓力過大造成漿液擴散范圍加大造成后續開挖困難和漿液的浪費，或者壓力不足起不到加固地層的效果等情況。
[0039]⑤當注漿壓力達到設計的80%時打開閥門3，進行注漿，打開風壓閥門實施注漿時，最好采用二次送風(間隔2?3min)，可以將漿液壓入導管中排出管中氣體，并讓漿液有一定的擴散時間。注漿結束標準為注漿量已達到設計注漿量，或地表及掌子面漏漿，即可結束本孔注漿(最主要控制注漿壓力使其不大于設計要求)。
[0040]⑥關閉閥門2，同時打開閥門4將剩余漿液放入事先準備好的500L容器中，可以重復利用。
[0041]⑦將注漿嘴從小導管處解下，并用棉線將其口封堵好，確保管口不堵塞，以備后續二次注漿使用。
【權利要求】
1.一種能穩定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設備，主要由一個儲漿罐、漿液入口閥門、漿液出口閥門、進風口閥門、應急閥門、一個進風口、一個出漿管、一漿液入口和一個壓力表組成，其中漿液入口通過漿液入口閥門與儲漿罐連接，進風口位于儲漿罐的一側且通過進風口閥門與儲漿罐相連，壓力表位于儲漿罐頂部，出漿管通過漿液出口閥門與儲漿罐底部相連，應急閥門位于儲漿罐底部。
2.根據權利要求1所述的注漿設備，其中儲漿罐用螺旋管或無縫鋼管直接焊接罐底和罐頂而成。
3.根據權利要求1所述的注漿設備，其中的閥門采用鋼管焊接而成。
【文檔編號】C04B28/00GK203547761SQ201320402416
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】苗春剛, 宋偉龍, 楊秀仁, 孫立軍, 黃美群, 付款峰, 徐陽, 王慶峰, 儀松青, 徐龍, 王臣, 吳蘭婷, 丁德云, 吳成剛, 榮冰 申請人:中鐵十四局集團有限公司, 北京城建設計研究總院有限責任公司