巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進漿管（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）從上至下依次設有進漿管（1）、回漿管（2）和閥門（7），所述進漿管（1）上設有壓力表（4）和進漿閥門（5）、回漿管（2）上設有回漿閥門（6），漿液可以自進漿管（1）流向回漿管（2）和花管（3）兩個方向。孔裝置采用分層搗實織物（8）、墊土（9的方法，不僅簡單，而且效果好，織物（8）和墊土（9）包含孔隙，可以成為排氣通道，止漿而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進一步提高注漿質量；花管（3）底部設有旋轉葉片（11），花管（3）通過轉動來帶動旋轉葉片（11）轉動，從而使旋轉葉片（11）帶動鉆孔（13）內的漿液流動，旋轉葉片（11）的目的是使漿液保持流動，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，設置旋轉葉片（11）的另一個目的則是防止漿液凝固，便于終注完成后拔管，提高花管（3）的重復利用率；設置溢流閥（14）的目的是保持注漿壓力穩定，防止壓力表（4）超負荷運轉，保證管路安全。
【專利說明】
巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及巖土領域中的地基加固技術，尤其涉及巖溶地區溶洞上覆土層處理裝置。
【背景技術】
[0002]以往巖溶地基處理技術致力于加固溶洞，主要包括爆破回填、填充、強夯、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，若采用人工或者機械的方式進行回填，也存在較大的風險。若采用強夯的方式，由于有效夯實深度有限，對于這種深溶洞也無能為力。若采用注漿的方式填充溶洞，由于這些溶洞往往相互聯通，注漿下去又隨著地下水四處流失，耗費過多材料，效果也頗不一致，注入成百上千噸水泥漿仍達不到要求的也不少見。
[0003]而最新研究表明，深埋溶洞發生的塌陷，大都與人工抽水引發的土層塌陷有關。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，一經擾動即可引發變形。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，也不是強夯注漿。重要的是限制抽水減少地下水位波動，以及加固溶洞上覆土層防止被水沖蝕。考慮到實際情況，限制抽水并不容易實現，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，致力于加固溶洞上覆土層，進而提高穩定性，減少塌陷。
【發明內容】
[0004]針對于現有巖溶地區地基處理技術難以處理深埋溶洞的問題，本實用新型提供了一種巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置。
[0005]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
[0006]巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進漿管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從上至下依次設有進漿管1、回漿管2和閥門7，所述進漿管I上設有壓力表4和進漿閥門5、回漿管2上設有回漿閥門6，漿液可以自進漿管I流向回漿管2和花管3兩個方向。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閉狀態，漿液沿溢流閥14下端出流孔18出流向花管3。當溢流閥14中漿液的壓力超過彈簧16的壓力時，壓力閥15被頂開，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調節螺桿17控制。
[0007]進一步地，壓力表4的精度為0.0lMPa，最大量程為2MPa。
[0008]進一步地，封孔裝置由織物8、墊土9分層搗實而成，所述織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止漿而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進一步提高注漿質量。
[0009]進一步地，花管3上部外露長度0.5?1.5m，以便連接進漿管1、回漿管2、壓力表4、閥門7、溢流閥14等部件。
[0010]進一步地，花管3底部設有旋轉葉片11，花管3通過轉動來帶動旋轉葉片11轉動，從而使旋轉葉片11帶動鉆孔13內的漿液流動。
[0011]進一步地，花管3底部每層對稱布置2個花孔10，每層花孔10之間布置4片旋轉葉片
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[0012]進一步地，旋轉葉片11與水平方向呈30°夾角。
[0013]本發明的優點在于:
[0014]傳統的液壓、氣壓止漿塞只能用于完整巖層中，用于松散土層中止漿效果不甚理想，封孔裝置采用分層搗實織物8、墊土 9的方法，不僅簡單，而且效果好，織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止漿而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進一步提高注漿質量。
[0015]設置旋轉葉片11的目的是使漿液保持流動，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，設置旋轉葉片11的另一個目的則是防止漿液凝固，便于終注完成后拔管，提高花管3的重復利用率。設置溢流閥14的目的是保持注漿壓力穩定，防止壓力表4超負荷運轉，保證管路安全。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置安裝示意圖。
[0017]圖2為本實用新型花管3的結構示意圖。
[0018]圖3為本實用新型溢流閥14的局部效果圖。
[0019]附圖標記:1、進漿管;2、回漿管;3、花管;4、壓力表;5、進漿閥門；6、回漿閥門；7、花管閥門；8、織物;9、墊土； 10、花孔;11、旋轉葉片；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。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖詳細說明本實用新型結構的實施方式:如圖1-3所述，巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，包括進漿管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從上至下依次設有進漿管1、回漿管2和閥門7，所述進漿管I上設有壓力表4和進漿閥門5、回漿管2上設有回漿閥門6，漿液可以自進漿管I流向回漿管2和花管3兩個方向。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閉狀態，漿液沿溢流閥14下端出流孔18出流向花管3。當溢流閥14中漿液的壓力超過彈簧16的壓力時，壓力閥15被頂開，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調節螺桿17控制。
[0021]進一步地，壓力表4的精度為0.0lMPa，最大量程為2MPa。
[0022]進一步地，封孔裝置由織物8、墊土9分層搗實而成，所述織物8和墊土 9包含孔隙，可以成為排氣通道，止漿而不止氣，從而較好地排出水泥漿中的氣泡，進一步提高注漿質量。
[0023]進一步地，花管3上部外露長度0.5?1.5m，以便連接進漿管1、回漿管2、壓力表4、閥門7、溢流閥14等部件。
[0024]進一步地，花管3底部設有旋轉葉片11，花管3通過轉動來帶動旋轉葉片11轉動，從而使旋轉葉片11帶動鉆孔13內的漿液流動。
[0025]進一步地，花管3底部每層對稱布置2個花孔10，每層花孔10之間布置4片旋轉葉片
Ilo
[0026]進一步地，旋轉葉片11與水平方向呈30°夾角。
[0027]注漿過程包括以下步驟:
[0028]SI)安裝注漿管
[0029]鉆孔完畢，檢查鉆孔13深度，在確認沒有塌孔的情況下再安放花管3，否則，應采用鉆機清孔到位。有的鉆孔13成孔之后來不及注漿，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之前都應該檢查鉆孔13深度，以免注漿不到位。
[0030]花管3底部開有花孔13，花孔13外側應事先纏繞好膠帶11，以免在安放的過程中被鉆渣阻塞。而在注入漿液的過程中，膠帶11將在漿液的作用下脫落，使花孔10貫通，并不會影響注漿。
[0031]S2)注漿
[0032]進漿管1、回漿管2、花管3全部安裝完畢后，關閉回漿閥門6，并依次打開花管閥門
7、進漿閥門5，即可開始注漿。進漿管I上安裝壓力表4，以便控制終注條件。注漿過程中應時刻注意注漿壓力，若超過0.35MPa，應及時打開回漿閥門6卸載至0.25MPa以內，以免壓力過大導致路基拱起開裂。注漿開始5分鐘后，打開電機使花管3旋轉，從而帶動旋轉葉片11轉動，增強漿液流動性，改善注漿效果。設置旋轉葉片11的另一個目的是防止漿液凝固，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3次注漿壓力超過0.35MPa再打開回漿閥門6卸載至0.25MPa后，回漿量已經很大，進漿量也相應的減少，可視為滿足終注條件。
[0036]作為進一步優選，若進漿管I上還安裝流量計，可采用如下終注條件:
[0037]a、終注壓力達到0.25?0.35MPa，吸漿量不大于40L/min，維持30min ；
[0038]b、單孔注漿量達到3m3，且進漿量明顯減少時。
[0039]由于設置了旋轉葉片11并保持其旋轉，使得終注后漿液仍有較好的流動性，花管的3拔出較為簡單。但在拔出花管3后，及時沖洗花管3，保持清潔、通暢。拔出管后留下的孔洞，應及時用水泥漿或者C15混凝土封孔。注漿工作必須連續進行，若因故中斷，應及早恢復注漿，否則應立即沖洗鉆孔13，而后恢復注漿。
[0040]以上列舉的僅是本實用新型的一個具體實施例。顯然，本實用新型的結構及實現方式不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:包括進漿管(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)從上至下依次設有進漿管(1)、回漿管(2)和閥門(7)，所述進漿管(I)上設有壓力表(4)和進漿閥門(5)、回漿管(2)上設有回漿閥門(6)，漿液可以自進漿管(I)流向回漿管(2)和花管(3)兩個方向；所述溢流閥(14)包括壓力閥(15)、彈簧(16)和螺桿(17)，并設有入流孔(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閉狀態，漿液沿溢流閥(14)下端出流孔(18)出流向花管(3);當溢流閥(14)中漿液的壓力超過彈簧(16)的壓力時，壓力閥(15)被頂開，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調節螺桿(17)控制。2.根據權利要求1所述的巖溶地區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.根據權利要求1所述的巖溶地區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.根據權利要求1所述的巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)上部外露長度0.5?1.5m。5.根據權利要求1所述的巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)底部設有旋轉葉片(11)，花管(3)通過轉動來帶動旋轉葉片(11)轉動，從而使旋轉葉片(11)帶動鉆孔(13)內的漿液流動。6.根據權利要求5所述的巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述花管(3)底部每層對稱布置2個花孔(10)，每層花孔(10)之間布置4片旋轉葉片(11)。7.根據權利要求5或6任一項所述的巖溶地區溶洞上覆土層注漿加固裝置，其特征在于:所述旋轉葉片(11)與水平方向呈30°夾角。
【文檔編號】E02D3/12GK205475198SQ201620182502
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】朱耀庭, 曾勇, 陳忠達, 張小明, 吳福泉, 劉超群, 劉中啟, 王捷, 朱永波, 張震
【申請人】江西省交通科學研究院, 長安大學, 江西省交通設計研究院有限責任公司