岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管（1）、回浆管（2）、花管（3）、压力表（4）、溢流阀（14）和封孔装置，所述花管（3）从上至下依次设有进浆管（1）、回浆管（2）和阀门（7），所述进浆管（1）上设有压力表（4）和进浆阀门（5）、回浆管（2）上设有回浆阀门（6），浆液可以自进浆管（1）流向回浆管（2）和花管（3）两个方向。孔装置采用分层捣实织物（8）、垫土（9的方法，不仅简单，而且效果好，织物（8）和垫土（9）包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量；花管（3）底部设有旋转叶片（11），花管（3）通过转动来带动旋转叶片（11）转动，从而使旋转叶片（11）带动钻孔（13）内的浆液流动，旋转叶片（11）的目的是使浆液保持流动，以便在注浆压力的作用下更好的渗入土体，这将有利于改善注浆效果，设置旋转叶片（11）的另一个目的则是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管，提高花管（3）的重复利用率；设置溢流阀（14）的目的是保持注浆压力稳定，防止压力表（4）超负荷运转，保证管路安全。
【专利说明】
岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及岩土领域中的地基加固技术，尤其涉及岩溶地区溶洞上覆土层处理装置。
【背景技术】
[0002]以往岩溶地基处理技术致力于加固溶洞，主要包括爆破回填、填充、强夯、注浆等措施，但是都只适用于溶洞埋藏较浅的情况。遇到埋藏较深的溶洞，若采用钻孔爆破的方式，虽然可以炸开溶洞顶板，但上覆土层又随之塌陷很容易将爆破口掩埋。即使成功爆破，但由于埋藏较深，若采用人工或者机械的方式进行回填，也存在较大的风险。若采用强夯的方式，由于有效夯实深度有限，对于这种深溶洞也无能为力。若采用注浆的方式填充溶洞，由于这些溶洞往往相互联通，注浆下去又随着地下水四处流失，耗费过多材料，效果也颇不一致，注入成百上千吨水泥浆仍达不到要求的也不少见。
[0003]而最新研究表明，深埋溶洞发生的塌陷，大都与人工抽水引发的土层塌陷有关。深埋意味着富含承压地下水，在地下水的浸泡下，基岩面(溶洞顶板)附近土层将呈可塑甚至软塑状态，一经扰动即可引发变形。由于人工抽水地下水位快速下降，并在溶洞中流失，溶洞上覆土层随之冲蚀塌陷。因此，处理深埋溶洞的最佳方式，既不是爆破回填，也不是强夯注浆。重要的是限制抽水减少地下水位波动，以及加固溶洞上覆土层防止被水冲蚀。考虑到实际情况，限制抽水并不容易实现，基于以上考虑，非常有必要提出一种新的岩溶地基处理技术，致力于加固溶洞上覆土层，进而提高稳定性，减少塌陷。
【发明内容】
[0004]针对于现有岩溶地区地基处理技术难以处理深埋溶洞的问题，本实用新型提供了一种岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置。
[0005]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管1、回浆管2、花管3、压力表4、溢流阀14和封孔装置，所述花管3从上至下依次设有进浆管1、回浆管2和阀门7，所述进浆管I上设有压力表4和进浆阀门5、回浆管2上设有回浆阀门6，浆液可以自进浆管I流向回浆管2和花管3两个方向。所述溢流阀14包括压力阀15、弹簧16和螺杆17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。压力阀15在弹簧16的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀14下端出流孔18出流向花管3。当溢流阀14中浆液的压力超过弹簧16的压力时，压力阀15被顶开，浆液沿溢流阀14右端回流孔20回流向回浆管2卸压。弹簧14的压力大小可以通过调节螺杆17控制。
[0007]进一步地，压力表4的精度为0.0lMPa，最大量程为2MPa。
[0008]进一步地，封孔装置由织物8、垫土9分层捣实而成，所述织物8和垫土 9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。
[0009]进一步地，花管3上部外露长度0.5?1.5m，以便连接进浆管1、回浆管2、压力表4、阀门7、溢流阀14等部件。
[0010]进一步地，花管3底部设有旋转叶片11，花管3通过转动来带动旋转叶片11转动，从而使旋转叶片11带动钻孔13内的浆液流动。
[0011]进一步地，花管3底部每层对称布置2个花孔10，每层花孔10之间布置4片旋转叶片
Ilo
[0012]进一步地，旋转叶片11与水平方向呈30°夹角。
[0013]本发明的优点在于:
[0014]传统的液压、气压止浆塞只能用于完整岩层中，用于松散土层中止浆效果不甚理想，封孔装置采用分层捣实织物8、垫土 9的方法，不仅简单，而且效果好，织物8和垫土 9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。
[0015]设置旋转叶片11的目的是使浆液保持流动，以便在注浆压力的作用下更好的渗入土体，这将有利于改善注浆效果，设置旋转叶片11的另一个目的则是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管，提高花管3的重复利用率。设置溢流阀14的目的是保持注浆压力稳定，防止压力表4超负荷运转，保证管路安全。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置安装示意图。
[0017]图2为本实用新型花管3的结构示意图。
[0018]图3为本实用新型溢流阀14的局部效果图。
[0019]附图标记:1、进浆管;2、回浆管;3、花管;4、压力表;5、进浆阀门；6、回浆阀门；7、花管阀门；8、织物;9、垫土； 10、花孔;11、旋转叶片；12、路基；13、钻孔;14、溢流阀；15、压力阀；16、弹簧;17、螺杆;18、出流孔;19、入流孔;20、回流孔。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图详细说明本实用新型结构的实施方式:如图1-3所述，岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管1、回浆管2、花管3、压力表4、溢流阀14和封孔装置，所述花管3从上至下依次设有进浆管1、回浆管2和阀门7，所述进浆管I上设有压力表4和进浆阀门5、回浆管2上设有回浆阀门6，浆液可以自进浆管I流向回浆管2和花管3两个方向。所述溢流阀14包括压力阀15、弹簧16和螺杆17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。压力阀15在弹簧16的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀14下端出流孔18出流向花管3。当溢流阀14中浆液的压力超过弹簧16的压力时，压力阀15被顶开，浆液沿溢流阀14右端回流孔20回流向回浆管2卸压。弹簧14的压力大小可以通过调节螺杆17控制。
[0021]进一步地，压力表4的精度为0.0lMPa，最大量程为2MPa。
[0022]进一步地，封孔装置由织物8、垫土9分层捣实而成，所述织物8和垫土 9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。
[0023]进一步地，花管3上部外露长度0.5?1.5m，以便连接进浆管1、回浆管2、压力表4、阀门7、溢流阀14等部件。
[0024]进一步地，花管3底部设有旋转叶片11，花管3通过转动来带动旋转叶片11转动，从而使旋转叶片11带动钻孔13内的浆液流动。
[0025]进一步地，花管3底部每层对称布置2个花孔10，每层花孔10之间布置4片旋转叶片
Ilo
[0026]进一步地，旋转叶片11与水平方向呈30°夹角。
[0027]注浆过程包括以下步骤:
[0028]SI)安装注浆管
[0029]钻孔完毕，检查钻孔13深度，在确认没有塌孔的情况下再安放花管3，否则，应采用钻机清孔到位。有的钻孔13成孔之后来不及注浆，常常放置一天甚至几天，期间如果再遇到降雨，塌孔的可能性就非常大了。因此，安放花管3之前都应该检查钻孔13深度，以免注浆不到位。
[0030]花管3底部开有花孔13，花孔13外侧应事先缠绕好胶带11，以免在安放的过程中被钻渣阻塞。而在注入浆液的过程中，胶带11将在浆液的作用下脱落，使花孔10贯通，并不会影响注浆。
[0031]S2)注浆
[0032]进浆管1、回浆管2、花管3全部安装完毕后，关闭回浆阀门6，并依次打开花管阀门
7、进浆阀门5，即可开始注浆。进浆管I上安装压力表4，以便控制终注条件。注浆过程中应时刻注意注浆压力，若超过0.35MPa，应及时打开回浆阀门6卸载至0.25MPa以内，以免压力过大导致路基拱起开裂。注浆开始5分钟后，打开电机使花管3旋转，从而带动旋转叶片11转动，增强浆液流动性，改善注浆效果。设置旋转叶片11的另一个目的是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管。
[0033]S3)终注
[0034]一般情况下，可采用如下终注条件:
[0035]连续3次注浆压力超过0.35MPa再打开回浆阀门6卸载至0.25MPa后，回浆量已经很大，进浆量也相应的减少，可视为满足终注条件。
[0036]作为进一步优选，若进浆管I上还安装流量计，可采用如下终注条件:
[0037]a、终注压力达到0.25?0.35MPa，吸浆量不大于40L/min，维持30min ；
[0038]b、单孔注浆量达到3m3，且进浆量明显减少时。
[0039]由于设置了旋转叶片11并保持其旋转，使得终注后浆液仍有较好的流动性，花管的3拔出较为简单。但在拔出花管3后，及时冲洗花管3，保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔洞，应及时用水泥浆或者C15混凝土封孔。注浆工作必须连续进行，若因故中断，应及早恢复注浆，否则应立即冲洗钻孔13，而后恢复注浆。
[0040]以上列举的仅是本实用新型的一个具体实施例。显然，本实用新型的结构及实现方式不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:包括进浆管(1)、回浆管(2)、花管(3)、压力表(4)、溢流阀(14)和封孔装置，所述花管(3)从上至下依次设有进浆管(1)、回浆管(2)和阀门(7)，所述进浆管(I)上设有压力表(4)和进浆阀门(5)、回浆管(2)上设有回浆阀门(6)，浆液可以自进浆管(I)流向回浆管(2)和花管(3)两个方向；所述溢流阀(14)包括压力阀(15)、弹簧(16)和螺杆(17)，并设有入流孔(19)、出流孔(18)和回流孔(20);压力阀(15)在弹簧(16)的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀(14)下端出流孔(18)出流向花管(3);当溢流阀(14)中浆液的压力超过弹簧(16)的压力时，压力阀(15)被顶开，浆液沿溢流阀(14)右端回流孔(20)回流向回浆管(2)卸压;弹簧(16)的压力大小可以通过调节螺杆(17)控制。2.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述压力表(4)的精度为0.0110^，最大量程为210^。3.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述封孔装置由织物(8)、垫土(9)分层捣实而成，所述织物(8)和垫土(9)包含孔隙，可以成为排气通道，止楽而不止气。4.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述花管(3)上部外露长度0.5?1.5m。5.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述花管(3)底部设有旋转叶片(11)，花管(3)通过转动来带动旋转叶片(11)转动，从而使旋转叶片(11)带动钻孔(13)内的浆液流动。6.根据权利要求5所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述花管(3)底部每层对称布置2个花孔(10)，每层花孔(10)之间布置4片旋转叶片(11)。7.根据权利要求5或6任一项所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于:所述旋转叶片(11)与水平方向呈30°夹角。
【文档编号】E02D3/12GK205475198SQ201620182502
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】朱耀庭, 曾勇, 陈忠达, 张小明, 吴福泉, 刘超群, 刘中启, 王捷, 朱永波, 张震
【申请人】江西省交通科学研究院, 长安大学, 江西省交通设计研究院有限责任公司