一种地下工程注浆施工实训装置的制作方法

本实用新型涉及一种地下工程注浆施工实训装置，适用于岩土工程模拟施工技术领域。

背景技术：

注浆法施工就是通过向特殊地层打钻，利用钻孔、管道和注浆泵等设施，把注浆液体压入到含有裂隙的地层当中，靠浆液的流动性和浆液的凝聚性来填充裂隙，从而封堵地下水力通道或固结地层，改善地下工程施工条件。它是一种在特殊地质条件下运用的特殊施工手段，广泛应用于矿山巷道施工，地下隧道施工，地基加固等工程领域。

注浆法施工效果的影响因素较多。自然因素包括地层裂隙分布密度，裂隙大小以及裂隙之间的贯通程度等。技术因素主要有注浆压力、注浆时间、浆液参数、注浆孔数量及其布置等；管理水平的高低也是影响注浆效果的因素之一。

目前，用于实训教学的注浆法施工装置多为演示模型，结构简单，不具备注浆试验和研究的功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种通过改变裂隙的形状及注浆压力等参数来研究地下工程注浆施工的实训装置。

为实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案为：一种地下工程注浆施工实训装置，包括容器，所述容器内包含第一容腔、第二容腔和可视化注浆试验架，所述第一容腔和所述第二容腔上均布置有注浆管路、供水管路、泄压管路和静水、动水流量观测管路，所述注浆管路、所述供水管路、所述泄压管路和所述静水、动水流量观测管路均与所述第一容腔和所述第二容腔内的裂隙体连通，所述第一容腔和所述第二容腔的裂隙体内还装有压力传感器；所述可视化注浆试验架内设有两个结构相同的可视化注浆试验台，所述可视化注浆试验台从下到上依次由支撑层、裂隙层和高强钢化玻璃层构成，所述裂隙层上设有进水口、出水口和注浆管路，所述裂隙层内设有压力传感器，流速传感器和温度传感器，所述高强钢化玻璃层上方设有摄像机。

上述方案中，所述第一容腔和所述第二容腔之间通过隔断板进行隔断。

上述方案中，所述第一容腔和所述第二容腔内还设有砂浆围护体。

上述方案中，所述支撑层为钢板层，所述钢板层表面通过环氧树脂进行找平。

上述方案中，所述供水管路通过水泵与水桶连接；所述注浆管路通过注浆泵与浆液搅拌桶连接。

上述方案中，所述浆液搅拌桶上还依次连接有气动搅拌机和空压机。

上述方案中，所述容器整体固定在支撑架上。

本实用新型的有益效果：1）通过在容器内设置不同的容腔，可以通过对不同容腔内的裂隙体进行不同条件的环境模拟，揭示注浆效果与注浆压力、注浆时间、浆液浓度等参数之间的相互关系；（2）可视化注浆试验架内装有高强钢化玻璃层和摄像机，可以直观地观察注浆法施工过程中的浆液流动规律。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本发明装置的主视图。

图2为图1中的A-A方向上的剖视图。

图3为本发明装置的左视图。

图4为图3中B1-B1方向上的剖视图。

图5为图3中B2-B2方向上的剖视图。

图6为图3中B3-B3方向上的剖视图。

图7为本发明装置的使用状态图。

图中：1.容器；1-1.第一容腔；1-2.第二容腔；1-3. 可视化注浆试验架2.注浆管路；2-1.注浆泵；2-2.浆液搅拌桶；2-3.气动搅拌机；2-4.空压机；3.供水管路；3-1.水泵；3-2.水桶；4.泄压管路；4-1.压力表；5.静水、动水流量观测管路；6.支撑层；7.裂隙层；7-1.进水口；7-2.出水口；8.高强钢化玻璃层；9.摄像机；10.隔断板；11.砂浆围护体；12.支撑架。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，制作一个长方体容器1，容器1整体固定在支撑架12上。容器1内分为第一容腔1-1、第二容腔1-2和可视化注浆试验架1-3三个部分，其中，所述第一容腔1-1和所述第二容腔1-2之间、所述第二容腔1-2和所述可视化注浆试验架1-3之间均通过隔断板10进行隔断。第一容腔1-1、第二容腔1-2为钢板维护结构，第一容腔1-1和第二容腔1-2内设有砂浆围护体11，不可透视。如图4、图5和图6所示，所述第一容腔1-1和所述第二容腔1-2上均布置有注浆管路2、供水管路3、泄压管路4（泄压管路4上连接有压力表4-1）和静水、动水流量观测管路5，所述注浆管路2、所述供水管路3、所述泄压管路4和所述静水、动水流量观测管路5均与所述第一容腔1-1和所述第二容腔1-2内的裂隙体连通，所述第一容腔1-1和所述第二容腔1-2的裂隙体内还装有压力传感器；可视化注浆试验架-3为钢框架结构，内部设有两个结构完全相同的可视化注浆试验台，所述可视化注浆试验台从下到上依次由支撑层6、裂隙层7和高强钢化玻璃层8构成，所述裂隙层7上设有进水口7-1、出水口7-2和注浆管路2，所述裂隙层7内设有压力传感器，流速传感器和温度传感器，所述高强钢化玻璃层8上方设有摄像机9。具体地，在容器1内装填裂隙体。具体讲，第一容腔1-1的裂隙体由黏土砖或其它砌块材料构成，砌块之间用水泥砂浆点结而形成裂隙通道。第二容腔1-2内的裂隙体为不规则的较大块石堆积体，两个容腔内的裂隙体通道均与注浆管路2、供水管路3、泄压管路4和静水、动水流量观测管路5连通。可视化注浆试验架1-3的支撑层6由钢框架和钢板组成承力层，其表面为环氧树脂找平层，裂隙层上的裂隙体的裂隙开度能够调节，具体应视浆液成分而定，对于水泥浆液而言，一般取裂隙开度为2～8mm。由于高强钢化玻璃层8是透明的，通过其上的摄像机9可以实现静水和动水状态下裂隙注浆，能够观测静水和动水状态下浆液的流动形态和规律。

如图7所示，使用时，供水管路3通过水泵3-1与水桶3-2连接；注浆管路2通过注浆泵2-1与浆液搅拌桶2-2连接。浆液搅拌桶2-2上依次连接有气动搅拌机2-3和空压机2-4。装填裂隙体、打开注浆系统，同时开启摄像机9，记录浆液流动状态；注浆完毕后，打开第一容腔1-1、第二容腔1-2的裂隙体，观察裂隙通道的充填情况，分析注浆效果。如若改变两个容腔内的材料，还可以用该装置实现不同的注浆试验。具体讲：（1）容器内的裂隙体还可以是随机裂隙体。即人为地用“砂浆+锡条”混合搅拌且在容器内养护成型之后，在容器外围设计和布置低温盐水循环系统，由于锡条在低温下（-330C）会粉碎，这样，就能够制造出随机裂隙体。（2）容器内还可以装填不同成分的原状土样，安装注浆管路后，可以实现劈裂注浆、压密注浆和渗透注浆等试验。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。