一种冻融沉降用融沉注浆装置的制作方法

1.本发明涉及融沉注浆装置领域，尤其是一种冻融沉降用融沉注浆装置。


背景技术：

2.随着经济的发展，城市地铁建造规模逐步扩大，采用合适的地铁施工方法是决定地铁建造速度和施工质量的重要因素。地铁施工方法受施工低层特征和施工环境的制约，如深基坑围护结构施工受城市综合管线影响较大，一般车站基坑开挖深度较大，并且围护结构施工的质量关系到基坑周边地表沉降、建筑物倾斜、渗流和基坑开挖稳定等方面的问题，尤其是城市综合管线较多的地段；垂直冻结法施工是解决深基坑围护止水结构在富水地层不封闭施工难题的有效手段，可有效防止基坑涌水灾害，改善地层特征和施工环境；但是目前的深基坑施工中采用冻结法施工存在周期长、管线受低温影响、基坑降水对冷冻壁影响较大等问题。
3.人工地层冻结法既适用于松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水岩层，也适用于淤泥、松软泥岩以及饱和含水和水头特别高的地层，它的主要功能为封水与增加地层的承载力。
4.冻结法是在施工地下构筑物之前，用人工冻结的方法，对构筑物周围含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行构筑物掘砌作业的一种施工方法。它具有技术可靠、工艺成熟、施工可控的特点，现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。
5.冻结法施工工艺。井筒开挖前，从地面沿其外围一定距离的同心圆周上按等间距向下施工冻结孔，孔底深入不透水层，然后向每个冻结孔中沉放冻结管，冻结管采用无缝钢管制作，其下端封闭；在地面安装制冷站，采用氟利昂制冷剂，将冷媒剂氯化钙溶液冷却到-22℃～-30℃，而后采用循环泵和插至冻结管内部的聚乙烯供液管将盐水送入冻结管。经低温盐水长时间连续地吸取管外地层的热量，使周围地层冻结。盐水吸取地层的热量后温度上升，经盐水回路管回到制冷设备，与制冷剂接触而重新冷却。原为液态的制冷剂，在减压的条件下蒸发时摄取盐水的热量后，经压缩和冷凝又使其液化，不断制冷循环。在每一冻结管周围形成的冻土圆柱体，这些圆柱体互相交接成密实而闭合的冻土帷幕墙，能承受水、土压力并阻隔地下水，在它的保护下开挖地层和修筑衬砌。
6.针对冻结施工后产生的冻融沉降问题，需要设计一种冻融沉降用融沉注浆装置。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术中的缺陷，提供一种冻融沉降用融沉注浆装置。
8.本发明通过下述方案实现：
9.一种冻融沉降用融沉注浆装置，该装置包括浆液贮存罐，所述浆液贮存罐与注浆主管路对应连通，在所述注浆主管路上对应设有注浆泵，在所述注浆主管路上还对应设有单向阀和泄压阀，在所述注浆主管路的末端对应设有注浆分布器，所述注浆主管路还与冲
洗系统对应连通，所述浆液贮存罐与浆液混合室对应连通，所述浆液混合室分别与若干个浆液室对应连通。
10.所述注浆泵、泄压阀、单向阀、注浆分布器依次设置在注浆主管路的前进方向上。
11.所述冲洗系统包括与注浆主管路连通的冲洗管，所述冲洗管与冲洗水储存罐对应连通，在所述冲洗管与冲洗水储存罐之间对应设有冲洗泵。
12.若干个所述浆液室包括第一浆液室和第二浆液室，所述第一浆液室和第二浆液室与浆液混合室对应连通，在所述浆液混合室内对应设有搅拌装置；
13.在所述第一浆液室与浆液混合室之间对应设有第一浆液混合混合管，在所述第二浆液室与浆液混合室之间对应设有第二浆液混合混合管，在所述第一浆液混合混合管上对应设有第一浆液混合泵，在所述第二浆液混合混合管上对应设有第二浆液混合泵。
14.所述泄压阀包括筒状的泄压阀阀体，所述泄压阀阀体的一端与注浆主管路对应连通，在所述泄压阀阀体内对应设有泄压阀阀体第一通管和泄压阀阀体第二通管，所述泄压阀阀体第二通管内对应设有泄压阀阀芯，所述泄压阀阀芯的下端可与泄压阀阀体第一通管对应连接，所述泄压阀阀芯的上端与泄压阀弹簧对应连接，所述泄压阀弹簧的另一端与弹簧套对应连接。
15.所述泄压阀阀芯为球状结构，所示泄压阀阀体第一通管和泄压阀阀体第二通管的截面均为圆形结构，所述泄压阀阀体第二通管的截面直径大于泄压阀阀体第一通管的截面直径，在所述泄压阀阀体第一通管与泄压阀阀体第二通管连接处对应设有密封环，所述泄压阀阀芯可与密封环对应接触；
16.在所述弹簧套的上端对应设有通孔状的泄压孔，在所述泄压阀阀体第二通管的内侧对应设有泄压阀内螺纹，在所述弹簧套的外侧对应设有弹簧套外螺纹，所述泄压阀内螺纹与弹簧套外螺纹对应匹配。
17.所述单向阀包括单向阀连接座，所述单向阀连接座的两端分别与注浆主管路连通，在所述单向阀连接座内设有单向阀阀片，所述单向阀阀片与单向阀连接座的内壁上部对应铰接，在所述单向阀连接座的内壁还对应设有l形的限位块，在所述单向阀连接座内部还对应设有控制阀阀片，在所述控制阀阀片上对应设有浆液通道，在所述浆液通道的上方对应设有与之匹配的柱状的控制阀阀芯，所述控制阀阀芯设在阀芯壳的内部，所述控制阀阀芯穿过阀芯壳的顶部并且与旋钮对应连接。
18.在所述浆液通道与控制阀阀芯的连接处对应设有单向阀密封圈；在所述控制阀阀芯的侧边设有凸出的单向阀限位环，在所述单向阀限位环的上部对应设有常闭弹簧，所述有常闭弹簧的另一端与阀芯壳的顶部相接触。
19.在所述阀芯壳的外部还对应设有保护壳，所述保护壳与旋钮通过保护壳螺纹对应连接。
20.注浆分布器包括分布器连接管，所述分布器连接管的一端与注浆主管路对应连通，所述分布器连接管的另一端与中空密闭腔体结构的分布器盒体对应连接，在所述分布器盒体的表面对应设有设有若干个圆盘分布器，所述圆盘分布器的下端与分布器盒体对应连通，在所述圆盘分布器的表面对应设有多个通孔状的出液口，在所述圆盘分布器表面的中部还对应设有分布器止回连接孔，所述分布器止回连接孔的出口处设有限位环；
21.在所述分布器止回连接孔内对应设有分布器止回棒，所述分布器止回棒的一端对
应设有直径大于分布器止回棒直径的突出部，所述分布器止回棒的另一端与止回片对应连接，所述止回片与圆盘分布器的表面对应设置的出液口相匹配，所述突出部可以插入分布器止回连接孔内，并可以在限位环的限位下在分布器止回连接孔内往复运动。
22.本发明的有益效果为：
23.1.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置设有浆液混合室，在使用时可以将多种浆液混合后输送至中浆液贮存罐备用，简化了现场施工流程，提高了劳动效率。
24.2.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置设有冲洗水储存罐和与之匹配的冲洗管、冲洗泵，每次注浆完成后，立即对注浆装置及相关管路进行清洗，防止遗留的浆液破坏设备及堵塞管路。
25.3.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置设有单向阀，有效避免浆液逆向流动，常闭弹簧对控制阀阀片施加向下的力量，在常态下控制阀阀片与浆液通道相互卡合，防止浆液乱窜，扭动旋钮就可以在螺纹作用下调整控制阀阀片的力度，适应不同的工况。
26.4.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的单向阀设有单向阀密封圈，可以显著的提高单向阀的密封程度，避免浆液外溢。
27.5.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置设有泄压阀，当注浆主管路的管道内压力超过泄压阀设定压力时，即自动开启泄压，保证设备和管道内介质压力在设定压力之下，保护设备和管道，防止发生意外。
28.6.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的泄压阀在需要调节泄压压力时，只需要上下旋转弹簧套，整个过程都是机械控制，克服了传统电磁阀误差非常大且精度差异很差的缺点。
29.7.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的泄压阀的密封环与泄压阀阀芯对应密闭连接，通过密封环的设计，可以显著地提高整个阀体的密封性，提升产品品质。
30.8.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的注浆分布器可以在一定的工作面积上按一定规律注入浆液，提高了注浆效率和效果。
31.9.本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的注浆分布器设有止回片，有效防止地下的浆液、水体、不明气体等物质顺着注浆主管路返流，从源头上避免这些风险的产生，有效提升本技术的安全性能。
附图说明
32.图1为本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的结构示意图；
33.图2为本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的泄压阀的结构示意图；
34.图3为本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的单向阀的结构示意图；
35.图4为本发明一种冻融沉降用融沉注浆装置的注浆分布器的结构示意图；
36.图中：1为浆液贮存罐，2为注浆主管路，3为单向阀，31为单向阀连接座，32为单向阀阀片，33为限位块，34为控制阀阀片，35为浆液通道，36为控制阀阀芯，37为阀芯壳，38为旋钮，39为保护壳，310为保护壳螺纹，311为单向阀密封圈，312为单向阀限位环，313为常闭弹簧；4为注浆泵，5为泄压阀，51为泄压阀阀体，52为泄压阀阀体第一通管，53为泄压阀阀体第二通管，54为泄压阀阀芯，55为泄压阀弹簧，56为弹簧套，57为密封环，58为泄压孔，59为泄压阀内螺纹，510为弹簧套外螺纹，6为注浆分布器，61为分布器连接管，62为分布器盒体，
63为圆盘分布器，64为出液口，65为分布器止回连接孔，66为分布器止回棒，67为突出部，68为止回片，7为冲洗管，8为冲洗水储存罐，9为冲洗泵，10为浆液混合室，11为第一浆液室，12为第二浆液室，13为第一浆液混合混合管，14为第二浆液混合混合管，15为第一浆液混合泵，16为第二浆液混合泵。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明优选的实施例进一步说明：
38.如图1所示，一种冻融沉降用融沉注浆装置，该装置包括浆液贮存罐1，所述浆液贮存罐1与注浆主管路2对应连通，在所述注浆主管路2上对应设有注浆泵4，在所述注浆主管路2上还对应设有单向阀3和泄压阀5，在所述注浆主管路2的末端对应设有注浆分布器6，所述注浆主管路2还与冲洗系统对应连通，所述浆液贮存罐1与浆液混合室10对应连通，所述浆液混合室10分别与若干个浆液室对应连通。
39.所述注浆泵4、泄压阀5、单向阀3、注浆分布器6依次设置在注浆主管路2的前进方向上。
40.所述冲洗系统包括与注浆主管路2连通的冲洗管7，所述冲洗管7与冲洗水储存罐8对应连通，在所述冲洗管7与冲洗水储存罐8之间对应设有冲洗泵9。
41.若干个所述浆液室包括第一浆液室11和第二浆液室12，所述第一浆液室11和第二浆液室12与浆液混合室10对应连通，在所述浆液混合室10内对应设有搅拌装置(附图中未画出)；
42.在所述第一浆液室11与浆液混合室10之间对应设有第一浆液混合混合管13，在所述第二浆液室12与浆液混合室10之间对应设有第二浆液混合混合管14，在所述第一浆液混合混合管13上对应设有第一浆液混合泵15，在所述第二浆液混合混合管14上对应设有第二浆液混合泵16。
43.在实际应用中，融沉注浆配合现场环境监测进行，可以利用冻结孔做为融沉注浆孔，注浆顺序由下至上进行。融沉注浆采用水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅，以少量、多次、均匀为原则，注浆压力不大于0.5mpa，注浆范围为整个冻结区域。水泥-水玻璃双液浆配比为水泥浆与水玻璃溶液体积比为1：1，其中水泥浆水灰比为1：1，水玻璃溶液采用b35～b40水玻璃加1～2倍体积的水稀释。
44.根据不同的情况，可同时输送两种(分别通过第一浆液室11和第二浆液室12输入并在浆液混合室10混合均匀)或者单独送一种介质，注浆泵的注浆流量范围大约0l/min～70l/min。
45.如图2所示，所述泄压阀5包括筒状的泄压阀阀体51，所述泄压阀阀体51的一端与注浆主管路2对应连通，在所述泄压阀阀体51内对应设有泄压阀阀体第一通管52和泄压阀阀体第二通管53，所述泄压阀阀体第二通管53内对应设有泄压阀阀芯54，所述泄压阀阀芯54的下端可与泄压阀阀体第一通管52对应连接，所述泄压阀阀芯54的上端与泄压阀弹簧55对应连接，所述泄压阀弹簧55的另一端与弹簧套56对应连接。
46.所述泄压阀阀芯54为球状结构，所示泄压阀阀体第一通管52和泄压阀阀体第二通管53的截面均为圆形结构，所述泄压阀阀体第二通管53的截面直径大于泄压阀阀体第一通管52的截面直径，在所述泄压阀阀体第一通管52与泄压阀阀体第二通管53连接处对应设有
密封环57，所述泄压阀阀芯54可与密封环57对应接触；
47.在所述弹簧套56的上端对应设有通孔状的泄压孔58，在所述泄压阀阀体第二通管53的内侧对应设有泄压阀内螺纹59，在所述弹簧套56的外侧对应设有弹簧套外螺纹510，所述泄压阀内螺纹59与弹簧套外螺纹510对应匹配。
48.如图3所示，所述单向阀3包括单向阀连接座31，所述单向阀连接座31的两端分别与注浆主管路2连通，在所述单向阀连接座31内设有单向阀阀片32，所述单向阀阀片32与单向阀连接座31的内壁上部对应铰接，在所述单向阀连接座31的内壁还对应设有l形的限位块3，在所述单向阀连接座31内部还对应设有控制阀阀片34，在所述控制阀阀片34上对应设有浆液通道35，在所述浆液通道35的上方对应设有与之匹配的柱状的控制阀阀芯36，所述控制阀阀芯36设在阀芯壳37的内部，所述控制阀阀芯36穿过阀芯壳37的顶部并且与旋钮38对应连接。
49.在所述浆液通道35与控制阀阀芯36的连接处对应设有单向阀密封圈311；在所述控制阀阀芯36的侧边设有凸出的单向阀限位环312，在所述单向阀限位环312的上部对应设有常闭弹簧313，所述有常闭弹簧313的另一端与阀芯壳37的顶部相接触。
50.在所述阀芯壳37的外部还对应设有保护壳39，所述保护壳39与旋钮38通过保护壳螺纹10对应连接。
51.如图4所示，注浆分布器6包括分布器连接管61，所述分布器连接管61的一端与注浆主管路2对应连通，所述分布器连接管61的另一端与中空密闭腔体结构的分布器盒体62对应连接，在所述分布器盒体62的表面对应设有设有若干个圆盘分布器63，所述圆盘分布器63的下端与分布器盒体62对应连通，在所述圆盘分布器63的表面对应设有多个通孔状的出液口64，在所述圆盘分布器63表面的中部还对应设有分布器止回连接孔65，所述分布器止回连接孔65的出口处设有限位环(附图中未画出)；
52.在所述分布器止回连接孔65内对应设有分布器止回棒66，所述分布器止回棒66的一端对应设有直径大于分布器止回棒66直径的突出部67，所述分布器止回棒66的另一端与止回片68对应连接，所述止回片68与圆盘分布器63的表面对应设置的出液口64相匹配，所述突出部67可以插入分布器止回连接孔65内，并可以在限位环的限位下在分布器止回连接孔65内往复运动。
53.尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。