一种粉细砂地层振动注浆加固装置的制作方法

1.本实用新型涉及环境修复技术领域，尤其是一种粉细砂地层振动注浆加固装置。


背景技术：

2.粉细砂地层是一种常见的软弱不良地层，常见于地下综合管廊、地铁、隧道等工程，其结构松散，自稳能力差，容易突发性变形，诱发事故，该地层的加固防渗处理一直是工程研究的热点。通过向粉细砂层中注入混合好的a液和b液后，凝固后可使粉细砂地层稳定。一般a液可采用40be的水玻璃加水稀释而成，b液可采用由乙二醛和磷酸加水稀释而成。两种混合好的液体，一次不能加入太多，否则变得粘稠后，较难渗透，如果一次使用不完会造成剩余混合液体的浪费。
3.目前注浆工艺按照浆液在地层中运动的方式分成四类：渗透注浆、挤压注浆、置换注浆和高压喷射注浆。注浆渗透慢，且一次注浆渗透区域不大，注浆效率低。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的注浆渗透慢、混合后注浆液体容易逐渐变粘稠，影响注浆效果的问题，本实用新型提供一种利用声频振动钻进设备，且配合注浆装置实现将粉细砂层振动液化后进行变混合边注浆的方式进行工程施工的粉细砂地层振动注浆加固装置。
5.为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种粉细砂地层振动注浆加固装置，其特征在于：包括声频振动钻进机构和注浆机构，所述声频振动钻进机构包括：可上下移动的声频动力头、安装在所述声频动力头输出端的空心钻杆以及设置在所述空心钻杆下端的钻头；所述钻头上具有连通空心钻杆内部和钻头外部的渗透孔；所述注浆机构包括a液存贮箱、b液存储箱、与所述a液存贮箱管道连接的a液注射泵、与所述b液存储箱管道连接的b液注射泵、均与所述a液注射泵和b液注射泵管道连接的混合器、与所述混合器的输出端连接的软管；所述软管伸入到空心钻杆内连接至钻头。
7.进一步地，所述钻头包括外钻头和所述外钻头上端的内连接空杆，所述内连接空杆的顶端连接所述软管，所述内连接空杆的外周面上具有多个出液孔，所述内连接空杆和空心钻杆之间的间隙与所述外钻头上的渗透孔连通。
8.进一步地，所述a液注射泵和所述b液注射泵均采用双缸双作用活塞往复式结构。
9.进一步地，所述声频振动钻进机构包括第一架体和安装在第一架体上的第一油缸；所述声频振动头安装在所述第一油缸的输出端，且上下滑动连接在所述第一架体上。
10.更进一步地，所述声频振动钻进机构还包括履带底盘，所述履带底盘的前部安装有第二油缸，所述第二油缸的伸缩端连接所述第一架体，所述第一架体与所述履带底盘转动连接。
11.本实用新型的有益效果是：
12.将a液和b液单独储存，通过混合器边注浆边混合，能够保证注浆液良好的流动性，
a液注射泵和b液注射泵两个泵同时1注浆，注浆压力大，利用粉细沙土松散易液化的特征，采用高频振动和较高的初始注浆压力提高了浆液的扩散性，克服了传统注浆工法难以实现的有效灌浆和无法确定浆液扩散半径的缺陷。注浆渗透区域大，注浆效率高。
附图说明
13.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
14.图1是本实用新型实施例整体结构图；
15.图2是本实用新型实施例的声频振动钻进机构结构图；
16.图3是图1中a部放大图。
17.图中：1.声频动力头，2、空心钻杆，3、钻头，31、渗透孔，32、外钻头，33、内连接空杆，34、出液孔，4、a液存贮箱，5、b液存储箱，6、a液注射泵，7、b液注射泵，8、混合器，9、软管，10、第一架体，11、第一油缸，12、履带底盘，13、第二油缸，14、固结体，15、粉细砂地层。
具体实施方式
18.现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1～3所示的一种粉细砂地层振动注浆加固装置，包括声频振动钻进机构和注浆机构，声频振动钻进机构包括：可上下移动的声频动力头1、安装在声频动力头1输出端的空心钻杆2以及设置在空心钻杆2下端的钻头3；钻头3上具有连通空心钻杆2内部和钻头3外部的渗透孔31；注浆机构包括a液存贮箱4、b液存储箱5、与a液存贮箱4管道连接的a液注射泵6、与b液存储箱5管道连接的b液注射泵7、均与a液注射泵6和b液注射泵7管道连接的混合器8、与混合器8的输出端连接的软管9；软管9伸入到空心钻杆2内连接至钻头3。
20.参见图3，钻头3包括外钻头32和外钻头32上端的内连接空杆33，内连接空杆33的顶端连接软管9，内连接空杆33的外周面上具有多个出液孔34，内连接空杆33和空心钻杆2之间的间隙与外钻头32上的渗透孔31连通。a液和b液的混合液经软管9被泵入到内连接杆内，通过内连接空杆33上的出液孔34进入空心钻杆2的底部，混合液从空心钻杆2内流入渗透孔31，进而被高压压入粉细砂地层15中。
21.a液注射泵6和b液注射泵7均采用双缸双作用活塞往复式结构，全液压驱动，结构紧凑，体积小，重量轻，稳定可靠。a液注射泵6和b液注射泵7为两套完全独立的注射机体结构，可进行1：1双液注射，a液注射泵6和b液注射泵7安装在自带行走轮的车体上，根据需要推到适当位置。
22.参见图2，声频振动钻进机构包括第一架体10和安装在第一架体10上的第一油缸11；声频振动头安装在第一油缸11的输出端，且上下滑动连接在第一架体10上。通过第一油缸11的伸缩驱动声频振动头上下运动。
23.参见图2，声频振动钻进机构还包括履带底盘12，履带底盘12的前部安装有第二油缸13，第二油缸13的伸缩端连接第一架体10，第一架体10与履带底盘12转动连接。通过第二油缸13的伸缩带动第一架体10转动，以调节声频振动头钻入地面的角度。
24.声频振动钻进机构采用高频共振技术，利用一对反向偏心旋转轴产生以人耳能听
见的频率为50～200hz的激振力，使粉细砂土层液化，同时浆液注入地层进行防渗加固处理，可有效的提高浆液的扩散区域和固结体14的质量。而且，由于液化、惯性作用和土体孔隙率临时降低等因素，它可以极大的降低在钻杆及钻头3上的摩擦力。
25.本实用新型实施例的的工作过程为：
26.通过第二气缸调节声频动力头1与地面垂直，然后通过第一气缸带动声频动力头1向下运动，声频动力头1边自转边向下运动，在钻进过程中通过声频振动头4的高频振动产生共振能量，共振能量通过空心钻杆2向下传递给钻头3使其可以穿透坚硬的地层，声波钻适用于软土、混合土和坚硬的地层，同时可以提供高质量的未扰动试样。
27.声频动力头1的振动动作与a液注射泵6和b液注射泵7的往复运动为复合动作，当空心钻杆2和软管9与粉细砂地层15的固有频率叠合时，会产生共振，通过声频动力头1高频振动将土壤液化，同时a液注射泵6和b液注射泵7同时注入混合器8中混合后通过软管9注入到钻头3位置后，从渗透孔31中渗透到粉细砂地层15中，混合液在一定注浆压力下，通过挤密、劈裂、渗透等形式渗透到粉细砂地层15中，凝固后对粉细砂地层15进行加固处理，使得粉细砂地层15内的松散土形成固结体14，从而达到稳定地层，防止塌方或塌陷情况出现。
28.另外，振动注浆过程要达到最优的浆液扩散效果，需要振源与粉细砂地层15产生谐振，快速破坏地层的结构，孔隙水压力升高，土体强度降低，使浆液的流动阻力变小，进而浆液可以在粉细砂地层15中快速的扩散并与沙土一起形成固结体14。
29.以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。