适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置的制作方法

1.本实用新型属于隧道施工地下工程技术领域，涉及一种隙多次修复的注浆装置，尤其涉及一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙修复的注浆装置。


背景技术：

2.随着隧道施工工程建设与发展，越来越多隧道施工面临穿越活动断裂带的情况。由于活动断裂带的活动，隧道支护结构也会随着地层移动，支护结构受到的剪切作用也逐渐增强，势必会引起隧道支护结构及隧道周围岩体的开裂、错位，影响隧道结构的安全与稳定，此外富水的活动断裂也容易在隧道结构开裂后引起突水突泥，这些都将严重威胁运营期内的高铁安全行驶。因此，针对活动断裂带的多次活动，实现隧道结构开裂的多次修复显得尤为重要。
3.目前，针对隧道混凝土的开裂修复方法主要有微生物修复或在隧道衬砌结构内预埋浆液管这些方法主要存在以下缺点：(1)无法检测隧道结构裂隙是否产生。(2)裂隙修复时间长。通过微生物分泌产生足够的胶结物质填充裂隙需要很长的时间。(3)修复裂隙的规模小。微生物只适用于修复一些微小裂隙；而隧道衬砌结构内预埋浆液管也受制于浆液管的体积，可修复裂隙的规模有限。(4)不能实现多次修复。预埋浆液管的方式在浆液管破裂完成裂隙修复后便失去了修复作用，无法实现多次修复。


技术实现要素：

4.针对现有的隧道裂隙修复存在如上背景技术中的缺陷，本实用新型提出了一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置，旨在针对实现活动断裂带的活动导致隧道结构大规模裂隙修复，以及实现活动断裂带多次活动使隧道结构产生裂隙的多次修复，本实用新型具有结构简单、安装方便等优点。
5.本实用新型采用的技术方案为一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置，该装置主要是适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复，包括外部注浆管、高压空气管、pvc管以及内部注浆管。所述内部注浆管设置于隧道结构的活动断裂带围岩处，且内部注浆管贯穿整个活动断裂带围岩；内部注浆管的两端分别连接外部注浆管与高压空气管；所述外部注浆管、内部注浆管与高压空气管组成连通结构。该连通结构的端部设有单向注浆孔，形成能够进行单向开合的封闭结构。该封闭结构的一端单向开合为外部注浆管的注浆结构，另一端为高压空气管的充气结构。通过注浆结构的注浆与充气结构的高压气体充入实现对活动断裂带围岩的裂隙修补及检测。
6.进一步地，所述的外部注浆管为圆形刚性金属管，该圆形刚性金属管的末端管壁上下各有两个第一注浆孔。
7.进一步地，所述的高压空气管为圆形刚性金属管，该圆形刚性金属管的底端设有一个第一单向注浆孔。
8.进一步地，内部注浆管为半刚性半柔性件，包括金属软管与刚性金属管；所述金属
软管与刚性金属管间隔连接；所述金属软管具有一定伸缩量且可弯曲；所述刚性金属管的管壁上下各有一第二注浆孔。正对刚性金属管首段的端部处设有一个第二单向注浆孔。
9.进一步地，内部注浆管的外部，以及外部注浆管与内部注浆管的连接部，高压空气管与内部注浆管的连接部外部被pvc管包覆；pvc管的表面上设有密集钻孔。
10.进一步地，外部注浆管的端部设有阀门。
11.进一步地，当活动断裂带围岩处有活动断裂带活动时，活动断裂带围岩与隧道支护产生裂隙，打开外部注浆管端部的阀门，向外部注浆管注入浆液，此时内部注浆管的首段刚性金属管的端部处的第二单向注浆孔打开，高压空气管末端的第一单向注浆孔关闭，浆液靠注浆压力实现对活动断裂带围岩及产生的裂隙进行注浆加固。
12.进一步地，注浆完成后，向高压空气管注入高压空气，此时高压空气管末端的第一单向注浆孔打开，内部注浆管的首段刚性金属管的端部处的第二单向注浆孔关闭，高压空气完成对内部注浆管和内部注浆管与pvc管之间的空隙内残留的注浆浆液的清洗工作，防止残留浆液凝固对内部注浆管的阻塞，从而为下一次活动断裂带活动产生的裂隙进行注浆加固做好准备。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
14.1)本实用新型借助外部注浆管-内部注浆管-高压空气管组成连通结构，通过开关闭合实现密闭容腔，再通过高压空气的注入可实现对隧道结构裂隙的检测。
15.2)裂隙修复时间短。采用预埋注浆管注浆的方式，在裂隙产生后通过往外部注浆管注入浆液，可快速进行注浆，浆液凝固时间短，裂隙修复时间快。
16.3)修复裂隙的规模大。浆液由外部注浆设备供给，注浆量不受限制，可修复大规模的裂隙群。
17.4)可实现裂隙的多次修复。注浆完成后，通过向高压空气管注入高压空气，高压空气同时清洗内部注浆管和内部注浆管与pvc管之间的空隙内的浆液，防止浆液阻塞内部注浆管和内部注浆管与pvc管之间的空隙，从而再次形成通路，为下一次注浆做好准备，可实现活动断裂带多次活动产生多次裂隙的修复。
18.5)内部注浆管为半刚性半柔性件，通过内设的可弯曲金属软管可实现内部注浆管随活动断裂带错动造成的围岩变形而弯曲变形，防止内部注浆管被错断，实现内部注浆管的多次利用。
附图说明
19.图1为本实用新型的一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置示意图。
20.图2为本实用新型的高压空气管结构示意图。
21.图3为本实用新型的内部注浆管结构示意图。
22.其中：1.活动断裂带围岩，2.非活动断裂带围岩，3.隧道初期支护，4.隧道二次衬砌，5.外部注浆管，6.高压空气管，7.内部注浆管，8.第一注浆孔，9.pvc管，10.阀门，6-1.第一单向注浆孔，7-1.金属软管，7-2.刚性金属管，7-3.第二注浆孔，7-4.第二单向注浆孔。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
24.如图1所示，一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置，该装置主要是适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复，包括外部注浆管5、高压空气管6、pvc管9以及内部注浆管7。所述内部注浆管7设置于隧道结构的活动断裂带围岩1处，且内部注浆管7贯穿整个活动断裂带围岩1；内部注浆管7的两端分别连接外部注浆管5与高压空气管6；所述外部注浆管5、内部注浆管7与高压空气管6组成连通结构。该连通结构的端部设有单向注浆孔，形成能够进行单向开合的封闭结构。该封闭结构的一端单向开合为外部注浆管5的注浆结构，另一端为高压空气管6的充气结构。通过注浆结构的注浆与充气结构的高压气体充入实现对活动断裂带围岩1的裂隙修补及检测。
25.所述的外部注浆管5为圆形刚性金属管，该圆形刚性金属管的末端管壁上下各有两个第一注浆孔8。在清洗内部注浆管6的过程中，通过第一注浆孔8实现浆液回流，防止浆液凝固堵塞外部注浆管5末端。
26.如图2所示，所述的高压空气管6为圆形刚性金属管，该圆形刚性金属管的底端设有一个第一单向注浆孔6-1。
27.如图3所示，所述的内部注浆管7包括金属软管7-1与刚性金属管7-2；所述金属软管7-1与刚性金属管7-2间隔连接；所述金属软管7-1具有一定伸缩量且可弯曲；所述刚性金属管7-2的管壁上下各有一第二注浆孔7-3，第二注浆孔7-3用以对由外部注浆管5注入的浆液对活动断裂带围岩1产生的裂隙进行修复。正对刚性金属管7-2首段的端部处设有一个第二单向注浆孔7-4，7-4的作用为注入高压空气时实现高压空气对内部注浆管内暂留浆液的清洗工作，7-4关闭后残留浆液通过7-3流到空隙，再通过第一注浆孔8流出到外部注浆管5外，实现浆液清理工作。
28.所述的内部注浆管7在活动断裂带围岩1处产生位移时，内部注浆管7为半刚性半柔性件，能够通过内设的可弯曲金属软管7-1随活动断裂带围岩1活动而弯曲变形，防止内部注浆管7被活动断裂带围岩1产生的错位断裂。
29.内部注浆管7的外部，以及外部注浆管5与内部注浆管7的连接部，高压空气管6与内部注浆管7的连接部外部被pvc管9包覆；pvc管9的表面上设有密集钻孔。隧道开挖支护时，pvc管9预埋于活动断裂带围岩1与隧道初期支护3之间，防止在施作初期支护3时，内部注浆管7被混凝土堵塞。
30.外部注浆管5的端部设有阀门10；在对处于活动断裂带围岩1的隧道结构进行裂隙检测时，关闭开关阀门10，向高压空气管6中注入高压气体，高压气体进入连通结构中，当高压气体气压不变，说明隧道结构中无裂隙产生；当高压气体气压下降时，说明隧道结构中有裂隙产生，此时进行注浆对裂隙进行加固工作。
31.当活动断裂带围岩1处有活动断裂带活动时，活动断裂带围岩1与隧道支护产生裂隙，打开外部注浆管5端部的阀门10，向外部注浆管5注入浆液，此时内部注浆管7的首段刚性金属管7-2的端部处的第二单向注浆孔7-4打开，高压空气管6末端的第一单向注浆孔6-1关闭，浆液靠注浆压力实现对活动断裂带围岩1及产生的裂隙进行注浆加固。
32.注浆完成后，向高压空气管6注入高压空气，此时高压空气管6末端的第一单向注浆孔6-1打开，内部注浆管7的首段刚性金属管7-2的端部处的第二单向注浆孔7-4关闭，高压空气完成对内部注浆管6和内部注浆管7与pvc管9之间的空隙内残留的注浆浆液的清洗工作，防止残留浆液凝固对内部注浆管6的阻塞，从而为下一次活动断裂带活动产生的裂隙进行注浆加固做好准备。
33.实施例
34.本实施例提供一种适用于隧道穿越活动断裂带裂隙多次修复的注浆装置，包括活动断裂带围岩1、非活动断裂带围岩2、隧道初期支护3、隧道二次衬砌4、外部注浆管5、高压空气管6、内部注浆管7、第一注浆孔8、pvc管9；高压空气管6上设有第一单向注浆孔6-1，内部注浆管7包括金属软管7-1、刚性金属管7-2、第二注浆孔7-3、第二单向注浆孔7-4。金属软管7-1为高强超柔钢丝为增强层，外胶层采用耐磨合成橡胶而成的液压管。
35.本实用新型的实施方式为，在隧道穿越活动断裂带施工过程中，将pvc管9预埋于隧道初期支护3与活动断裂带围岩1之间，pvc管9的长度大于活动断裂带围岩1的长度，pvc管9的两端分别预埋于非活动断裂带围岩2与隧道初期支护3之间。将金属软管7-1与刚性金属管7-2依次连接为内部注浆管7套于pvc管9内，内部注浆管9两端分别连接外部注浆管5末端与高压空气管6末端。外部注浆管5始端与高压空气管6始端预留管口于隧道二次衬砌4结构外以便后期浆液及高压空气注入。初期支护3施作完成后，再施作隧道二次衬砌4，当活动断裂带围岩1发生振动并产生裂隙以及应力应变，由于pvc管9为脆性结构被挤压碎裂，通过后期外部注浆管5的注浆对活动断裂带围岩1产生的裂隙进行修补。
36.本实用新型工作原理为：在进行裂隙检测时，关闭外部注浆管5端部开关的阀门10，向高压空气管6内注入高压空气，当高压气体气压不变时，说明隧道结构无裂隙产生；当高压气体气压下降时，说明隧道结构有裂隙产生，此时进行注浆加固裂隙工作。
37.当活动断裂带活动，活动断裂带围岩1与隧道初期支护3、二次衬砌4产生裂隙时，注浆设备向外部注浆管5始端注入浆液，此时内部注浆管7内的第二单向注浆孔7-4打开，高压空气管6末端的第一单向注浆孔6-1关闭，浆液靠注浆压力实现对围岩及支护裂隙的注浆加固。注浆完成后，向高压空气管6注入高压空气，此时高压空气管内第一单向注浆孔6-1打开，内部注浆管7内的第二单向注浆孔7-4关闭，高压空气依次经过内部注浆管7和内部注浆管7与pvc管9之间的空隙完成对内部注浆管7，和内部注浆管7与pvc管9之间的空隙内残留的注浆浆液的清洗工作，防止了残留浆液凝固对内部注浆管7的阻塞，从而为下一次活动断裂带活动产生的裂隙进行注浆加固做好准备。