一种集束管旋转注浆装置及其注浆方法与流程

本发明涉及地下工程病害治理领域，特别是涉及一种集束管旋转注浆装置及其注浆方法。

背景技术：

1、注浆技术由于其操作简便、便于施工、加固效果好，被广泛应用于地下工程地层加固、背后空洞及不密实填充、渗漏水治理等。现有注浆装置主要有球形扩散的单点注浆装置和柱状扩散的多点注浆装置，其中单点注浆装置(图1a)浆液只能在出浆口附近进行扩散，有效注浆加固半径小，适用于小范围的定点病害注浆。柱状扩散的多点注浆(图1b)可以通过自上而下均匀设置的出浆口出浆，虽然出浆范围大，但是只能注射一种浆液，且同样需要逐孔出浆，注浆效率低。随着地下工程建设的规模化、复杂化，注浆加固要求越来越高，往往需要针对不同深度土体特性，采用适配的浆液进行注浆加固，为实现上述需求，现有注浆装置需要在结构内部或周边打设较多不同深度和宽度的注浆孔，然后逐孔注浆，对结构损伤大，且注浆效果差，因此需要研发一种集成式单孔注浆装置，实现在一个孔内进行不同深度和不同种类浆液的注浆来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种集束管旋转注浆装置及其注浆方法，以解决上述现有技术存在的问题，以实现集成式单孔注浆，即，在一个孔内进行不同深度和不同种类浆液的注浆，避免对地下工程中地层结构损伤大。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种集束管旋转注浆装置，包括注浆头，所述注浆头包括套筒及同轴转动连接在所述套筒内的转动接头，所述套筒的外周壁上开设有若干沿其轴向间隔排布的进浆口，所述转动接头的外周壁上开设有若干沿其周向环绕设置且与其同轴的环形槽口，各所述环形槽口沿所述转动接头轴向间隔分布，并分别与各所述进浆口对应连通，所述转动接头的一端开设有若干分别与各所述环形槽口相对应的连接口，所述转动接头的内部开设有若干分别连通各对所述环形槽口和所述连接口的进浆管道，所述转动接头开设有所述连接口的端部连接有随其同步转动的集束管管体，所述集束管管体上开设有若干沿其轴向间隔排布的出浆口，各所述出浆口分别与各所述连接口相对应，每对所述出浆口和所述连接口之间均连通有注浆管。

3、优选的，各所述进浆口沿所述套筒的外周方向等间隔分布。

4、优选的，所述转动接头包括同轴可拆卸对接的转动部及集束管接头，所述转动部转动连接在所述套筒内，且所述环形槽口开设在所述转动部的外周壁上，所述集束管接头伸出所述套筒并连接所述集束管管体，所述连接口开设在所述集束管接头远离所述转动部的一端，所述进浆管道包括相对接且分别开设在所述转动部和所述集束管接头上的进液段和出液段，所述进液段与所述环形槽口相连通，所述出液段与所述连接口相连通。

5、优选的，各所述进液段和各所述出液段均绕所述转动部的轴线沿周向等间隔分布，各所述进液段和各所述出液段一一正对设置。

6、优选的，所述转动部与所述集束管接头相连接的一端伸出所述套筒，并套接有环形法兰，所述集束管接头上设有与所述环形法兰可拆卸连接的环形连接部，各所述出液段的入口均位于所述环形连接部的内周侧。

7、优选的，所述环形法兰和所述环形连接部之间设有环形密封圈，所述环形密封圈环绕在所述出液段入口和所述进液段出口的外周侧，且所述环形法兰和所述环形连接部之间沿周向设有若干预紧螺栓。

8、优选的，所述集束管管体呈分段式结构，各段所述集束管管体沿同一轴线方向上依次可拆卸对接，且每段所述集束管管体上分别开设有与各所述注浆管相连通的所述出浆口。

9、优选的，所述注浆管的入口端分别螺纹连接在各所述连接口处。

10、优选的，所述注浆管呈分段式结构，首级所述注浆管螺纹连接在所述连接口处，其余各级所述注浆管沿出浆方向上依次可拆卸对接。

11、还提供一种注浆方法，包括如下步骤：

12、s1.钻设注浆孔；

13、s2.布设集束管旋转注浆装置；

14、s3.连接注浆机与进浆口，同步采用所述注浆机的若干管路进行注浆，不同管路根据需要注射相同或不同类型注浆液；

15、s4.按照由深到浅的原则，首先进行深层土体注浆，最大注浆压力不大于设计要求，且稳压达到规定时间后，使用管钳旋转集束管接头90度，若压力下降则持续注浆至规定压力，且稳压达到规定时间后，再使用管钳旋转集束管接头90度，继续根据压力变化选择注浆与否，随后第三次使用管钳旋转集束管接头90度，在稳压达到规定时间后，则该孔注浆完毕，若压力不下降则可立刻结束该管路注浆，然后进行下一管路注浆。

16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

17、第一，首先，集束管管体上开设有若干沿其轴向间隔排布的出浆口，各出浆口分别与各连接口相对应，每对出浆口和连接口之间均连通有注浆管，也就是说在集束管管体内设置多组注浆管，且各注浆管均独立设置，以能够针对不同的土体特征，采用适配的浆液，由相应的注浆管送入到地层结构中进行注浆加固，而且由于各个注浆管的出浆口沿轴向间隔分布，使得出浆口能够达到不同深度的土体中，以针对不同深度的土体进行注浆，避免了现有注浆装置中，需要在结构内部或周边打设较多不同深度和宽度的进浆口，然后逐孔注浆，对结构损伤大，且注浆效果差的缺陷，实现了在同一个注浆孔内进行不同深度、不同种类浆液的注浆，保证了整个注浆工作的有效性，再者，由于集束管管体固定在转动接头上，并随其同步转动，那么在转动接头的外周壁上开设若干环形槽口，且环形槽口与转动接头同轴设置，转动接头在套筒内转动时，使得套筒上的各进浆口能够随着转动接头的转动，仍然能够分别与各环形槽口相连通，以保持实时连通的工作状态，使得注浆能够由进浆口通入环形槽口中，再由进浆管道连通各环形槽口和连接口，使得在注浆过程中，能够通过转动接头带整个集束管管体及各注浆管同步转动，保证土体结构中充分有效的达到规定的压力，提高了对地下工程病害治理的效果。

18、第二，各进浆口沿套筒的外周方向等间隔分布，那么在通过注浆机上的供浆管路与各进浆口相连通时，能够将各供浆管路沿套筒的外周方向等间隔设置，避免各供浆管路聚集在一起，导致安装不方便。

19、第三，转动接头包括同轴可拆卸对接的转动部及集束管接头，转动部转动连接在套筒内，且环形槽口开设在转动部的外周壁上，集束管接头伸出套筒并连接集束管管体，连接口开设在集束管接头远离转动部的一端，进浆管道包括相对接且分别开设在转动部和集束管接头上的进液段和出液段，进液段与环形槽口相连通，出液段与连接口相连通，那么在注浆的过程中，通过套筒、转动部及集束管接头的依次连接，以完成进浆口、环形槽口、进浆管道、连接口和注浆管的连通，实现将浆液注入土体结构中，完成对土体结构的加固等，在注浆完毕后，将转动部与集束管接头分离，集束管接头保持与集束管和集束管管体的连接定位，转动部还能够进行下一次的利用，节约了成本。

20、第四，各进液段和各出液段均绕转动部的轴线沿周向等间隔分布，各进液段和各出液段一一正对设置，进而在转动部和集束管接头对接后，各进液段和各出液段同步完成对接连通，保证了进浆的有效性。

21、第五，转动部和套筒之间通过转动轴承连接，现场施工旋转转动接头时，套筒及与套筒连接的供浆管路可保持固定，避免随转动部的旋转而旋转，保证了现场注浆施工便宜性和可操作性。