一种多功能信息化注浆装置及其相关的注浆方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多功能信息化注浆装置及其相关的注浆方法。
【背景技术】
[0002] 地下工程建设中，水害一直是困扰工程施工的难题，特别是大流量、高水压的突 (涌）水，严重威胁了工程进度、人员安全及生态环境。水害的主要治理手段有疏干排水、疏 堵结合及注浆堵水，对地下水进行疏排时，往往破坏了地下水原有的补给和循环路径，带来 了水资源保护的问题，同时还会引起地面沉降等一系列工程地质问题。因此，注浆作为水害 治理的主要方法被广泛采用，并取得了良好的治理效果。
[0003] 中国专利CN103953365A公开了一种隧道单、双液浆交替注浆加固工艺及其装 置，注浆加固工艺包括配浆，A组分配制为水泥浆液，B组分采用水玻璃溶液，A、B组分通过 管路连接注浆泵再进入混合器中混合后形成水泥-水玻璃双液浆；注浆时，关闭水玻璃溶 液阀门，打开水泥浆阀门，先注入单液水泥浆，再打开水玻璃溶液阀门进行混合注入，单、双 液浆注入间隔时间控制在1-3分钟之内。综合分析一种隧道单、双液浆交替注浆加固工艺 及其装置，其存在以下不足之处：
[0004] 1.该装置仅能进行单液注浆和双液注浆，不能进行压注骨料、单液-骨料混合注 浆及双液-骨料混合注浆，因此其适用性较窄。
[0005] 2.未设置注浆参数监测设备，无法对注浆过程进行科学控制，一定程度上影响了 注浆治理的效果。
[0006] 3.当遭遇大裂隙突涌水时，仅凭双液注浆很难封堵裂隙，浆液会大量冲散流失，造 成了材料和资金的浪费。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种注浆工艺多样化、工艺间 切换简便及可实时监测注浆参数的多功能信息化注浆装置，研宄地下工程施工时遭遇不同 类型突涌水的相关注浆工艺，有利于注浆工程的安全、高效施工及生态环境的保护。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0009] 一种多功能信息化注浆装置，包括至少两条注浆管和一条与各注浆管并联的进料 管，各注浆管通过多通管相连通后与一个静态混合器相连，所述的静态混合器的输出端与 一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连接法兰球阀 后与止水套管相连，通过控制各个注浆管和进料管的通断及进料管的进料材料，实现单液 注浆、双液注浆、压注骨料、单液-骨料混合注浆或双液-骨料混合注浆。
[0010] 所述的注浆管为两条，且两条注浆管均与同一个四通管的两个接口相连，所述四 通管的另两个接口，一个接口连接泄压管，另一个接口连接焊钢管I的一端，钢管I另一端 与静态混合器相连，静态混合器再与钢管II的一端连接，钢管II另一端与料桶相连，所述 的钢管I和钢管II上均焊接有球形截止阀，且所述的钢管II上同时设置压力表和超声波 流量表。
[0011] 所述的注浆管、泄压管与四通管相连的管路上均设有球形截止阀。
[0012] 所述的进料管与料桶的连接管路上也设有球形截止阀。
[0013] 所述的料桶焊接法兰盘后与法兰球阀连接，最后法兰球阀连接止水套管。
[0014] 所述SK型静态混合器通过法兰盘相连接。
[0015] 所述的料桶一端焊接球形截止阀，一端焊接法兰盘，同时设置进料管和进料球阀； 料桶为外径①l〇8mm、壁厚5mm的无缝钢管。
[0016] 所述进料管为外径?50mm、壁厚2. 5mm的无缝钢管；骨料通过进料管和进料球阀 添加到料桶内。
[0017] 所述的多功能信息化注浆装置的单液注浆方法，如下：
[0018] 当进行充填注浆时，采用两台单液注浆泵，注浆泵和四通管之间由注浆管和球形 截止阀连接，且料桶中不添加骨料；
[0019] 当进行渗透注浆时，将其中一条注浆管拆撤，其相应的球形截止阀作为备用泄压 阀，此时料桶中不添加骨料，且注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆 法评价标准判断注浆效果；
[0020] 多功能信息化注浆装置的双液注浆方法，如下：
[0021] 当涌水量大于15L/min?IOm而小于125L/min?IOm时单液浆易被冲散，或需要控 制浆液扩散范围而采用双液注浆工艺时，采用一台双液注浆泵或两台单液注浆泵，两条运 移不同浆液的注浆管通过球形截止阀连接到四通管上，且料桶中不添加骨料，注浆过程中 时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。
[0022] 所述的多功能信息化注浆装置的压注骨料方法，如下：
[0023] 当裂隙开度大于5mm而小于20mm时，为了提高骨料的扩散距离，采用注浆泵压 水的方式将骨料注入裂隙中，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料， 两条注浆管分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压 阀，注入过程中时刻记录注浆压力和单位注水量。
[0024] 所述的多功能信息化注浆装置的单液-骨料混合注浆方法，如下：
[0025] 当裂隙开度大于20mm时，单纯的骨料难以封堵裂隙，采用单液和骨料相互组合的 注浆工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管分别连 接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，注浆过程中时 刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。
[0026] 所述的多功能信息化注浆装置的双液-骨料混合注浆方法，如下：
[0027] 当涌水量大于125L/min^lOm或压力水头H大于100m，需要及时封堵过水通道时， 采用双液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或 粗骨料，注浆泵选用一台双液泵或两台单液泵，两条运移不同浆液的注浆管通过球形截止 阀连接到四通管上，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标 准判断注浆效果。
[0028] GIN注浆法评价标准
[0029]
【主权项】
1. 一种多功能信息化注浆装置，其特征在于：包括至少两条注浆管和一条与各注浆管 并联的进料管，各注浆管通过多通管相连通后与一个静态混合器相连，所述的静态混合器 的输出端与一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连 接法兰球阀后与止水套管相连，通过控制各个注浆管和进料管的通断及进料管的进料材 料，实现注浆装置的单液注浆、双液注浆、压注骨料、单液-骨料混合注浆或双液-骨料混合 注浆。
2. 如权利要求1所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的注浆管为两条，且 两条注浆管均与同一个四通管的两个接口相连，所述四通管的另两个接口，一个接口连接 泄压管，另一个接口连接焊钢管I的一端，钢管I另一端与静态混合器相连，静态混合器再 与钢管II的一端连接，钢管II另一端与料桶相连，所述的钢管I和钢管II上均焊接有球 形截止阀，且所述的钢管II上同时设置压力表和超声波流量表。
3. 如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的注浆管、泄压管与 四通管相连的管路上均设有球形截止阀。
4. 如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的进料管与料桶的 连接管路上还设有球形截止阀。
5. 如权利要求2所述的多功能信息化注浆装置，其特征在于：所述的料桶焊接法兰盘 后与法兰球阀连接，法兰球阀连接止水套管。
6. 权利要求2所述的多功能信息化注浆装置的单液注浆方法，其特征在于，如下： 当进行充填注浆时，采用两台单液注浆泵，注浆泵和四通管之间由注浆管和球形截止 阀连接，且料桶中不添加骨料； 当进行渗透注浆时，将其中一条注浆管拆撤，其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，此 时料桶中不添加骨料，且注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评 价标准判断注浆效果。
7. 权利要求2所述的多功能信息化注浆装置的双液注浆方法，其特征在于，如下： 当涌水量大于15L/min ? 10m而小于125L/min ? 10m时单液衆易被冲散，或需要控制衆 液扩散范围而采用双液注浆工艺时，采用一台双液注浆泵或两台单液注浆泵，两条运移不 同浆液的注浆管通过球形截止阀连接到四通管上，且料桶中不添加骨料，注浆过程中时刻 记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。
8. 权利要求2所述的多功能信息化注浆装置的压注骨料方法，其特征在于，如下： 当裂隙开度大于5mm而小于20mm时，为了提高骨料的扩散距离，采用注浆泵压水的方 式将骨料注入裂隙中，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，两条注 浆管分别连接一台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，注 入过程中时刻记录注浆压力和单位注水量。
9. 权利要求2所述的多功能信息化注浆装置的单液-骨料混合注浆方法，其特征在于， 如下： 当裂隙开度大于20mm时，单纯的骨料难以封堵裂隙，采用单液和骨料相互组合的注浆 工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨料，两条注浆管分别连接一 台注浆泵，或拆撤一条注浆管而其相应的球形截止阀作为备用泄压阀，注浆过程中时刻记 录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判断注浆效果。
10.权利要求2所述的多功能信息化注浆装置的双液-骨料混合注浆方法，其特征在 于，如下： 当涌水量大于125L/min ? 10m或压力水头H大于100m，需要及时封堵过水通道时，采用 双液和骨料相互组合的注浆工艺，此时通过进料管和进料球阀向料桶中添加细骨料或粗骨 料，注浆泵选用一台双液泵或两台单液泵，两条运移不同浆液的注浆管通过球形截止阀连 接到四通管上，注浆过程中时刻记录注浆压力和单位注浆量，结合GIN注浆法评价标准判 断注浆效果。
【专利摘要】本发明公开了一种多功能信息化注浆装置及其相关的注浆方法，多功能信息化注浆装置包括至少两条注浆管和一条与注浆管并联的进料管，各注浆管通过多通管相连通后，与一个静态混合器相连，所述的静态混合器的输出端与一个料桶相连通，所述的料桶与所述的进料管相连通，所述的料桶的输出端连接法兰球阀后与止水套管相连，通过控制各注浆管和进料管的通断及进料管的进料材料，实现单液注浆、双液注浆、压注骨料、单液-骨料混合注浆或双液-骨料混合注浆。
【IPC分类】E21D11-10, E21D11-38
【公开号】CN104653199
【申请号】CN201510016948
【发明人】刘人太, 李术才, 张庆松, 张乐文, 冯啸
【申请人】山东大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月13日