岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管（1）、回浆管（2）、花管（3）、压力表（4）、溢流阀（14）和封孔装置，所述花管（3）从上至下依次设有进浆管（1）、回浆管（2）和阀门（7），所述进浆管（1）上设有压力表（4）和进浆阀门（5）、回浆管（2）上设有回浆阀门（6），浆液可以自进浆管（1）流向回浆管（2）和花管（3）两个方向。孔装置采用分层捣实织物（8）、垫土（9的方法，不仅简单，而且效果好，织物（8）和垫土（9）包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量；花管（3）底部设有旋转叶片（11），花管（3）通过转动来带动旋转叶片（11）转动，从而使旋转叶片（11）带动钻孔（13）内的浆液流动，旋转叶片（11）的目的是使浆液保持流动，以便在注浆压力的作用下更好的渗入土体，这将有利于改善注浆效果，设置旋转叶片（11）的另一个目的则是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管，提高花管（3）的重复利用率；设置溢流阀（14）的目的是保持注浆压力稳定，防止压力表（4）超负荷运转，保证管路安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及岩土领域中的地基加固技术，尤其涉及岩溶地区溶洞上覆土层处理装置。
技术介绍
以往岩溶地基处理技术致力于加固溶洞，主要包括爆破回填、填充、强夯、注浆等措施，但是都只适用于溶洞埋藏较浅的情况。遇到埋藏较深的溶洞，若采用钻孔爆破的方式，虽然可以炸开溶洞顶板，但上覆土层又随之塌陷很容易将爆破口掩埋。即使成功爆破，但由于埋藏较深，若采用人工或者机械的方式进行回填，也存在较大的风险。若采用强夯的方式，由于有效夯实深度有限，对于这种深溶洞也无能为力。若采用注浆的方式填充溶洞，由于这些溶洞往往相互联通，注浆下去又随着地下水四处流失，耗费过多材料，效果也颇不一致，注入成百上千吨水泥浆仍达不到要求的也不少见。而最新研究表明，深埋溶洞发生的塌陷，大都与人工抽水引发的土层塌陷有关。深埋意味着富含承压地下水，在地下水的浸泡下，基岩面（溶洞顶板）附近土层将呈可塑甚至软塑状态，一经扰动即可引发变形。由于人工抽水地下水位快速下降，并在溶洞中流失，溶洞上覆土层随之冲蚀塌陷。因此，处理深埋溶洞的最佳方式，既不是爆破回填，也不是强夯注浆。重要的是限制抽水减少地下水位波动，以及加固溶洞上覆土层防止被水冲蚀。考虑到实际情况，限制抽水并不容易实现，基于以上考虑，非常有必要提出一种新的岩溶地基处理技术，致力于加固溶洞上覆土层，进而提高稳定性，减少塌陷。
技术实现思路
针对于现有岩溶地区地基处理技术难以处理深埋溶洞的问题，本技术提供了一种岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管1、回浆管2、花管3、压力表4、溢流阀14和封孔装置，所述花管3从上至下依次设有进浆管1、回浆管2和阀门7，所述进浆管1上设有压力表4和进浆阀门5、回浆管2上设有回浆阀门6，浆液可以自进浆管1流向回浆管2和花管3两个方向。所述溢流阀14包括压力阀15、弹簧16和螺杆17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。压力阀15在弹簧16的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀14下端出流孔18出流向花管3。当溢流阀14中浆液的压力超过弹簧16的压力时，压力阀15被顶开，浆液沿溢流阀14右端回流孔20回流向回浆管2卸压。弹簧14的压力大小可以通过调节螺杆17控制。进一步地，压力表4的精度为0.01MPa，最大量程为2MPa。进一步地，封孔装置由织物8、垫土9分层捣实而成，所述织物8和垫土9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。进一步地，花管3上部外露长度0.5～1.5m，以便连接进浆管1、回浆管2、压力表4、阀门7、溢流阀14等部件。进一步地，花管3底部设有旋转叶片11，花管3通过转动来带动旋转叶片11转动，从而使旋转叶片11带动钻孔13内的浆液流动。进一步地，花管3底部每层对称布置2个花孔10，每层花孔10之间布置4片旋转叶片11。进一步地，旋转叶片11与水平方向呈30°夹角。本专利技术的优点在于：传统的液压、气压止浆塞只能用于完整岩层中，用于松散土层中止浆效果不甚理想，封孔装置采用分层捣实织物8、垫土9的方法，不仅简单，而且效果好，织物8和垫土9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。设置旋转叶片11的目的是使浆液保持流动，以便在注浆压力的作用下更好的渗入土体，这将有利于改善注浆效果，设置旋转叶片11的另一个目的则是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管，提高花管3的重复利用率。设置溢流阀14的目的是保持注浆压力稳定，防止压力表4超负荷运转，保证管路安全。附图说明图1为本技术岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置安装示意图。图2为本技术花管3的结构示意图。图3为本技术溢流阀14的局部效果图。附图标记：1、进浆管；2、回浆管；3、花管；4、压力表；5、进浆阀门；6、回浆阀门；7、花管阀门；8、织物；9、垫土；10、花孔；11、旋转叶片；12、路基；13、钻孔；14、溢流阀；15、压力阀；16、弹簧；17、螺杆；18、出流孔；19、入流孔；20、回流孔。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术结构的实施方式：如图1-3所述，岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，包括进浆管1、回浆管2、花管3、压力表4、溢流阀14和封孔装置，所述花管3从上至下依次设有进浆管1、回浆管2和阀门7，所述进浆管1上设有压力表4和进浆阀门5、回浆管2上设有回浆阀门6，浆液可以自进浆管1流向回浆管2和花管3两个方向。所述溢流阀14包括压力阀15、弹簧16和螺杆17，并具有入流孔19、出流孔18和回流孔20。压力阀15在弹簧16的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀14下端出流孔18出流向花管3。当溢流阀14中浆液的压力超过弹簧16的压力时，压力阀15被顶开，浆液沿溢流阀14右端回流孔20回流向回浆管2卸压。弹簧14的压力大小可以通过调节螺杆17控制。进一步地，压力表4的精度为0.01MPa，最大量程为2MPa。进一步地，封孔装置由织物8、垫土9分层捣实而成，所述织物8和垫土9包含孔隙，可以成为排气通道，止浆而不止气，从而较好地排出水泥浆中的气泡，进一步提高注浆质量。进一步地，花管3上部外露长度0.5～1.5m，以便连接进浆管1、回浆管2、压力表4、阀门7、溢流阀14等部件。进一步地，花管3底部设有旋转叶片11，花管3通过转动来带动旋转叶片11转动，从而使旋转叶片11带动钻孔13内的浆液流动。进一步地，花管3底部每层对称布置2个花孔10，每层花孔10之间布置4片旋转叶片11。进一步地，旋转叶片11与水平方向呈30°夹角。注浆过程包括以下步骤：S1）安装注浆管钻孔完毕，检查钻孔13深度，在确认没有塌孔的情况下再安放花管3，否则，应采用钻机清孔到位。有的钻孔13成孔之后来不及注浆，常常放置一天甚至几天，期间如果再遇到降雨，塌孔的可能性就非常大了。因此，安放花管3之前都应该检查钻孔13深度，以免注浆不到位。花管3底部开有花孔13，花孔13外侧应事先缠绕好胶带11，以免在安放的过程中被钻渣阻塞。而在注入浆液的过程中，胶带11将在浆液的作用下脱落，使花孔10贯通，并不会影响注浆。S2）注浆进浆管1、回浆管2、花管3全部安装完毕后，关闭回浆阀门6，并依次打开花管阀门7、进浆阀门5，即可开始注浆。进浆管1上安装压力表4，以便控制终注条件。注浆过程中应时刻注意注浆压力，若超过0.35MPa，应及时打开回浆阀门6卸载至0.25MPa以内，以免压力过大导致路基拱起开裂。注浆开始5分钟后，打开电机使花管3旋转，从而带动旋转叶片11转动，增强浆液流动性，改善注浆效果。设置旋转叶片11的另一个目的是防止浆液凝固，便于终注完成后拔管。S3）终注一般情况下，可采用如下终注条件：连续3次注浆压力超过0.35MPa再打开回浆阀门6卸载至0.25MPa后，回浆量已经很大，进浆量也相应的减少，可视为满足终注条件。作为进一步优选，若进浆管1上还安装流量计，可采用如下终注条件：a、终注压力达到0.25～0.35MPa，吸浆量不大于40L/min，维持30min；b、单孔注浆量达到3m3，且进浆量明显减少时。由于设置了旋转叶片11并保持其旋转，使得终本文档来自技高网...

【技术保护点】
岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于：包括进浆管（1）、回浆管（2）、花管（3）、压力表（4）、溢流阀（14）和封孔装置，所述花管（3）从上至下依次设有进浆管（1）、回浆管（2）和阀门（7），所述进浆管（1）上设有压力表（4）和进浆阀门（5）、回浆管（2）上设有回浆阀门（6），浆液可以自进浆管（1）流向回浆管（2）和花管（3）两个方向；所述溢流阀（14）包括压力阀（15）、弹簧（16）和螺杆（17），并设有入流孔（19）、出流孔（18）和回流孔（20）；压力阀（15）在弹簧（16）的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀（14）下端出流孔（18）出流向花管（3）；当溢流阀（14）中浆液的压力超过弹簧（16）的压力时，压力阀（15）被顶开，浆液沿溢流阀（14）右端回流孔（20）回流向回浆管（2）卸压；弹簧（16）的压力大小可以通过调节螺杆（17）控制。

【技术特征摘要】
1.岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于：包括进浆管（1）、回浆管（2）、花管（3）、压力表（4）、溢流阀（14）和封孔装置，所述花管（3）从上至下依次设有进浆管（1）、回浆管（2）和阀门（7），所述进浆管（1）上设有压力表（4）和进浆阀门（5）、回浆管（2）上设有回浆阀门（6），浆液可以自进浆管（1）流向回浆管（2）和花管（3）两个方向；所述溢流阀（14）包括压力阀（15）、弹簧（16）和螺杆（17），并设有入流孔（19）、出流孔（18）和回流孔（20）；压力阀（15）在弹簧（16）的压力作用下保持关闭状态，浆液沿溢流阀（14）下端出流孔（18）出流向花管（3）；当溢流阀（14）中浆液的压力超过弹簧（16）的压力时，压力阀（15）被顶开，浆液沿溢流阀（14）右端回流孔（20）回流向回浆管（2）卸压；弹簧（16）的压力大小可以通过调节螺杆（17）控制。2.根据权利要求1所述的岩溶地区溶洞上覆土层注浆加固装置，其特征在于：所述压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱耀庭，曾勇，陈忠达，张小明，吴福泉，刘超群，刘中启，王捷，朱永波，张震，
申请(专利权)人：江西省交通科学研究院，长安大学，江西省交通设计研究院有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江西;36