專利名稱：一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于隧道及地下工程軟弱圍巖的加固和改良技術(shù)，主要提出一種快速均勻 加固軟弱地層的模袋注漿方法和裝置。
背景技術(shù)：
在軟弱地層尤其是土層進行隧道及地下工程施工，常因開挖施工造成地層損失， 發(fā)生圍巖大變形或坍塌，嚴(yán)重危及施工人員和設(shè)備安全，且因地層損失引起地表沉降過大， 致使周邊環(huán)境造成破壞，給居民正常的生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響。為確保施工安全，盡量減小 施工對環(huán)境的影響，目前國內(nèi)外常采用注漿加固法包括旋噴注漿、管棚注漿、小導(dǎo)管注漿等 方式對地層進行預(yù)加固。傳統(tǒng)的注漿加固中，漿液在地層中的擴散具有隨機性、分散性，難 以實現(xiàn)控域注漿，漿液的損耗量較大，因此無法實現(xiàn)對地層的均勻加固，此外，由于注漿加 固施工周期長，經(jīng)濟性差，嚴(yán)重影響和制約著施工工期，不利于周邊環(huán)境的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即是提出一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法和裝置，使其 可實現(xiàn)軟弱地層的快速、均勻加固，提高圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)，增大其穩(wěn)定性，同時可實現(xiàn) 控域注漿，避免漿液的損耗。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案完成其發(fā)明任務(wù)一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿裝置，具有一次注漿單元和二次注漿單 元；所述的二次注漿單元具有多節(jié)注漿管；所述二次注漿單元注漿管的管壁上具有若干小 孔作為一次出漿孔，所述出漿孔呈臺階狀，且小孔面積的3/4采用粘貼薄圓鐵片的方式覆 蓋，使其具有單向閥功能；在二次注漿單元的注漿管上套置模袋，使所述模袋的兩端與注漿 管粘貼嚴(yán)密并套置高強橡膠圈，將模袋兩端箍緊在注漿管上；將由二次注漿單元注漿管和 模袋所形成的多個基礎(chǔ)單元之間連接，構(gòu)成二次注漿單元；相鄰兩個模袋之間的二次注漿 單元注漿管上具有二次出漿孔；所述二次注漿單元的前端為封閉的錐形結(jié)構(gòu)，在孔口位置 的二次注漿單元注漿管上套置由墊板和螺母組成的預(yù)緊單元，所述二次注漿單元注漿管的 另一端通過兩個球閥與二次注漿管路連接；所述的一次注漿單元具有雙囊注漿栓塞、一次 注漿單元輸漿鋼管和手壓泵構(gòu)成的注漿裝置；所述一次注漿單元輸漿鋼管由多節(jié)構(gòu)成，在 一次注漿單元前端為出漿管，所述出漿管的中部管壁上具有沿圓周的多個條形出漿孔，所 述雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊分別位于出漿管的兩端；一次注漿單元輸漿鋼管的前端出漿 口位于出漿管內(nèi)，后端與一次注漿管路連接；所述的手壓泵連接輸水管并使輸水管的前端 與雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊連通。一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法，其具體注漿工藝步驟為1)測量并記錄二次注漿單元注漿管上各個一次出漿孔長度范圍的中點位置距二 次注漿單元注漿管管口的距離；利用炮棍將若干支浸水后的快硬水泥卷逐支送入鉆孔底并 搗固一定時間，將二次注漿單元注漿管置于鉆孔中，使二次注漿單元注漿管前端通過鉆孔底經(jīng)搗固后的快硬水泥卷與孔壁地層錨固，鉆孔的孔口處采用混凝土填充，預(yù)緊單元的墊 板封閉孔口并擰緊預(yù)緊單元上的螺母至設(shè)計扭矩，對土體施加預(yù)緊力；2)按自孔底向孔口依次對各模袋注漿將雙囊注漿栓塞與若干根一次注漿單元 輸漿鋼管連接后伸入二次注漿單元注漿管中并測量伸入的長度，使一次注漿單元前端出漿 管的中部與二次注漿單元注漿管的一次出漿孔對應(yīng)，利用手壓泵使雙囊注漿栓塞的兩個橡 膠囊膨脹至與二次注漿單元注漿管內(nèi)壁密貼，實現(xiàn)止?jié){作用；一次注漿單元輸漿鋼管的后 端連接一次注漿裝置進行模袋注漿，漿液由一次注漿單元前端出漿管的多個條形出漿孔流 出，并由二次注漿單元注漿管的一次出漿孔流出充填模袋使模袋膨脹，擠密地層，直至填充 設(shè)計注漿量時停止注漿；通過一次注漿單元輸漿鋼管上設(shè)置的卸壓閥卸除注漿管路內(nèi)壓 力，再利用手壓泵的卸壓閥使雙囊注漿栓塞卸壓，使雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊與二次注 漿單元注漿管內(nèi)壁脫離；按上述過程依次對其余各模袋進行注漿，當(dāng)所有模袋注漿結(jié)束后， 退出雙囊注漿栓塞、一次注漿單元輸漿鋼管，完成一次注漿；3)使二次注漿單元注漿管后端連接第一球閥后再通過三通管分別與第二球閥和 二次注漿管路連接；開啟第一、第二球閥進行二次注漿，漿液由相鄰兩個模袋之間的二次注 漿單元注漿管上的二次出漿孔流出，充填模袋之間的鉆孔；當(dāng)漿液自二次注漿單元注漿管 后端的第二球閥流出時關(guān)閉該球閥，繼續(xù)注漿直至設(shè)計注漿壓力后關(guān)閉第一球閥；開啟整 體注漿管后端的第二球閥卸除注漿管路內(nèi)壓力，拆除注漿管路，即完成整個注漿過程。本發(fā)明提出一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法和裝置，注漿時后漿液進 入并充填模袋使其膨脹，擠密地層，因漿液均位于模袋內(nèi)，故可避免漿液直接進入地層，實 現(xiàn)注漿過程無漿液損耗和控域，達到快速、均勻加固軟弱地層，增大其穩(wěn)定性的要求。


圖1為本發(fā)明的安裝示意圖；圖2為出漿孔示意圖；圖3為高強橡膠圈剖面圖；圖4為圖3的俯視圖；圖5為緊固限位件剖面圖；圖6為圖5的俯視圖；圖7為墊板剖面圖；圖8為圖7的俯視圖；圖9為雙囊注漿栓塞結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、二次注漿單元注漿管，2、一次出漿孔，3、模袋，4、高強橡膠圈，5、緊固限 位件，6、接頭，7、墊板，8、螺母，9、第一球閥，10、三通管，11、第二球閥，12、快硬水泥卷，13、 混凝土，14、雙囊注漿栓塞，15、橡膠囊，16、輸水管，17、一次注漿單元輸漿鋼管，18、出漿口， 19、卸壓閥，20、連通鋼管，21、薄圓鐵片，22、二次出漿孔。
具體實施例方式結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例加以說明如圖1所示，一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿裝置，具有一次注漿單元和二次注漿單元；所述的二次注漿單元具有多節(jié)注漿管；所述二次注漿單元注漿管1的管壁 上具有若干小孔作為一次出漿孔2，所述一次出漿孔2呈臺階狀，且小孔面積的3/4粘貼 薄圓鐵片21，使其具有單向閥功能；在二次注漿單元注漿管1上套置模袋3，使所述模袋的 兩端與注漿管粘貼嚴(yán)密并套置高強橡膠圈4，通過緊固限位件5將模袋兩端箍緊在二次注 漿單元注漿管1上；將由一次注漿單元注漿管和模袋所形成的多個基礎(chǔ)單元之間通過接頭 6連接，構(gòu)成二次注漿單元；相鄰兩個模袋之間的二次注漿單元注漿管上具有二次出漿孔 22 ；所述二次注漿單元的前端為封閉的錐形結(jié)構(gòu)，在孔口位置的二次注漿單元注漿管1上 套置由墊板7和螺母8組成的預(yù)緊單元，所述二次注漿單元注漿管1的另一端通過第一球 閥9、第二球閥11與二次注漿管路連接；所述的一次注漿單元具有雙囊注漿栓塞14、一次注 漿單元輸漿鋼管17和手壓泵構(gòu)成的注漿裝置；所述一次注漿單元輸漿鋼管17由多節(jié)構(gòu)成， 在一次注漿單元前端為出漿管，所述出漿管的中部管壁上具有沿圓周的多個條形出漿孔， 所述雙囊注漿栓塞17的兩個橡膠囊15分別位于出漿管的兩端；一次注漿單元輸漿鋼管17 的前端出漿口 18位于出漿管內(nèi)，后端與一次注漿管路連接；所述的手壓泵連接輸水管16并 使輸水管的前端與雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊15連通。本發(fā)明方法的具體注漿工藝步驟為1)測量并記錄二次注漿單元注漿管1上各個一次出漿孔2長度范圍的中點位置距 二次注漿單元注漿管管口的距離；利用炮棍將若干支浸水后的快硬水泥卷12逐支送入鉆 孔底并搗固一定時間，將二次注漿單元注漿管1置于鉆孔中，使二次注漿單元注漿管1前端 通過鉆孔底經(jīng)搗固后的快硬水泥卷12與孔壁地層錨固，鉆孔的孔口處采用混凝土 13填充， 預(yù)緊單元的墊板7封閉孔口并擰緊預(yù)緊單元上的螺母8至設(shè)計扭矩，對土體施加預(yù)緊力；2)按自孔底向孔口依次對各模袋注漿將雙囊注漿栓塞14與若干根一次注漿單 元輸漿鋼管17連接后伸入二次注漿單元注漿管1中并測量伸入的長度，使一次注漿單元前 端出漿管的中部與二次注漿單元注漿管的一次出漿孔2對應(yīng)，利用手壓泵使雙囊注漿栓塞 的兩個橡膠囊15膨脹至與二次注漿單元注漿管內(nèi)壁密貼，實現(xiàn)止?jié){作用；一次注漿單元輸 漿鋼管17的后端連接一次注漿管路進行模袋注漿，漿液由一次注漿單元前端出漿管的多 個條形出漿孔流出，并由二次注漿單元注漿管的一次出漿孔2流出充填模袋3使模袋膨脹， 擠密地層，直至填充設(shè)計注漿量時停止注漿；通過一次注漿單元輸漿鋼管上設(shè)置的卸壓閥 19卸除注漿管路內(nèi)壓力，再利用手壓泵的卸壓閥使雙囊注漿栓塞卸壓，使雙囊注漿栓塞的 兩個橡膠囊15與二次注漿單元注漿管內(nèi)壁脫離；按上述過程依次對其余各模袋進行注漿， 當(dāng)所有模袋注漿結(jié)束后，退出雙囊注漿栓塞14、一次注漿單元輸漿鋼管17和手壓泵構(gòu)成的 注漿裝置完成一次注漿；3)使二次注漿單元注漿管1后端連接第一球閥9后再通過三通管10分別與第二 球閥11和二次注漿管路連接；開啟第一球閥9、第二球閥11進行二次注漿，漿液由相鄰兩 個模袋之間的二次注漿單元注漿管上的二次出漿孔22流出，充填模袋之間的鉆孔；當(dāng)漿液 自二次注漿單元注漿管后端的第二球閥11流出時關(guān)閉該球閥，繼續(xù)注漿直至設(shè)計注漿壓 力后關(guān)閉第一球閥9 ；開啟二次注漿單元注漿管后端的第二球閥11卸除注漿管路內(nèi)壓力， 拆除注漿管路，即完成整個注漿過程。
權(quán)利要求
1.一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿裝置，其特征在于具有一次注漿單元和二 次注漿單元；所述的二次注漿單元具有多節(jié)注漿管；所述二次注漿單元的注漿管(1)的管 壁上具有若干小孔作為一次出漿孔(2)，所述出漿孔呈臺階狀，且小孔面積的3/4采用粘 貼薄圓鐵片的方式覆蓋，使其具有單向閥功能；在二次注漿單元的注漿管(1)上套置模袋 (3)，使所述模袋的兩端與注漿管粘貼嚴(yán)密并套置高強橡膠圈(4)，將模袋兩端箍緊在注漿 管上；將由一次注漿單元注漿管和模袋所形成的多個基礎(chǔ)單元之間連接，構(gòu)成二次注漿單 元；相鄰兩個模袋之間的二次注漿單元注漿管(1)上具有二次出漿孔(22)；所述二次注漿 單元的前端為封閉的錐形結(jié)構(gòu)，在孔口位置的二次注漿單元注漿管(1)上套置由墊板(7) 和螺母(8)組成的預(yù)緊單元，所述二次注漿單元注漿管(1)的另一端通過第一球閥(9)、第 二球閥(11)與二次注漿管路連接；所述的一次注漿單元具有雙囊注漿栓塞(14)、一次注 漿單元輸漿鋼管(17)和手壓泵構(gòu)成的注漿裝置；所述一次注漿單元輸漿鋼管(17)由多節(jié) 構(gòu)成，在一次注漿單元前端為出漿管，所述出漿管的中部管壁上具有沿圓周的多個條形出 漿孔，所述雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊(15)分別位于出漿管的兩端；一次注漿單元輸漿鋼 管(17)的前端出漿口位于出漿管內(nèi)，后端與一次注漿管路連接；所述的手壓泵連接輸水管(16)并使輸水管的前端與雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊(15)連通。
2.一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法，其具體注漿工藝步驟為1)測量并記錄二次注漿單元注漿管(1)上各個一次出漿孔長度范圍的中點位置距二 次注漿單元注漿管管口的距離；利用炮棍將若干支浸水后的快硬水泥卷(12)逐支送入鉆 孔底并搗固一定時間，將二次注漿單元注漿管(1)置于鉆孔中，使二次注漿單元注漿管(1) 前端通過鉆孔底經(jīng)搗固后的快硬水泥卷(12)與孔壁地層錨固，鉆孔的孔口處采用混凝土 (13)填充，預(yù)緊單元的墊板(7)封閉孔口并擰緊預(yù)緊單元上的螺母(8)至設(shè)計扭矩，對土體 施加預(yù)緊力；2)按自孔底向孔口依次對各模袋注漿將雙囊注漿栓塞(14)與若干根一次注漿單元 輸漿鋼管(17)連接后伸入二次注漿單元注漿管(1)中并測量伸入的長度，使一次注漿單 元前端出漿管的中部與二次注漿單元注漿管的一次出漿孔(2)對應(yīng)，利用手壓泵使雙囊注 漿栓塞的兩個橡膠囊(15)膨脹至與二次注漿單元注漿管內(nèi)壁密貼，實現(xiàn)止?jié){作用；一次注 漿單元輸漿鋼管(17)的后端連接一次注漿管路進行模袋注漿，漿液由一次注漿單元前端 出漿管的多個條形出漿孔流出，并由二次注漿單元注漿管的一次出漿孔(2)流出充填模袋 (3)使模袋膨脹，擠密地層，直至填充設(shè)計注漿量時停止注漿；通過一次注漿單元輸漿鋼管(17)上設(shè)置的卸壓閥(19)卸除注漿管路內(nèi)壓力，再利用手壓泵的卸壓閥使雙囊注漿栓塞 卸壓，使雙囊注漿栓塞的兩個橡膠囊(15)與二次注漿單元注漿管內(nèi)壁脫離；按上述過程依 次對其余各模袋(3)進行注漿，當(dāng)所有模袋注漿結(jié)束后，退出雙囊注漿栓塞(14)、一次注漿 單元輸漿鋼管(17)和手壓泵構(gòu)成的注漿裝置，完成一次注漿；3)使二次注漿單元注漿管(1)后端連接第一球閥(9)后再通過三通管(10)分別與第 二球閥(11)和二次注漿管路連接；開啟第一球閥(9)、第二球閥(10)進行二次注漿，漿液 由相鄰兩個模袋(3)之間的二次注漿單元注漿管上的二次出漿孔(22)流出，充填模袋之間 的鉆孔；當(dāng)漿液自二次注漿單元注漿管后端的第二球閥(11)流出時關(guān)閉該球閥，繼續(xù)注漿 直至設(shè)計注漿壓力后關(guān)閉第一球閥(9)；開啟整體注漿管后端的第二球閥(11)卸除注漿管 路內(nèi)壓力，拆除注漿管路，即完成整個注漿過程。
全文摘要
本發(fā)明屬于隧道和地下工程軟弱圍巖的加固和改良技術(shù)，主要提出一種快速均勻加固軟弱地層的模袋注漿方法和裝置，具有一次注漿單元和二次注漿單元；二次注漿單元的注漿管(1)的管壁上具有若干出漿孔(2)，在二次注漿單元的注漿管(1)上套置模袋(3)并將模袋兩端箍緊在注漿管上；在孔口位置的二次注漿單元注漿管(1)上套置由墊板(7)和螺母(8)組成的預(yù)緊單元，二次注漿單元注漿管(1)的另一端通過兩個球閥與二次注漿管路連接；一次注漿單元具有雙囊注漿栓塞(14)、一次注漿單元輸漿鋼管(17)和手壓泵構(gòu)成的注漿裝置。本發(fā)明可實現(xiàn)軟弱圍巖的快速均勻加固，提高其物理力學(xué)指標(biāo)，增大其穩(wěn)定性，同時實現(xiàn)控域注漿，避免漿液損耗。
文檔編號E21D11/10GK102003189SQ201010595150
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者任彥超, 尹龍, 干昆蓉, 李治國, 楊毅, 牟松, 鄒翀, 陳飛 申請人:中鐵隧道集團有限公司