一種注漿材料壓濾試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注漿材料壓濾試驗(yàn)裝置，具體涉及一種研究水泥單液漿在注漿壓力作用下被動析水的壓濾試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著我國隧道、礦山等地下工程的快速發(fā)展，建設(shè)過程中突水涌泥現(xiàn)象時有發(fā)生，據(jù)統(tǒng)計，突水涌泥災(zāi)害的發(fā)生頻率在地下工程事故中排在第二位，造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡排名第一位。
[0003]在地下工程建設(shè)施工以及工程災(zāi)害事故處理中，注漿是很重要的一種技術(shù)手段，目前對注漿材料水泥單液漿在自重作用下的析水現(xiàn)象有所研究，得出了水泥漿液自重作用下的析水特性的共性，但是在注漿過程中往往伴隨著較高的注漿壓力，而對水泥單液漿在較高注漿壓力作用下的析水現(xiàn)象鮮有研究，其重力作用下的析水共性在不同注漿壓力下無法對注漿施工提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)。實(shí)際的注漿施工中，注漿壓力經(jīng)常會達(dá)到5?6MPa。在較高注漿壓力的作用下，漿液的析水速率、最終析水率都可能會與自重作用下析水不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明提供一種注漿材料壓濾試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種注漿材料壓濾試驗(yàn)裝置，包括注漿模塊和試驗(yàn)?zāi)K；所述注漿模塊通過注漿管路為所述試驗(yàn)?zāi)K提供漿液；所述試驗(yàn)?zāi)K包括試驗(yàn)筒，所述試驗(yàn)筒的底端設(shè)有試驗(yàn)筒底座，所述試驗(yàn)筒的頂端設(shè)有連接有壓力表的密封蓋，所述試驗(yàn)筒的側(cè)壁上設(shè)有用于連接所述注漿管路的注漿管；所述注漿管以下的所述試驗(yàn)筒內(nèi)，布有充填介質(zhì)；所述充填介質(zhì)的上端和下端，設(shè)有濾水石；通過所述注漿模塊將漿液壓入所述試驗(yàn)?zāi)K，所述漿液在所述試驗(yàn)?zāi)K中的充填介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生滲濾完成試驗(yàn)。
[0006]本發(fā)明可以提供漿液析水所需的介質(zhì)條件，即:試驗(yàn)裝置內(nèi)部設(shè)置特定的介質(zhì)條件:通過在填充介質(zhì)的頂端和底端設(shè)置濾水石，允許水分自由通過，漿液顆粒無法通過。
[0007]所述注漿模塊包括制漿桶和注漿栗，所述制漿桶內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，所述注漿栗的輸入端通過吸漿管與所述制漿桶連接，所述注漿栗的輸出端通過所述注漿管路與所述注漿管連接；所述試驗(yàn)筒為圓柱形鋼制裝置；密封蓋，注漿管，試驗(yàn)筒底座均為鋼制。
[0008]所述攪拌機(jī)置于制漿桶內(nèi)部，試驗(yàn)過程中不斷攪拌保證水泥漿液的均勻性；試驗(yàn)裝置采用鋼板加工而成，耐壓性能好，在較高注漿壓力下不致發(fā)生破壞。
[0009]所述壓力表為抗震壓力表。
[0010]在注漿過程中會一直產(chǎn)生振動，采用抗震壓力表，可以有效的減少震動對壓力測量的影響。試驗(yàn)裝置內(nèi)部壓力可監(jiān)測，便于試驗(yàn)過程中的注漿壓力控制。
[0011 ] 所述濾水石的直徑與所述試驗(yàn)筒的內(nèi)徑相等。
[0012]濾水石直徑與試驗(yàn)筒內(nèi)徑相當(dāng)，保證介質(zhì)不會在兩者縫隙中滲出。
[0013]所述試驗(yàn)筒的底座上均勻排布若干個直徑為1-3_的滲水孔。
[0014]底部設(shè)有大量排水孔，保證漿液析出水迅速排出，防止了由于析出水排出緩慢而對漿液造成的反壓作用，保證了試驗(yàn)的理論性和科學(xué)性。
[0015]所述試驗(yàn)筒與所述試驗(yàn)筒底座密封連接。
[0016]試驗(yàn)裝置有一定密封性，試驗(yàn)過程達(dá)到一定的注漿壓力，保證不會發(fā)生不必要的滲漏，同時漿液析出水可以順利排出。
[0017]所述注漿栗為手動式注漿栗。
[0018]采用手動式注漿栗，可以有效的控制注漿壓力與注漿速率。
[0019]所述注漿管上設(shè)有閥門。
[0020]注漿管上設(shè)有閥門，可以控制試驗(yàn)筒內(nèi)漿液的進(jìn)出。
[0021]一種注漿材料壓濾試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0022]步驟1:配制漿液，連接試驗(yàn)裝置的各注漿管路，在試驗(yàn)筒內(nèi)依次置入下端濾水石、填入充填砂質(zhì)介質(zhì)、置入上端濾水石，上述試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，可同時進(jìn)行；
[0023]步驟2:從試驗(yàn)筒頂部開口向其內(nèi)加入配置好的水泥單漿液，測定試驗(yàn)前的漿液密度；
[0024]步驟3:蓋好密封蓋，并計時，利用注漿栗向所述試驗(yàn)筒內(nèi)進(jìn)行間斷的多次注漿，注漿過程攪拌機(jī)不斷攪拌水泥漿液；
[0025]步驟4:觀察并記錄壓力表讀數(shù)，當(dāng)試驗(yàn)筒內(nèi)的壓力衰減超過設(shè)定值時，試驗(yàn)結(jié)束，記錄試驗(yàn)中從開始注漿至注漿結(jié)束經(jīng)過的時間，測定試驗(yàn)后的漿液密度。
[0026]其中，步驟2中，當(dāng)所述水泥單漿液的漿液液面距試驗(yàn)筒頂部5cm左右后，蓋好并擰緊密封蓋。
[0027]步驟3中，利用手動注漿栗進(jìn)行間斷的多次注漿，使?jié){液中的自由水通過上端濾水石、砂質(zhì)介質(zhì)、下端濾水石被動析出，間斷時間不超過2min。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]可提供漿液析水所需的介質(zhì)條件，即:試驗(yàn)裝置內(nèi)部設(shè)置特定的介質(zhì)條件，允許水分自由通過，漿液顆粒無法通過。
[0030]試驗(yàn)裝置采用鋼板加工而成，耐壓性能好，在較高注漿壓力下不致發(fā)生破壞。
[0031]有一定密封性，試驗(yàn)過程達(dá)到一定的注漿壓力，保證不會發(fā)生不必要的滲漏，同時漿液析出水可以順利排出。
[0032]底部設(shè)有大量排水孔，保證漿液析出水迅速排出，防止了由于析出水排出緩慢而對漿液造成的反壓作用，保證了試驗(yàn)的理論性和科學(xué)性。
[0033]試驗(yàn)裝置體型小，操作簡便，可循環(huán)使用，降低了試驗(yàn)成本。
[0034]試驗(yàn)裝置易拆卸，便于試驗(yàn)后取樣及清洗，可重復(fù)利用，可滿足多次試驗(yàn)要求。
[0035]試驗(yàn)裝置內(nèi)部壓力可監(jiān)測，便于試驗(yàn)過程中的注漿壓力控制。
[0036]在試驗(yàn)筒底部密封底座之上放置一濾水石。濾水石直徑與試驗(yàn)筒內(nèi)徑相當(dāng)，厚度為8mm，保證介質(zhì)不會在兩者縫隙中滲出。
[0037]在漿液配制完成、注漿栗完成調(diào)試、注漿管路連接好和砂質(zhì)介質(zhì)充填完畢之后，通過試驗(yàn)筒頂部開口向試驗(yàn)筒內(nèi)加入配制好的注漿所用水泥單液漿，至漿液液面距試驗(yàn)筒頂部5cm左右后，蓋好并擰緊密封蓋。提前向試驗(yàn)筒內(nèi)加入漿液可以大大減少試驗(yàn)注漿量，縮短甚至消除漿液充填試驗(yàn)筒所消耗的時間。若這部分時間不被消除，造成試驗(yàn)時間延長，則無法用試驗(yàn)時間衡量漿液析水速率。預(yù)加入漿液至距試驗(yàn)筒頂部5cm左右，剩余5cm空間中的空氣可以被壓縮并儲存能量，為漿液析水提供動力。
[0038]試驗(yàn)過程測定并記錄試驗(yàn)前水泥漿液密度和試驗(yàn)后試驗(yàn)筒內(nèi)剩余漿液密度，以對比研究不同水灰比條件下水泥漿液的最終析水率；同時記錄試驗(yàn)中從開始注漿至注漿結(jié)束經(jīng)過的時間，以計算水泥漿液在不同注漿壓力下的析水速率。
【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)正視圖；
[0040]圖2是本發(fā)明底座結(jié)構(gòu)不意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明使用過程示意圖；
[0042]圖4是本發(fā)明各模塊組成示意圖；
[0043]其中I是試驗(yàn)