一種能穩(wěn)定暗挖砂層掌子面的漿液的注漿設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設(shè)備，主要由一個(gè)儲(chǔ)漿罐、漿液入口閥門、漿液出口閥門、進(jìn)風(fēng)口閥門、應(yīng)急閥門、一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、一個(gè)出漿管、一漿液入口和一個(gè)壓力表組成。本實(shí)用新型可解決暗挖施工時(shí)掌子面土體自穩(wěn)差，特別是砂層或者砂卵石地層等自穩(wěn)能力較差的開挖掌子面的穩(wěn)定問題。
【專利說明】一種能穩(wěn)定暗挖砂層掌子面的漿液的注漿設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及地下建筑工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種能穩(wěn)定暗挖砂層掌子面的漿液及注漿設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市軌道交通線網(wǎng)的不斷加密，受周邊鄰近建(構(gòu))筑物、密集的地下管線以及繁忙的地面交通影響等，車站往往無法采用明挖法施工。因此，暗挖法施作地鐵車站運(yùn)用已越來越普遍，如何在保證安全的前提下加快暗挖車站的施工進(jìn)度及效率是當(dāng)前地鐵工程
重一個(gè)重要課題。
[0003]暗挖土方開挖施工是地鐵工程中關(guān)鍵的工序，如何快速高效地進(jìn)行土方開挖施工是地鐵施工控制重點(diǎn)。根據(jù)暗挖施工工藝，初支土方開挖施工工藝基本分為一般土方開挖、格柵架立及噴射混凝土等步驟。同時(shí)，由于施工工藝的限制土方開挖完成后需至少有幾小時(shí)進(jìn)行格柵架立、超前支護(hù)等必須步驟。所以，在開挖完后掌子面的自穩(wěn)能力直接威脅到操作人員的安全，并且，如果由于自穩(wěn)能力差也將帶來前方土體坍塌風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)影響到周邊管線及地面環(huán)境安全。在以往的施工過程中由于掌子面暴露時(shí)間過久而又未采取措施產(chǎn)生的坍塌事故累見不鮮，造成的社會(huì)影響也很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能穩(wěn)定暗挖砂層掌子面的漿液、漿液制備方法、注漿設(shè)備及其施工方法?？山鉀Q暗挖施工時(shí)掌子面土體自穩(wěn)差，特別是砂層或者砂卵石地層等自穩(wěn)能力較差的開挖掌子面的穩(wěn)定問題，這對(duì)于有效控制暗挖土方開挖施工風(fēng)險(xiǎn)，保證周邊環(huán)境安全，提高施工工效、加快施工進(jìn)度具有重大意義。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液，主要由水聚丙烯酰胺化學(xué)劑與水泥漿混合制成，其中水泥漿的水灰質(zhì)量比為1.6:1?2:1 ;水泥漿與聚丙烯酰胺化學(xué)劑體積比為
1.5:1 ?2:1。
[0007]—種穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液的制備方法，包括以下步驟:
[0008]將稀釋好的水聚丙烯酰胺化學(xué)劑緩緩加入到水泥漿液中，混合漿液的使用方法是先按質(zhì)量比配置出水泥漿，再用水泥漿同聚丙烯酰胺化學(xué)劑按體積比配置注漿料劑。
[0009]一種穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設(shè)備，主要由一個(gè)儲(chǔ)漿罐、四個(gè)閥門(漿液入口閥門、漿液出口閥門、進(jìn)風(fēng)口閥門、應(yīng)急閥門)、一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、一個(gè)出漿管、一漿液入口、一個(gè)壓力表組成。
[0010]進(jìn)一步地，儲(chǔ)漿罐可以用螺旋管、無縫鋼管等材料直接焊接罐底和罐頂而成；
[0011]進(jìn)一步地，除漿液入口處用2時(shí)鋼管焊接外，其它3個(gè)閥門處鋼管均采用I時(shí)鋼管焊接而成。
[0012]一種穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液注漿設(shè)備的工藝方法，包括以下步驟:[0013]①打開閥門2、3進(jìn)行吹管，檢驗(yàn)機(jī)具氣密性，同時(shí)將超前小導(dǎo)管中的砂土排除，保證其注漿管道暢通，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)。
[0014]②關(guān)閉閥門2、3，打開閥門1，用量杯容器向罐內(nèi)加上事先算好體積的混合液(黃莊站小導(dǎo)管設(shè)計(jì)為2m，單根需要注漿量為:X 0.152 X 2 X 0.5 X 1000 = 70L)。
[0015]③關(guān)閉閥門I，將注漿導(dǎo)管連接到待注漿管塞好止?jié){塞(注:注漿管一定要連接牢固，防止注漿管脫落造成漿液濺射，止?jié){塞可以起到防止?jié){液滲漏作用)。
[0016]④打開閥門2，對(duì)主罐進(jìn)行加壓，設(shè)計(jì)注漿壓力要求0.4-0.6Mpa。此過程主要控制注漿實(shí)際壓力，我們?cè)谂＝潜蒙戏皆O(shè)計(jì)安裝了一個(gè)壓力表，避免了因壓力過大造成漿液擴(kuò)散范圍加大造成后續(xù)開挖困難和漿液的浪費(fèi)，或者壓力不足起不到加固地層的效果等情況。
[0017]⑤當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的80%時(shí)打開閥門3，進(jìn)行注漿，打開風(fēng)壓閥門實(shí)施注漿時(shí)，最好采用二次送風(fēng)(間隔2?3min)，可以將漿液壓入導(dǎo)管中排出管中氣體，并讓漿液有一定的擴(kuò)散時(shí)間。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，或地表及掌子面漏漿，即可結(jié)束本孔注漿(最主要控制注漿壓力使其不大于設(shè)計(jì)要求)。
[0018]⑥關(guān)閉閥門2，同時(shí)打開閥門4將剩余漿液放入事先準(zhǔn)備好的500L容器中，可以重復(fù)利用。
[0019]⑦將注漿嘴從小導(dǎo)管處解下，并用棉線將其口封堵好，確保管口不堵塞，以備后續(xù)二次注漿使用。
[0020]本實(shí)用新型的技術(shù)要點(diǎn)是運(yùn)用自行設(shè)計(jì)制作的注漿噴漿設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地層實(shí)際情況配置滿足實(shí)際要求的漿液。此快速穩(wěn)定掌子面注漿施工工藝原理是在注漿設(shè)備儲(chǔ)漿罐內(nèi)注入適量的漿液后，向里面送風(fēng)，打開出漿閥門后，靠風(fēng)的動(dòng)力把配置好的漿液噴灑至暗挖掌子面，從而起到快速固結(jié)掌子面地層的效果。漿液配比可以根據(jù)掌子面地層情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的的注漿設(shè)備和注漿工藝容易掌握，且機(jī)具制造成本低廉，具有容易修理和內(nèi)部清洗等優(yōu)點(diǎn)，注漿材料配置靈活，在砂層或卵石層中注漿效果明顯，杜絕了塌方，保證了暗挖工程的順利實(shí)現(xiàn)，在類似的地層中具有很好的推廣價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是一種能快速穩(wěn)定暗挖砂層掌子面注漿設(shè)備示意圖；
[0023]圖2是一種能快速穩(wěn)定暗挖砂層掌子面注漿噴漿過程流程示意圖；
[0024]附圖標(biāo)記說明:1.漿液入口 ；2.漿液入口閥門；3.進(jìn)風(fēng)口閥門；4.進(jìn)風(fēng)口閥門；5.儲(chǔ)漿罐；6.應(yīng)急閥門；7.漿液出口閥門；8.漿液出口 ；9.壓力表；10.止?jié){塞；11.噴漿嘴。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的工藝做進(jìn)一步說明。
[0026](I)自制注漿設(shè)備的介紹
[0027]本注漿及噴漿設(shè)備主要由一個(gè)儲(chǔ)漿罐、四個(gè)閥門(漿液入口閥門、漿液出口閥門、進(jìn)風(fēng)口閥門、應(yīng)急閥門)、一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、一個(gè)出漿管、一喇叭形漿液入口、一個(gè)壓力表組成。其中儲(chǔ)漿罐可以用螺旋管、無縫鋼管等材料直接焊接罐底和罐頂而成；除閥門I位置的漿液入口處用2時(shí)鋼管焊接外，其它3個(gè)閥門處鋼管用I時(shí)鋼管焊接而成，具體見圖1。
[0028]注漿所用配套工具:500L塑料容器2個(gè)(配漿液用)、攪拌棒、高壓風(fēng)管、量杯等。
[0029]本注漿及噴漿設(shè)備原理是在儲(chǔ)漿罐內(nèi)注入按現(xiàn)場(chǎng)要求配置好的混合漿液后，向里面送風(fēng)，打開出漿閥門后，靠風(fēng)的動(dòng)力把漿液送至注漿管，通過注漿管端頭安裝的噴頭將漿液均勻地噴灑在砂層或砂砂卵石層掌子面上，利用混合漿液與沙粒之間的物理與化學(xué)反應(yīng)，使沙粒變大并形成沙結(jié)皮層，具有較好的固結(jié)強(qiáng)度。從而達(dá)到固結(jié)穩(wěn)定掌子面的效果。
[0030](2)漿液配置
[0031]進(jìn)行混合漿液配置，為水聚丙烯酰胺化學(xué)劑與水泥漿混合后，生成新的注漿漿液。
[0032]混合配置漿液:將稀釋好的水聚丙烯酰胺化學(xué)劑緩緩加入到水泥漿液中，混合漿液的使用方法是先按質(zhì)量比配置出水泥漿，再用水泥漿同聚丙烯酰胺化學(xué)劑按體積比配置注漿料劑。
[0033]注漿料劑基本比例:1)水泥漿的水灰質(zhì)量比:2:1，比如水IOOkg:水泥50kg ；2)水泥漿同聚丙烯酰胺化學(xué)劑體積比:2:1，比如水泥漿IOL:固沙劑10L。此比例初凝時(shí)間約為Imin，固沙強(qiáng)度強(qiáng)。
[0034](3)注漿設(shè)備使用的工藝流程，見圖2。
[0035]①打開閥門2、3進(jìn)行吹管，檢驗(yàn)機(jī)具氣密性，同時(shí)將超前小導(dǎo)管中的砂土排除，保證其注漿管道暢通，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)。
[0036]②關(guān)閉閥門2、3，打開閥門1，用量杯容器向罐內(nèi)加上事先算好體積的混合液(黃莊站小導(dǎo)管設(shè)計(jì)為2m，單根需要注漿量為:X 0.152 X 2 X 0.5 X 1000 = 70L)。
[0037]③關(guān)閉閥門I，將注漿導(dǎo)管連接到待注漿管塞好止?jié){塞(注:注漿管一定要連接牢固，防止注漿管脫落造成漿液濺射，止?jié){塞可以起到防止?jié){液滲漏作用)。
[0038]④打開閥門2，對(duì)主罐進(jìn)行加壓，設(shè)計(jì)注漿壓力要求0.4 — 0.6Mpa。此過程主要控制注漿實(shí)際壓力，我們?cè)谂＝潜蒙戏皆O(shè)計(jì)安裝了一個(gè)壓力表，避免了因壓力過大造成漿液擴(kuò)散范圍加大造成后續(xù)開挖困難和漿液的浪費(fèi)，或者壓力不足起不到加固地層的效果等情況。
[0039]⑤當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的80%時(shí)打開閥門3，進(jìn)行注漿，打開風(fēng)壓閥門實(shí)施注漿時(shí)，最好采用二次送風(fēng)(間隔2?3min)，可以將漿液壓入導(dǎo)管中排出管中氣體，并讓漿液有一定的擴(kuò)散時(shí)間。注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)為注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量，或地表及掌子面漏漿，即可結(jié)束本孔注漿(最主要控制注漿壓力使其不大于設(shè)計(jì)要求)。
[0040]⑥關(guān)閉閥門2，同時(shí)打開閥門4將剩余漿液放入事先準(zhǔn)備好的500L容器中，可以重復(fù)利用。
[0041]⑦將注漿嘴從小導(dǎo)管處解下，并用棉線將其口封堵好，確保管口不堵塞，以備后續(xù)二次注漿使用。
【權(quán)利要求】
1.一種能穩(wěn)定暗挖砂層掌子面土體的漿液的注漿設(shè)備，主要由一個(gè)儲(chǔ)漿罐、漿液入口閥門、漿液出口閥門、進(jìn)風(fēng)口閥門、應(yīng)急閥門、一個(gè)進(jìn)風(fēng)口、一個(gè)出漿管、一漿液入口和一個(gè)壓力表組成，其中漿液入口通過漿液入口閥門與儲(chǔ)漿罐連接，進(jìn)風(fēng)口位于儲(chǔ)漿罐的一側(cè)且通過進(jìn)風(fēng)口閥門與儲(chǔ)漿罐相連，壓力表位于儲(chǔ)漿罐頂部，出漿管通過漿液出口閥門與儲(chǔ)漿罐底部相連，應(yīng)急閥門位于儲(chǔ)漿罐底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿設(shè)備，其中儲(chǔ)漿罐用螺旋管或無縫鋼管直接焊接罐底和罐頂而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿設(shè)備，其中的閥門采用鋼管焊接而成。
【文檔編號(hào)】C04B28/00GK203547761SQ201320402416
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】苗春剛, 宋偉龍, 楊秀仁, 孫立軍, 黃美群, 付款峰, 徐陽, 王慶峰, 儀松青, 徐龍, 王臣, 吳蘭婷, 丁德云, 吳成剛, 榮冰 申請(qǐng)人:中鐵十四局集團(tuán)有限公司, 北京城建設(shè)計(jì)研究總院有限責(zé)任公司