專利名稱：一種高壓粉體噴射方法所使用的高壓射粉噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓粉體噴射方法所使用的高壓射粉噴嘴。
背景技術(shù)：
如圖3所示目前，噴射注漿法基本種類為單管法、雙管法、三管法，其基本加固原理為 單管法高壓水泥漿射流切割土體并與被切割破碎的土體混合； 雙管法環(huán)狀壓縮空氣與高壓水泥漿射流同軸(氣漿同軸)噴射切割土體并與被
切割破碎的土體混合； 三管法環(huán)狀壓縮空氣與高壓清水射流同軸(氣水同軸)噴射切割土體，同時(shí)向土體中輸送中低壓水泥漿與被切割破碎的土體混合； 由三種基本的噴射注漿方法的加固原理可知切割破碎土體的高壓射流有兩種即高壓水泥漿射流和高壓清水射流。由于受高壓輸送泵的限制，高壓水泥漿射流的水灰比通常> 1. 0，與深層攪拌法水灰比0. 4-0. 5相比，噴射注漿法形成的水泥土加固體含水量大，相同水泥含量的條件下，加固體水泥土強(qiáng)度低；另一方面，由于噴射注漿加固過程中向土體中注入了大量的水(高壓清水射流和高壓水泥漿射流中的水)，特別是對(duì)噴射注漿法被廣泛應(yīng)用的飽水砂層止水加固工程，由于噴射注漿形成的水泥土 (砂漿)水灰比大，通常^2.0，固結(jié)過程中水泥土 (砂漿)離析，形成豎向不連續(xù)的"餅狀"加固體，嚴(yán)重影響止水效果；同時(shí)在加固體底部某一范圍內(nèi)強(qiáng)度很低甚至無強(qiáng)度，達(dá)不到地基加固的目的。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有的噴射注漿方法所存在的缺陷，本發(fā)明提供一種高壓粉體噴射式注漿方法所使用的高壓射流粉體噴嘴，其可大大降低水泥土加固體中的含水量又可擴(kuò)大噴射注漿的加固范圍，從而改善加固體的強(qiáng)度使其承載力提高；在止水工程中確保加固體在飽水砂層中不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使止水帷幕均勻連續(xù)，止水效果好。總之使土性參數(shù)達(dá)最佳組合形成優(yōu)良的復(fù)合地基或止水帷幕，還可通過調(diào)節(jié)高壓空氣參數(shù)和環(huán)狀噴粉嘴間隙來合理使用固化劑，降低固化劑用量，節(jié)約施工成本。 本發(fā)明采用高壓粉體噴射注漿法方法是將上述的噴射注漿法中的噴水泥漿改為噴水泥粉。其機(jī)理是根據(jù)粉粒體氣力輸送原理，用壓縮空氣將粉體加固料以粉霧狀噴入土體中；而高壓水(>30MPa)由高壓水噴嘴噴出形成高壓射流切割土體的同時(shí)還造成局部真空區(qū)，其真空吸附作用使噴嘴外圈的環(huán)繞粉體流溶入高壓射流內(nèi)，最終與土體攪和形成均勻的水泥土固結(jié)體。 高壓粉體噴射注漿法形成的水泥土加固體的含水量比現(xiàn)有注漿法減少20%以上，從而提高加固體的承載力，確保加固體在飽水砂層中不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，均勻連續(xù)，止水效果好。 另外高壓射流在不同介質(zhì)中噴射時(shí)，其軸向動(dòng)壓力隨離噴嘴出口的距離衰減規(guī)律亦不一樣，其中以水中衰減最快，空氣中衰減最慢，當(dāng)高壓射流出口處壓力從40Mpa變化至 0. 2Mpa，所用距離空氣中為1. 1 1. 2m，水中僅為0. 35 0. 4m。因此，采用本發(fā)明的高壓 射流粉體噴嘴，由于噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴的周圍，并有一定錐度，當(dāng)粉體噴射出來， 形成一個(gè)環(huán)形粉體集束噴向高壓水射流，從而減少了高壓水射流的噴射阻力，擴(kuò)大了噴射 直徑；同時(shí)又利于高壓水射流攜帶粉體沖擊切割土體，與土體攪和形成均勻的、強(qiáng)度高的水 泥土固結(jié)體。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 高壓射流粉體噴嘴如圖1所示，包括噴嘴座體1、噴粉調(diào)節(jié)蓋2、密封圈3、高壓水 噴嘴4、鉆頭5、鉆桿6、高壓水管7、粉體輸送管8、粉體通道9以及高壓水通道10，其特征在 于所述的高壓射流粉噴嘴安裝在鉆頭5內(nèi)部，鉆頭5與鉆桿6相連，所述高壓水噴嘴4與 噴嘴座體1的高壓水通道10采用螺紋連接，所述噴粉調(diào)節(jié)蓋2與噴嘴座體1的粉體通道9 采用螺紋連接，與高壓水噴嘴4組合形成環(huán)狀噴粉嘴，通過旋轉(zhuǎn)噴粉調(diào)節(jié)蓋2來調(diào)節(jié)噴粉嘴 的環(huán)形間隙大小，噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴4的周圍，所述高壓水通道10與安置在鉆桿 6內(nèi)高壓水管7相連接，所述粉體通道9與安置在鉆桿6內(nèi)部的水泥粉體輸送管8相連接； 施工時(shí)，粉體由噴粉嘴噴射出來，形成一環(huán)形粉體集束噴向高壓水射流，高壓水射流攜帶噴 射出的粉體沖擊切割土體，最終與土體攪和形成均勻的水泥土固結(jié)體。
所述的高壓水噴嘴4，其特征在于與所述噴嘴座體1的高壓水通道10螺紋連接， 噴嘴座體1上有密封圈溝槽，安置所述密封圈3。 所述的噴粉調(diào)節(jié)蓋2，其特征在于與噴嘴座體1的粉體通道9采用螺紋連接，其 噴粉調(diào)節(jié)蓋2內(nèi)腔是圓錐形或圓柱形。 所述的噴嘴座體l，其特征在于所述粉體通道9設(shè)置在粉嘴座體1中心線的一 側(cè)，工作時(shí)形成旋轉(zhuǎn)式粉體流，或粉體通道9設(shè)置在噴嘴座體1的中心線上，工作時(shí)粉體流 直接噴射出去。 在切割加固過程中，采用環(huán)狀水泥粉體保護(hù)下的高壓清水射流切割土體，可有效 增大加固范圍，同時(shí)降低加固體的含水量，從而可消除飽水砂層中水泥土 (砂漿)產(chǎn)生的離 析，形成連續(xù)、完整、止水效果好的加固體，拓展噴射注漿法在飽水砂層地下水防治工程中 的應(yīng)用范圍；同時(shí)，降低加固體含水量能夠提高其承載能力，減少單位加固體造成的泥漿污 染和冒漿體的水泥浪費(fèi)，從而降低工程造價(jià)。


圖1為本發(fā)明的高壓射流粉體噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明高壓射流粉體噴嘴的工作示意圖3為現(xiàn)有技術(shù)高壓噴射注漿的三種基本方法。
圖中代號(hào)






1噴嘴座體
3密封閥
5鉆頭
7高壓水管
9粉體通道
2噴嘴調(diào)節(jié)蓋 4高壓水噴嘴 6鉆桿
8粉體輸送管 10高壓水通道
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，圖1為本發(fā)明高壓射流粉體噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。 該高壓射流粉體噴嘴包括噴嘴座體1、噴粉調(diào)節(jié)蓋2、密封圈3、高壓水噴嘴4、鉆頭5、鉆桿6、高壓水管7、粉體輸送管8、粉體通道9以及高壓水通道10，其特征在于所述的高壓射流粉體噴嘴安裝在鉆頭5內(nèi)部，鉆頭5與鉆桿6相連，所述高壓水噴嘴4與噴嘴座體1的高壓水通道10采用螺紋連接，所述噴粉調(diào)節(jié)蓋2與噴嘴座體1的粉體通道9采用螺紋連接，與高壓水噴嘴4組合形成環(huán)狀噴粉嘴，通過旋轉(zhuǎn)粉體調(diào)節(jié)蓋2來調(diào)節(jié)噴粉嘴的環(huán)形間隙大小，噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴4的周圍，所述高壓水通道10與安置在鉆桿6內(nèi)高壓水管7相連接，所述粉體通道9與安置在鉆桿6內(nèi)部的水泥粉體輸送管8相連接；
所述的高壓水噴嘴4，其特征在于與所述噴嘴座體1的高壓水通道10螺紋連接，噴嘴座體1上有密封圈溝槽，安置所述密封圈3。 所述的噴粉調(diào)節(jié)蓋2，其特征在于與噴嘴座體1的粉體通道9采用螺紋連接，其噴粉調(diào)節(jié)蓋2內(nèi)腔是圓錐形或圓柱形。 所述的噴嘴座體l，其特征在于所述粉體通道9設(shè)置在噴嘴座體1中心線的一側(cè)，工作時(shí)形成旋轉(zhuǎn)式粉體流或粉體通道9設(shè)置在噴嘴座體1的中心線上，工作時(shí)粉體流直接噴射出去。 在施工時(shí)其特征如圖2所示，圖2是本發(fā)明高壓射流粉體噴嘴的工作示意圖。高壓水經(jīng)高壓水管7流入高壓水通道IO，經(jīng)高壓水噴嘴4的直徑突變效應(yīng)使水流速度增大數(shù)十倍，形成高壓水射流噴出；由于噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴4的周圍，并有一定錐度，當(dāng)粉體噴射出來，形成一個(gè)環(huán)形粉體集束噴向高壓水射流，以利于高壓水射流攜帶粉體沖擊切割土體，最終與土體攪和形成均勻的水泥土固結(jié)體。 以上所述案例只為本發(fā)明的較佳實(shí)施案例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的任何等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高壓粉體噴射方法所使用的高壓射流粉體噴嘴，包括噴嘴座體(1)、噴粉調(diào)節(jié)蓋(2)、密封圈(3)、高壓水噴嘴(4)、鉆頭(5)、鉆桿(6)、高壓水管(7)、粉體輸送管(8)、粉體通道(9)以及高壓水通道(10)，其特征在于所述的高壓射流粉噴嘴安裝在鉆頭(5)內(nèi)部，鉆頭(5)與鉆桿(6)相連，所述高壓水噴嘴(4)與噴嘴座體(1)的高壓水通道(10)采用螺紋連接，所述噴嘴座體(1)上有密封圈溝槽，安置所述密封圈(3)；所述噴粉調(diào)節(jié)蓋(2)與噴嘴座體(1)的粉體通道(9)采用螺紋連接，所述噴粉調(diào)節(jié)蓋(2)內(nèi)腔是圓錐形或圓柱形，與高壓水噴嘴(4)組合形成環(huán)狀噴粉嘴，通過旋轉(zhuǎn)噴粉調(diào)節(jié)蓋(2)來調(diào)節(jié)噴粉嘴的環(huán)形間隙大小，噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴(4)的周圍，所述高壓水通道(10)與安置在鉆桿(6)內(nèi)高壓水管(7)相連接，所述粉體通道(9)與安置在鉆桿(6)內(nèi)部的水泥粉體輸送管(8)相連接；施工時(shí)，粉體由噴粉嘴噴射出來，形成一環(huán)形粉體集束噴向高壓水射流，高壓水射流攜帶噴射出的粉體沖擊切割土體，最終與土體攪和形成均勻的水泥土固結(jié)體。
2. 如權(quán)利要求l所述的噴嘴座體(l)，其特征在于所述粉體通道(9)設(shè)置在噴嘴座體(1)中心線的一側(cè)，工作時(shí)形成旋轉(zhuǎn)式粉體流，或粉體通道(9)設(shè)置在噴嘴座體(1)的中心線上，工作時(shí)粉體流直接噴射出去。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓粉體噴射方法所使用的高壓射流粉體噴嘴，其目的是在切割加固過程中，形成連續(xù)、完整、止水效果好的加固體，拓展噴射注漿法在飽水砂層地下水防治工程中的應(yīng)用范圍；同時(shí)降低加固體含水量，減少單位加固體造成的泥漿污染和冒漿體的水泥浪費(fèi)，從而降低工程造價(jià)。所述的噴嘴包括噴嘴座體、噴粉調(diào)節(jié)蓋、密封圈、高壓水噴嘴、鉆頭、鉆桿、高壓水管、粉體輸送管、粉體通道以及高壓水通道。噴嘴座體與所述鉆桿相連接，鉆桿內(nèi)部有高壓水管和粉體輸送管。高壓水噴嘴與高壓水通道采用螺紋連接；噴粉調(diào)節(jié)蓋與噴粉通道采用螺紋聯(lián)接；噴粉嘴是環(huán)繞在高壓水噴嘴的周圍，并有一定錐度，當(dāng)粉體噴射出來，形成一個(gè)環(huán)形粉體集束噴向高壓水射流。
文檔編號(hào)E02D3/12GK101787693SQ20101013100
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月22日
發(fā)明者吳旭君, 張俊, 楊志銀, 王憲章, 趙偉, 鄭平, 駱永生 申請(qǐng)人:中冶建筑研究總院有限公司;中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司