一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置的製造方法

2023-09-24 01:25:40

專利名稱:一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及帷幕灌漿技術領域，具體涉及一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，包括外管、外管密封裝置以及置於外管內的內管、內管密封裝置，內管上設有兩組內管密封裝置，位於兩組內管密封裝置之間的管段為內管出漿段，內管出漿段上分布有內管出漿口，其特徵在於，外管管壁沿其軸向方向設有多個定向開口組，每個定向開口組包括至少一對分布在同一外管周圍上的定向開口，任選外管圓周的一個徑向作為基礎徑向，所有定向開口均分布設置在基礎徑向0?45度角內，每個定向開口組由一個外管密封裝置密封。本實用新型實現了漿液擴散方向可控，節省了灌漿量，提高了灌漿效率及帷幕搭接的可靠性。
【專利說明】
一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及帷幕灌漿技術領域，具體涉及一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置。
【背景技術】
[0002]不管作為堤壩基礎或者是施工圍堰基礎，砂卵石地層都必須進行防滲處理，以滿足建築物滲透穩定等要求，工程通常需要的結果是防滲處理後在建築物軸線方向得到搭接有效的防滲牆或帷幕。
[0003]漂卵礫石地層是一種較為特殊的砂卵石地層，其由山區河流形成，不僅具有一般砂卵石地層透水性強的特點，而且顆粒直徑懸殊:大的顆粒為漂卵礫石(直徑2 O c m?100cm)，小的顆粒常見粉細砂甚至含泥(直徑小於0.25mm)。在地下水滲流長期(往復升降)作用下，漂卵礫石之間充填的細顆粒順滲流方向更易流失，以致該方向滲透性明顯得到強化，造成漂卵礫石地層滲透性呈現出明顯的不均一性:順著滲流方向滲透性更強。
[0004]漂卵礫石地層的防滲處理一般採用帷幕灌漿技術，現有帷幕灌漿技術存在以下問題:
[0005]由於沒有控制漿液在地層中的滲透方向，理論上，漿液在注漿壓力下，在漂卵礫石地層中的擴散呈圓形，即可在某一平面，漿液可沿360度方向在漂卵礫石地層中擴散，而由於滲流的存在，漿液沿滲流方向擴散的阻力最小，因此，大部分漿液實際是順著滲流方向擴散，而在垂直於滲流方向的擴散較少，多次試驗表明，漿液流出方向與滲流方向的夾角小於45度角的漿液會順著滲流方向擴散，從而導致垂直於滲流方向的帷幕難以搭接，實際防滲效果不佳。
[0006]另一方面，由於漿液按最小阻力方向擴散而集中消耗了某一灌注段的灌注能量，垂直滲流方向(阻力大的方向)因缺乏足夠能量推動而難有漿液注入，理論上的圓形漿液擴散範圍實際上成為順滲流方向的長條形，灌漿孔之間常常留下漿液沒有注入的區域(滲漏通道)。因此，設計所需的垂直滲流方向的帷幕難以形成，同時施工機具使用效率降低、材料浪費。
[0007]因此，針對漂卵礫石地層顆粒直徑懸殊以及滲流大等防滲處理難點，研究一種漿液擴散方向可控、灌漿效率高、帷幕搭接可靠性高的帷幕灌漿技術是十分必要的。
【實用新型內容】
[0008]針對現有技術存在上述技術問題，本實用新型提供一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，實現漿液沿垂直於滲流方向擴散、灌漿效率高的目的。
[0009]為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案:
[0010]提供一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，包括外管、外管密封裝置以及置於所述外管內的內管、內管密封裝置，所述內管上設有兩組內管密封裝置，位於兩組內管密封裝置之間的管段為內管出楽段，所述內管出楽段上分布有內管出楽口，
[0011]所述外管管壁沿其軸向方向設有多個定向開口組，每個定向開口組包括至少一對分布在同一外管周圍上的定向開口，
[0012]任選所述外管圓周的一個徑向作為基礎徑向，
[0013]所有定向開口均分布設置在所述基礎徑向0-45度角內，
[0014]每個定向開口組由一個外管密封裝置密封。
[0015]優選的，所有定向開口均分布設置在所述外管圓周的基礎徑向30度角內。
[0016]優選的，所述外管的內徑為40-50cm，每個定向開口組包括3對定向開口，共6個定向開口，每個定向開口的口徑為0.518-0.624cm。
[0017]優選的，相鄰兩個定向開口組在沿所述外管軸向方向的距離均為30-40cm。
[0018]優選的，兩組內管密封裝置均為喇叭形橡膠塞，所述內管出漿段的軸向長度為45-55cm0
[0019]優選的，所述外管密封裝置設置為抗暴壓力大於或等於4.5MPa的橡皮套。
[0020]優選的，所述外管設置為PVC圓管，所述內管設置為DN16鍍鋅鋼管。
[0021 ]優選的，每一對定向開口沿外管軸向對稱分布。
[0022]本實用新型的有益效果:
[0023]本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，包括外管、外管密封裝置以及置於所述外管內的內管、內管密封裝置，所述內管上設有兩組內管密封裝置，位於兩組內管密封裝置之間的管段為內管出漿段，所述內管出漿段上分布有內管出漿口，所述外管管壁沿其軸向方向設有多個定向開口組，每個定向開口組包括至少一對分布在同一外管周圍上的定向開口，任選所述外管圓周的一個徑向作為基礎徑向，所有定向開口均分布設置在所述基礎徑向0-45度角內，每個定向開口組由一個外管密封裝置密封。
[0024]與現有技術相比，本實用新型的灌漿裝置，通過將定向開口設計為分布在所述外管圓周的基礎徑向0-45度角內，灌漿時，所述基礎徑向與帷幕搭接的方向平行，而帷幕搭接的方向是與滲流方向(或水流方向)垂直的，這樣所述基礎徑向便與滲流方向(或水流方向)垂直，從定向開口流出的漿液的方向與滲流方向成45-90度角，使漿液直接從接近於垂直滲流方向的角度流出，從而能夠較易形成垂直於滲流方向的帷幕，另一方面，相對於現有技術，由於減少了0-45度角的漿液流出，不僅節省了灌漿量，提高了灌漿效率，而且同樣的灌楽量形成更大的壓力，從定向開口中排出的楽液具備更大的動力，能夠進一步減小滲流對漿液擴散方向的影響，此外，多個定向開口流出的漿液與漂卵礫石地層最終形成的帷幕具有一定厚度，從而更好的滿足防滲需求。
【附圖說明】

[0025]圖1為本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置的結構示意圖。
[0026]圖2為本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置中單個定向開口組的定向開口的分布示意圖及對應外管密封裝置在無漿液壓力情況下的剖面示意圖(也即圖1中A-A處的剖面示意圖)。
[0027]圖3為本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置的外管密封裝置在有漿液壓力情況下的剖面示意圖(也即圖1中B-B處的剖面示意圖)。
[0028]圖4為本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置在應用中的示意圖。
[0029]圖5為圖4中C處的放大圖。
[0030]附圖標記:
[0031]外管密封裝置1、外管2、定向開口3、鑽孔孔壁4、內管5;內管密封裝置6、內管出漿口 7、套殼料8、漂卵礫石地層9、水泥漿1、水玻璃溶液11、基礎徑向12、第一複合體13A、第二複合體13B、滲流方向14、帷幕搭接方向15、流水16、堤壩17、帷幕18。
【具體實施方式】
[0032]以下結合具體實施例及附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0033]實施例1:
[0034]如圖1所示，本實施例的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，包括外管2、外管密封裝置I以及置於所述外管2內的內管5、內管密封裝置6，所述內管5上設有兩組內管密封裝置6，兩組內管密封裝置6之間的管段為內管出漿段，內管出漿段上分布有內管出漿口 7，所述外管2沿其軸向方向設有多個定向開口組，相鄰兩個定向開口組在沿所述外管2軸向方向的距離均為30-40cm，
[0035]如圖2所示，每個定向開口組包括3對分布在同一外管2周圍上的定向開口3，共6個定向開口 3，每一對定向開口 3沿外管2軸向對稱分布，任選所述外管2圓周的一個徑向作為基礎徑向12，所有定向開口 3均分布設置在所述基礎徑向12的0-45度角內，每個定向開口組由一個外管密封裝置I密封。
[0036]如圖2所示，所有定向開口3均分布設置在所述基礎徑向12的30度角內時，帷幕搭接效果最佳。
[0037]定向開口3起到定向的作用，即通過定向開口 3實現漿液流出外管2的方向可控的目的。
[0038]如圖2所示，所述外管密封裝置I在無漿液壓力下緊貼所述外管2的外壁，並將定向開口組密封起來，阻止外管2外側的水、沙、泥漿等進入。
[0039]如圖3所示，所述外管密封裝置I在漿液壓力下，其在定向開口3處被彈開，漿液可沿定向開口 3流出外管2，圖中箭頭方向即為漿液流出方向。
[0040]外管密封裝置I實質上起到單向閥作用。
[0041]如圖1所示，本實用新型的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置工作時:
[0042]漿液(包括水泥漿10和水玻璃溶液11)進入內管5，順著內管5向下流至內管出漿段段，內管出漿段底部密封，漿液遂經內管出漿口 7流出內管出漿段，並在內管5與外管2之間的空間形成一定水壓後，先將上下兩組內管密封裝置6撐開，並使兩組內管密封裝置6均與外管2的內壁緊貼，進而形成密閉空間，隨著進入內管5的漿液不斷增多或外部施加給內管5的向下壓力的增大，密閉空間形成的壓力隨之變大，直至彈開定向開口 3處的外管密封裝置I，漿液經6個定向開口 3流出外管2至預先下好的套殼料8中，並經套殼料8流向鑽孔孔壁4，進而流向漂卵礫石地層9的孔隙中，並對孔隙進行填充、擠壓形成複合體13。
[0043]本實用新型的定向開口3設計為分布在所述外管2圓周的基礎徑向12的0-45度角內，灌漿時，所述基礎徑向12與帷幕搭接方向15平行，而帷幕搭接方向15是與滲流方向14(或水流方向)垂直的，這樣所述基礎徑向12便與滲流方向14 (或水流方向)垂直，從定向開口3流出的漿液的方向與滲流方向14成45-90度角，現有技術由於可向360度角擴散，導致大部分漿液順著滲流方向擴散，不僅難以形成垂直於滲流方向14的有效帷幕，而且大大耗費了漿液，降低了灌漿效率。本實用新型很好的避免了這一問題，從而能夠形成垂直於滲流方向的帷幕，另一方面，相對於現有技術，由於減少了0-45度角的漿液流出，不僅節省了灌漿量，提高了灌漿效率，而且同樣的灌漿量只流經6個定向開口 3，從定向開口 3中排出的漿液具備更大的動力，能夠進一步減小滲流對楽液擴散方向的影響，此外，多個定向開口 3流出的漿液與漂卵礫石地層最終形成的帷幕具有一定厚度，從而更好的滿足防滲需求。
[0044]其中套殼料8主要由粘土、膨潤土及少量水泥漿10組成，是預先下好的，其主要作用是保證漿液不外漏。
[0045]本實用新型一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，應用於堤壩17的帷幕搭接防滲時，如圖4-5所示，堤壩17垂直於河流，流水16在堤壩17的漂卵礫石地層中的滲流方向14同時垂直於堤壩17和帷幕搭接方向15，漿液與漂卵礫石地層形成沿帷幕搭接方向15的第一複合體13A和第二複合體13B。當所述外管放入已鑽好的孔中時，所述基礎徑向12與帷幕預搭接方向15平行，從而形成垂直於滲流方向14的完整的帷幕18。
[0046]最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。
【主權項】
1.一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，包括外管、外管密封裝置以及置於所述外管內的內管、內管密封裝置，所述內管上設有兩組內管密封裝置，位於兩組內管密封裝置之間的管段為內管出漿段，所述內管出漿段上分布有內管出漿口，其特徵在於， 所述外管管壁沿其軸向方向設有多個定向開口組，每個定向開口組包括至少一對分布在同一外管周圍上的定向開口， 任選所述外管圓周的一個徑向作為基礎徑向， 所有定向開口均分布設置在所述基礎徑向0-45度角內， 每個定向開口組由一個外管密封裝置密封。2.根據權利要求1所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:所有定向開口均分布設置在所述外管圓周的基礎徑向30度角內。3.根據權利要求1所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:所述外管的內徑為40-50cm，每個定向開口組包括3對定向開口，共6個定向開口，每個定向開口的口徑為0.518-0.624cm。4.根據權利要求3所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:相鄰兩個定向開口組在沿所述外管軸向方向的距離均為30-40cm。5.根據權利要求4所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:兩組內管密封裝置均為喇叭形橡膠塞，所述內管出漿段的軸向長度為45-55cm。6.根據權利要求5所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:所述外管密封裝置設置為抗暴壓力大於或等於4.5MPa的橡皮套。7.根據權利要求6所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:所述外管設置為PVC圓管，所述內管設置為DNl 6鍍鋅鋼管。8.根據權利要求1所述的一種用於漂卵礫石地層的灌漿裝置，其特徵在於:每一對定向開口沿外管軸向對稱分布。
【文檔編號】E02D15/04GK205712116SQ201620312854
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年8月16日
【發明人】韓羽, 王盟, 李寧新, 凌耀忠, 王自新, 李光勤, 李興印
【申請人】中水珠江規劃勘測設計有限公司