本发明专利技术公开了一种地面注浆钻孔内浆液混合装置及其使用方法，包括：芯棒，护套和集浆器；所述芯棒设置在护套内部，并且芯棒两端穿出护套；所述芯棒底端固定在护套上，上端通过短管与钻杆连接；所述护套上端与集浆器连接；在所述芯棒上分别交替设置右旋叶片和左旋叶片，所述右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处；本发明专利技术有益效果：本发明专利技术原理实质上达到了喷射混合和旋流激荡混合、切分混合的三重目的，使两种浆液混合更加充分，化学反应更加彻底，注浆效果更加明显。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及一种地面注浆钻孔内液浆混合装置及其使用方法。属于矿山、隧道及其它地下工程，利用地面钻孔对地层深部地下工程围岩注浆堵水和加固领域。技术背景:矿山、隧道及地下工程在建设过程中不可避免的遇到不良地质体。不良地质体主要包括断层、陷落柱、岩溶等地质构造和围岩松软破碎等，这些异常地质条件的存在，给地下水的储存和运动提供了良好的空间。地下工程建设中一旦沟通这些空间，就会出现涌突水现象，甚至出现灾难性透水、围岩坍塌或突水突泥等自然灾害；地下工程当遇到较大规模的；在一些露天开采的矿井中，当矿井围岩为岩溶裂隙发育地层，地层内的地下水或地表水也会通过岩溶裂隙等空间进入到矿坑中，不仅影响开采安全，还将耗费巨资用于排水。为预防或消除上述不良地质条件引起的各类地质灾害，必须对围岩中的异常地质体进行注浆堵水或注浆加固。当在地面具备钻探注浆条件且经济合理时，一般在地面施工钻孔，并通过钻孔进行注浆。以往通过地面钻孔注入单液水泥浆来达到封堵涌水和地层加固的目的。工程中也有注入水泥-水玻璃双液浆(C-S浆)的案例。但是因为没有解决好钻孔内水泥-水玻璃两种浆液混合和灌注技术，而是采用简单的孔口混合工艺，在深孔注浆中，因为浆液输送距离较远，造成混合后的浆液来不及进入受注地层，就达到了初凝时间，浆液就在钻孔内凝固发生堵塞钻孔的注浆事故；有的尽管采用孔内混合工艺，但是因为混合装置设计不科学不合理，致使两种浆液混合不充分，两种浆液混合后难以实现完全反应，不仅影响到浆液的反应质量，影响注浆效果，还造成了浆液的大量浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出了，该装置及方法通过对混合浆液产生一种震荡和搅拌作用，使两种浆液混合更加充分，化学反应更加彻底，注浆效果更加明显。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:—种地面注浆钻孔内浆液混合装置，包括:芯棒，护套和集浆器；所述芯棒设置在护套内部，并且芯棒两端穿出护套；所述芯棒底端固定在护套上，上端通过短管与钻杆连接；所述护套上端与集浆器连接；在所述芯棒上分别交替设置右旋叶片和左旋叶片，所述右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处；水泥浆和水玻璃浆液通过集浆器混合后进入护套，通过右旋叶片和左旋叶片不断变换浆液旋流方向，并在旋流变向时被切割分解，所述右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处，使两种浆液在不断被旋流变向和被切分分解中充分混合。所述芯棒、护套、集浆器、短管、右旋叶片和左旋叶片均采用塑料材质。比如:聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和改性聚苯乙烯(ABS)等塑料材质。所述短管上端加工有内芯异径接头，短管底端设置有喷射孔，喷射孔全部位于集浆器内部，水玻璃浆通过喷射孔喷出。所述护套包括护管，所述护管底端设有底盘，底盘上设置泄浆孔；所述护管内径大于螺旋叶片回转外径；底盘中心开有圆孔，所述芯棒从圆孔穿过并固定在底盘上。所述芯棒上端通过十字支撑与护管连接，芯棒轴线和护管轴线重合。—种地面注浆钻孔内浆液混合装置的使用方法，包括以下步骤:(1)施工钻孔，钻孔须揭露地下工程围岩内向地下工程涌水的过水通道，或钻孔进入到需加固的松散软弱围岩内；(2)将地面注浆钻孔内浆液混合装置送入钻孔套管内的设定深度位置；(3)地面注浆钻孔内浆液混合装置送入设定深度并固定好钻杆后，通过孔口密封装置对钻孔套管和钻杆进行密封；(4)钻杆上端连接水玻璃浆注浆管；孔口密封装置上的注浆接头和水泥浆注浆管连接；水玻璃浆注浆管和水泥浆注浆管的另一端均连接注浆栗；(5)注浆操作。进行注浆操作之前，分别通过水泥浆注浆管路和水玻璃浆注浆管路向套管和钻杆内注入清水，观察两个管路上安装的压力表的压强值，确定初始压力。注浆操作时，先通过水泥浆注浆管路向套管内注入水泥浆，水泥浆液到达集浆器时被集浆器收集，通过浆液混合装置后进入到受注岩体内；此过程为进行水泥浆单液注浆；当需要双液浆注浆时，通过水玻璃浆注浆管路向钻杆内注入水玻璃浆，水玻璃浆通过喷射孔喷出，在集浆器内与水泥浆液混合形成双液浆后进入浆液混合装置；浆液通过右旋叶片和左旋叶片的交替旋流与叶片切割的作用下，充分混合后注入到受注岩体中。当注浆套管底口以下的裸孔段处于渗透系数高或破碎岩体时，浆液混合装置不得超过套管底口进入到裸岩内。注浆完毕后，如果浆液混合装置被浆液固结在钻孔内，无法拔出时，通过旋转钻杆，在芯棒异径接头处拧断，将钻杆提出钻孔外，把浆液混合装置留在钻孔内，再利用钢质取芯或无芯钻头将浆液混合装置破坏处理掉。本专利技术的有益效果:本专利技术原理实质上达到了喷射混合、旋流激荡混合和切分混合的三重目的，使两种浆液混合更加充分，化学反应更加彻底，注浆效果更加明显。因为液浆混合装置为塑料材质，杜绝了以往铁质双液浆混合器被固结在孔内后，利用钢质钻头无法处理的技术难题。彻底解决了因铁质混合装置在钻孔被固结后无法处理造成严重孔内事故的技术难题，彻底规避了因此产生的安全风险。【附图说明】图1为地面注浆钻孔内浆液混合装置结构原理图；图2为图1的A-A向视图；图3为图1的B-B剖视图；图4为钻杆异径接头与内芯异径接头结合部位局部放大图；图5为地面注浆钻孔内浆液混合装置底盘与芯棒连接处局部放大图。其中，1、套管，2、钻杆，3、旋紧螺母I，4、水泥浆，5、水玻璃浆，6、喷射孔，7、护管，8、右旋螺旋叶片，9、底盘泄浆孔，10、垫圈II，11、旋紧螺母II，12、底盘，13、混合浆液，14、左旋螺旋叶片，15、芯棒，16、十字支撑，17、集浆器，18、PVC短管，19、内芯异径接头，20、垫圈I，21、钻杆异径接头。【具体实施方式】下面结合附图与具体实施例对本专利技术技术方案作进一步说明:一种地面注浆钻孔内浆液混合装置，如图1所示，包括:芯棒15，护套和集浆器17 ;芯棒15设置在护套内部，并且芯棒15两端穿出护套；芯棒15底端固定在护套上，上端通过短管与钻杆2连接；护套上端与集浆器17连接；在芯棒15上分别交替设置右旋叶片和左旋叶片，右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处。水泥浆4和水玻璃浆5液通过集浆器17混合后进入护套，通过右旋叶片和左旋叶片不断变换浆液旋流方向，并在旋流变向时被切割分解，所述右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处，使两种浆液在不断被旋流变向和被切分分解中充分混合。其结构原理水泥浆4被集浆器17收集的同时，水玻璃浆5液从喷射孔6内喷出，形成两种浆液的喷射混合。喷射混合后的双液混和浆液进入到液浆混合装置内，液浆混合装置的结构是在一根圆柱形芯棒15上设置右旋和左旋两种螺旋叶片。右旋螺旋叶片8和左旋螺旋叶片14交替布设。左右旋螺旋叶片8开始位置均处于上级叶片的中间。混合浆液13进入到液浆混合装置内后，在右旋螺旋叶片8内形成右向旋流，右向旋流前进到左旋螺旋叶片14位置后，被左旋螺旋叶片14切割，又形成左向旋流，左向旋流前进后又被右向螺旋叶片切割，这样混合浆液13在液浆混合装置内前进过程中，左右旋流交替形成，并在旋流变向时被切割分解。通过不断变换浆液旋流方向，并使混合浆液13不断被切割分解，对混合浆液13形成一种震荡和搅拌作用，使两种浆液混合更加充分，化学反应更加彻底。其原理实质本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种地面注浆钻孔内浆液混合装置，其特征是，包括：芯棒，护套和集浆器；所述芯棒设置在护套内部，并且芯棒两端穿出护套；所述芯棒底端固定在护套上，上端通过短管与钻杆连接；所述护套上端与集浆器连接；在所述芯棒上分别交替设置右旋叶片和左旋叶片，水泥浆和水玻璃浆液通过集浆器混合后进入护套，通过右旋叶片和左旋叶片不断变换浆液旋流方向，在旋流变向时被切割分解，所述右旋叶片和左旋叶片开始的位置均处于其上级叶片的中间位置处，使两种浆液在不断被旋流变向和被切分分解中充分混合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘光明，张庆松，李术才，张霄，林春金，杨磊，闫成伟，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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