一种胶囊传控型微生物固化防渗装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，包括料仓，料仓内部分隔成混合腔与储油腔，在料仓上设有进料管、注油管，在混合腔内转动设置有中心轴，在中心轴上设有搅拌组件，在混合腔底部设有输送管，在储油腔底部设有与输送管连通的导油管，在导油管与输送管的连接处设有喷射管，在输送管上设有调节组件。本发明专利技术利用微生物胶囊的逐层分解，在微生物胶囊到达裂隙后，细菌、营养液、固化液逐级释放，然后通过微生物诱导产生碳酸钙来实现对裂隙的固化防渗，根据微生物胶囊逐层分解所需时间，采用低压推进，在确保微生物细菌顺利进入至裂隙中的前提下，防止在注浆口形成固化产物，避免固化产物阻碍后续浆液的运移、扩散。

A kind of micro organism solidifying and anti-seepage device controlled by capsule

【技术实现步骤摘要】
一种胶囊传控型微生物固化防渗装置
本专利技术涉及隧道工程防渗
，具体提供一种适用于裂隙岩体的胶囊传控型微生物固化防渗装置。
技术介绍
渗漏水是隧道工程最常见病害之一，洞内渗漏水将严重影响隧道的使用功能甚至威胁其长期稳定及安全运营，为确保隧道长期稳定、安全运营，防渗漏一直是隧道工程领域的焦点问题。目前隧道防渗技术多是通过压力注浆封堵渗水裂隙，防止运营期间地下水从围岩渗出。根据注浆材料的不同，通常可细分为水泥注浆、化学注浆、混合浆液注浆。水泥注浆技术是将能固化的水泥浆液注入围岩空隙内，通过置换、充填、挤压等方式止水防渗，但水泥颗粒多而大，难以有效灌入细微裂隙；另外，水泥浆液硬化后易析出水分，固相体积收缩反而促生新渗水通道。化学注浆技术则是将特定的化学原料配置成真溶液，用压送设备将化学浆液泵入隧道围岩渗水裂隙，使其渗透、扩散、胶凝、固化，以达填充裂隙，防渗止水功效。然而，化学注浆在围岩内扩散、留存势必污染周围土-水环境，存在生态不友好的固有缺陷。混合浆液注浆是在特定压力下将混合浆液(水泥与粉煤灰的混合浆液)压入裂隙，混合液产生物理化学反应并置换水体空间进而封堵裂隙等导水通道，但混合浆液固有的黏度时变特性常致浆液扩散区内黏度空间分布不均匀，止水效果大打折扣。近年来，随着微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbiallyinducedcarbonateprecipitation,MICP)在岩土工程领域的广泛应用，微生物注浆技术被越来越多的应用到隧道围岩防渗领域。通过向渗水裂隙中灌注菌液和胶结溶液(尿素和氯化钙的混合液)，使微生物诱导形成的碳酸钙沉积充填裂隙，阻止地下水从深部围岩裂隙中渗出。微生物注浆防渗具有绿色环保、环境友好、施工简便、成本低廉等优势，另因所用细菌液和胶结液的粘稠度低，相比于传统水泥浆液更易于岩土介质中运移扩散，故止水防渗范围大大扩展。然而，现有的微生物注浆技术中菌液和固化物质均以溶液或悬浊液的形式注入目标裂隙，注浆口先期的固化产物势必阻碍后续浆液的运移、扩散，注浆范围难免受限，因此无法达到最佳防渗止水效果。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，解决传统注浆方式对环境造成污染及普通微生物注浆产生压力过大造成的微裂隙扩张问题，且可以有的放矢的大范围堵漏富水裂隙。本专利技术通过下述技术方案实现：一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，包括料仓，所述料仓内部分隔成相互独立的混合腔与储油腔，在所述料仓上设有与混合腔连通的进料管，微生物胶囊和水通过进料管进入至混合腔中，在所述料仓上设有与储油腔连通的注油管，在所述混合腔内转动设置有中心轴，且在中心轴上设有搅拌组件，在混合腔底部设有输送管，在储油腔底部设有与输送管连通的导油管，且在导油管与输送管的连接处设有喷射管，在所述输送管上设有调节组件，所述调节组件用于控制输送管与喷射管之间的开闭。现有的微生物注浆技术中菌液和固化物质均以溶液的形式注入裂隙，注浆口先期的固化产物势必阻碍后续浆液的运移、扩散，注浆范围有限因此无法达到最佳防渗止水效果；特别是针对微裂隙广泛分布的裂隙岩体时，为使菌液及固化液顺利进入裂隙常需大幅提升注浆压力，然而，过大的注浆压力势必引起裂隙扩张并连通，最终演化成更加顺畅的渗水通道，防渗止水适得其反；申请人经过反复研究，专利技术一种微生物固化防渗装置，通过将微生物细菌、营养液以及固化液复合装配成多层状微生物胶囊，利用微生物胶囊的逐层分解，使得在微生物胶囊到达裂隙后，细菌、营养液、固化液逐级释放，然后通过微生物诱导产生碳酸钙晶体来实现对裂隙的固化防渗，且根据微生物胶囊逐层分解所需时间，使得在使用固化防渗装置时，微生物胶囊的注入并非常规的高压注入，相反地，而是采用低压推进，在确保微生物细菌等顺利进入至裂隙中的前提下，防止在注浆口形成固化产物，避免固化产物阻碍后续浆液的运移、扩散；具体使用时，首先在已探明的隧道渗漏点钻孔，将微生物胶囊、水和助推油置于原料输送机内，微生物胶囊与水通过进料管进入至混合腔内，通过搅拌设备的反复搅拌，微生物胶囊与水充分混合，通过输送管进入至调节组件中，而助推油通过注油管进入至储油腔中，再经过导油管后进入至喷射管中，且在整个过程中，助推油持续注入，喷射管的末端与裂隙对接，在随输送管中水与微生物胶囊的总量增加后，且在输送管中间断式加注低压，进而推动调节组件，使得调节组件改变输送管最初的封闭状态，即输送管与喷射管连通，周期性的向输送管中注入低压，使得输送管与喷射管之间的开闭呈周期性变化，即顺利挤入至助推油中定时定量的挤入至持续流通的助推油中，而喷射管注入裂隙的物质即为：混合物和助推油呈交替分布的流体，在微生物胶囊的外壁分解后，利用微生物胶囊内部物质的疏油性，助推油在进入至裂隙中后能够推动微生物胶囊内部物质向裂隙深处移动，扩大固化防渗范围。搅拌组件采用两级搅拌叶，能够在混合腔中搅拌叶周围形成大规模的循环流场，进而带动水与微生物胶囊持续循环流动，确保两者搅拌均匀后才进入至输送管中，避免在与助推油混合时出现微生物胶囊聚集的现象，以提高裂隙的固化防渗效率。所述进料管下端封闭且置于混合腔内，进料管下端的外径沿其轴线朝靠近混合腔中部的方向递减，在进料管下端内壁中部转动设置有扇叶，在进料管下端端面上开有多个与混合腔连通的出料孔，在所述进料管内设有与扇叶对中的注水管，在进料管的两侧侧壁上开有进料孔。原料输送机中，水和微生物胶囊单独分开，以便于长期储存，使用时，水从注水管中垂直向下注入，而微生物胶囊从进料管侧壁上的进料孔注入，注水管中的水直接对扇叶形成冲刷，进而带动扇叶转动，且在扇叶的搅动作用下微生物胶囊与水进行初次混合，混合后的水与微生物胶囊经出料孔进入至混合腔内，再由混合腔中的搅拌组件进行二次混合，以确保水与微生物胶囊的混合均匀度。在所述混合腔底部设有导管，导管通过增压泵Ⅱ与压力仓Ⅰ连通，所述输送管与压力仓Ⅰ连通；在所述储油腔底部设有出油管，出油管通过增压泵Ⅰ与压力仓Ⅱ连通，所述导油管与压力仓Ⅱ连通。设置的增压泵Ⅰ与增压泵Ⅱ能够对输送管中的水、微生物胶囊以及导油管中的助推油进行加注低压，且增压泵Ⅰ与增压泵Ⅱ的加压方式有所区别，即增压泵Ⅱ定期对输送管进行加压，而增压泵Ⅰ则持续对导油管进行加压，增压泵Ⅱ所施加的压强要大于增压泵Ⅰ所施加的压强，如此才能保证水与微生物胶囊顺利挤入至助推油中。还包括柱状的注浆缸体Ⅰ，在注浆缸体Ⅰ上端设有与之内部连通的防护壳体，在注浆缸体Ⅰ下端设有与之内部连通的圆形壳体，在圆形壳体内转动设置有凸轮，在注浆缸体Ⅰ内滑动设置有活塞，活塞上铰接设置有连杆，连杆的下端与凸轮的突出部铰接，在防护壳体内设有两个侧壁相互连接的阀体，沿阀体的轴线在其两端分别开有回复孔，且在每一个回复孔内均滑动设置有止退块，两个止退块通过联动杆连接，在阀体内设有压缩弹簧，压缩弹簧的一端与阀体的内壁连接，压缩弹簧另一端与位于阀体下端的止退块连接，在防护壳体内转动设置有两个偏心轮，偏心轮与位于阀体上端的止退块对应，在两个所述阀体下段相背的侧壁上分别开有通孔，一个通孔与输送管连通，另一个通孔与输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，包括料仓(1)，其特征在于：所述料仓(1)内部分隔成相互独立的混合腔(9)与储油腔(10)，在所述料仓(1)上设有与混合腔(9)连通的进料管(2)，微生物胶囊和水通过进料管(2)进入至混合腔(9)中，在所述料仓(1)上设有与储油腔(10)连通的注油管(7)，在所述混合腔(9)内转动设置有中心轴(8)，且在中心轴(8)上设有搅拌组件，在混合腔(9)底部设有输送管(21)，在储油腔(10)底部设有与输送管(21)连通的导油管(14)，且在导油管(14)与输送管(21)的连接处设有喷射管(15)，在所述输送管(21)上设有调节组件，所述调节组件用于控制输送管(21)与喷射管(15)之间的开闭。/n

【技术特征摘要】
1.一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，包括料仓(1)，其特征在于：所述料仓(1)内部分隔成相互独立的混合腔(9)与储油腔(10)，在所述料仓(1)上设有与混合腔(9)连通的进料管(2)，微生物胶囊和水通过进料管(2)进入至混合腔(9)中，在所述料仓(1)上设有与储油腔(10)连通的注油管(7)，在所述混合腔(9)内转动设置有中心轴(8)，且在中心轴(8)上设有搅拌组件，在混合腔(9)底部设有输送管(21)，在储油腔(10)底部设有与输送管(21)连通的导油管(14)，且在导油管(14)与输送管(21)的连接处设有喷射管(15)，在所述输送管(21)上设有调节组件，所述调节组件用于控制输送管(21)与喷射管(15)之间的开闭。


2.根据权利要求1所述的一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，其特征在于：所述进料管(2)下端封闭且置于混合腔(9)内，进料管(2)下端的外径沿其轴线朝靠近混合腔(9)中部的方向递减，在进料管(2)下端内壁中部转动设置有扇叶(5)，在进料管(2)下端端面上开有多个与混合腔(9)连通的出料孔(6)，在所述进料管(2)内设有与扇叶对中的注水管(3)，在进料管(2)的两侧侧壁上开有进料孔(4)。


3.根据权利要求1所述的一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，其特征在于：在所述混合腔(9)底部设有导管(19)，导管(19)通过增压泵Ⅱ(20)与压力仓Ⅰ(53)连通，所述输送管(21)与压力仓Ⅰ(53)连通；在所述储油腔(10)底部设有出油管(11)，出油管(11)通过增压泵Ⅰ(12)与压力仓Ⅱ(13)连通，所述导油管(14)与压力仓Ⅱ(13)连通。


4.根据权利要求1所述的一种胶囊传控型微生物固化防渗装置，其特征在于：还包括柱状的注浆缸体Ⅰ(30)，在注浆缸体Ⅰ(30)上端设有与之内部连通的防护壳体，在注浆缸体Ⅰ(30)下端设有与之内部连通的圆形壳体，在圆形壳体内转动设置有凸轮(31)，在注浆缸体Ⅰ(30)内滑动设置有活塞(28)，活塞(28)上铰接设置有连杆(29)，连杆(29)的下端与凸轮(31)的突出部铰接，在防护壳体内设有两个侧壁相互连接的阀体(23)，沿阀体(23)的轴线在其两端分别开有回复孔，且在每一个回复孔内均滑动设置有止退块(22)，两个止退块(22)通过联动杆连接，在阀体(23)内设有压缩弹簧(24)，压缩弹簧(24)的一端与阀体(23)的内壁连接，压缩弹簧(24)另一端与位于阀体(23)下端的止退块(22)连接，在防护壳体内转动设置有两个偏心轮，偏心轮与位于阀体(23)上端的止退块(22)对应，在两个所述阀体(23)下段相背的侧壁上分别开有通孔，一个通孔与输送管(21)连通，另一个通孔与输出管(38)连通，且输出管(38)通过调节组件与所述喷射管(15)连通，在两个所述阀体(23)下段相对的侧壁上分别设有与通孔正对的突起，在位于阀体(23)上端的止退块(22)下表面设有支杆，支杆下端设有用于控制阀体(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，王保权，张延文，陈中卫，廖明伟，陈秋雨，刘太鹏，李婧铷，冯千珂，韩弘驰，彭颐祈，王银帅，李佳艺，郭豪，吕茂淋，张艺潇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51