本发明专利技术涉及一种适用于砂岩石窟顶板锚孔孔壁的渗透加固装置，通过加压给液及渗透加固单元对锚孔进行逐级喷渗加固，使锚孔孔壁深层均匀渗透和完全加固，提高孔壁的浸润度和成锚后孔壁和岩体的相容性，有效降低了浆液的流动失水效应，解决了传统喷渗加固法不能深入锚孔内部以及喷渗不均匀的问题。通过回液收集装置，将喷渗过程中沿孔壁下流的加固液进行收集，避免了加固液流动滴落对文物本体的污染破坏，通过观测回流液体收集容器中的加固液体的回流量，调整自动安全泄气阀喷洒压力，做到孔壁均匀渗透，从而整体提高了平顶窟顶板的加固质量和效果。本发明专利技术通过不同方向、不同角度的锚孔孔壁加固，为岩土工程领域的研究及工程应用提供一种新的思路。用提供一种新的思路。用提供一种新的思路。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于砂岩石窟顶板锚孔壁的渗透加固装置
[0001]本专利技术涉及石窟寺赋存岩体加固保护的
，具体的讲，是一种适用于平顶窟顶板岩体锚孔孔壁渗透加固的装置，整体提高了平顶窟顶板开裂岩体的加固质量和效果，有效保护洞窟文物。
技术介绍
[0002]石窟寺是古代开凿于河畔山崖的佛教寺院，分布于国内各地区，石窟寺5
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6世纪时臻于繁盛，以后渐趋衰落。石窟寺集中展现了宗教的建筑、雕塑和壁画艺术的辉煌成就，是我国最优秀的文化遗产类型之一。由于长期自然力和人为因素的影响下，石窟寺产生了诸如边坡失稳、岩体崩塌、贯通裂隙发育、洞窟剥离坍塌、表面严重风化等一系列较严重病害，使石窟艺术遭到不同程度的破坏。特别是平顶窟顶板一般层面近乎平行，岩体中胶结物多为遇水易崩解、膨胀的粘土矿物，岩层层面胶结性差，力学强度低。在石窟开凿过程中，岩体内部原有的应力平衡状态被破坏，石窟的开凿扰动为岩体卸荷松弛提供了外力，在重力和岩体卸荷松弛作用下，层间产生拉张裂隙，裂隙规模随变形不断扩大。在风沙风蚀及自然风化作用下，石窟顶板开裂，岩体逐渐碎裂、掉块。该过程的不断发生导致窟顶塌陷，严重威胁石窟寺洞窟。
[0003]石窟赋存岩体塌落病害加固方法较多，一般采用石柱支顶、化学灌浆、钢梁吊顶加固和锚杆锚固等方法。其中锚杆锚固技术具有扰动性弱、隐蔽性强和锚固力高等特点，在石窟危岩体加固工程中得到广泛应用。为防止锚杆注浆过程孔壁余渣、孔壁界面摩擦阻力过大、浆液过量失水引起的浆液流动性差，以及加固液滴落污染文物本体等问题，导致插锚过程中锚杆不能完全灌入，不能达到预期锚固深度，降低锚固效果。因此，研究使用于平顶窟顶板岩体锚固孔壁渗透加固的装置对于防止石窟顶板损害、保护石窟寺具有重要意义。
技术实现思路
[0004]本专利技术提出一种适用于砂岩石窟顶板锚孔壁的渗透加固装置，本专利技术，该装置利用加压给液单元、渗透加固单元和回液收集单元，确保注浆浆液均匀扩散，有效防止浆液流动失水效应，确保了不受流动加固液滴落对文物本体的污染，达到锚杆孔壁均匀加固和深层加固的目的，整体提高了平顶窟顶板开裂岩体的加固质量和效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种适用于平顶窟顶板岩体锚固工程的孔壁渗透加固装置，其特征在于：包括加压给液及渗透加固单元和回液收集单元，所述加压给液及渗透加固单元与回液收集单元连通，将锚固孔壁上受重力作用下流的加固液通过回液收集单元收集，并且将收集量反馈到加压给液及渗透加固单元用于调整渗透加固的参数。
[0006]所述加压给液及渗透加固单元包括高压给液装置和喷渗装置，所述高压给液装置包括储液桶、皮质缓冲垫、气压表、钢芯、自动泄气安全阀、高压防爆管、钢制阀门和钢制喷管；所述气压表、钢芯、高压防爆管和自动泄气安全阀均设置在储液桶的侧壁上，所述皮质
缓冲垫设置在储液罐的下部且用于提供缓冲力保护储液罐；所述高压防爆管设置在储液桶的侧壁上，且用于将钢制桶内液体导入钢制喷管内，高压防爆管和钢制喷管的内外径相等，且钢制阀门上开设螺纹用于高压防爆管和钢制喷管的连接。用于控制加固液从高压防爆管导入到钢制喷管内，所述钢制喷管一端与钢制阀门连接，另一端与喷渗装置连接，用于将加固液输送到喷渗装置。
[0007]所述喷渗装置包括喷渗管，喷头孔和喷渗头，所述喷渗管一端封闭，另一端设置螺纹接头，螺纹接头与钢制喷管固定连接，喷渗管上沿径向每间隔1cm沿环向每45度设置一个喷头孔，相邻的喷头孔之间轴向旋转角度为45度，喷头孔内固定设置有喷渗头，通过高压喷洒的方式将加固液输送到喷渗管中经喷渗头雾化处理后均匀喷洒在孔壁上；所述回液收集单元包括回液漏斗、橡胶密封垫圈、连接软管、回流液体收集管、顶端罩、回流液体收集容器、环形保护架、固定卡槽、支撑架和吸气管；所述回液漏斗为圆锥形，内壁上开有导流槽，底部中心位置处开两个孔，分别嵌入连接钢制喷管和连接软管，顶端罩的顶部中心位置处嵌入有回流液体收集管内；所述回流液体收集管接口的外径与顶端罩的内径相等，回流液体收集管螺旋套接顶端罩，顶端罩与回流液体收集管接口螺旋连接；回流液体收集管的顶部与软管连接，底部通过导流管与排放管连接；所述导流管的长度与排放管的长度相等，且导流管的内径为排放管内径的两倍，导流管和排放管均嵌入回流液体收集容器内部，回流液体收集容器的外侧壳体上等距套接有环形保护架，且环形保护架的外侧螺旋固定有固定卡槽，固定卡槽与钢制喷管连接且用于将固定回流液体收集容器，顶端罩外侧固定有支撑架，支撑架的顶部设有吸气管，吸气管的顶端通过连接头与顶端罩的内部连通，吸气管的内部嵌入有活塞，活塞上连接有拉杆对活塞进行调节。
[0008]本专利技术的优点及产生的有益效果是：（1）本专利技术采用喷渗装置和集液装置提高孔壁的浸润度和成锚后孔壁和岩体的相容性，采用逐次渗透加固的方式，通过喷渗和集液装置，使锚孔孔壁深层均匀渗透，喷渗头将加固液雾化并均匀喷洒在锚孔壁表面，提高孔壁的浸润度和成锚后孔壁和岩体的相容性，有效降低了浆液的流动失水效应，实现石窟顶板加固，解决了传统喷渗加固方法不能深入锚孔内部以及喷渗不均匀的问题，整体提高了平顶窟顶板开裂岩体的加固质量和效果。
[0009]（2）本专利技术采用回液收集装置，解决了平顶窟顶板岩体锚固工程中锚孔壁渗透加固中出现的加固液滴落问题，通过回液收集装置将喷渗过程中沿孔壁流下的加固液收集，避免了加固液流动滴落对下方文物本体的污染破坏，通过观测回流液体收集容器中的加固液体的回流量，使用自动安全泄气阀调整喷洒压力，做到孔壁均匀渗透和完全加固。
[0010]（3）本专利技术不但适用于平顶窟顶板岩体锚固工程的锚孔孔壁渗透加固，也为岩土工程领域的研究及工程应用提供一种实用装置，加固岩体窟顶板，防止窟顶板的坍塌，为保护祖国优秀的文化遗产做贡献。
[0011]（4）本方法操作简单，应用便利，经济实用，可广泛应用于遗址保护中的锚杆锚固工程的多种孔壁渗透加固场所。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的结构示意图图2为本专利技术高压给液装置的结构示意图
图3为本专利技术喷渗装置的结构示意图图4为本专利技术集液装置的结构示意图图5为本专利技术排气管的结构示意图图6为本专利技术吸气管的结构示意图图中，1
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储液桶，2
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皮质缓冲垫，3
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气压表，4
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钢芯，5
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自动泄气安全阀，6
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高压防爆管，7
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钢制阀门，8
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钢制喷管，9
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喷渗管，10
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喷头孔，11
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喷渗头，12
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回液漏斗，13
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橡胶密封垫圈，14
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连接软管，15
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回流液体收集管，16
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导流管，17
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排放管，18
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顶端罩，19
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回流液体收集容器，20
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环形保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于平顶窟顶板岩体锚固工程的孔壁渗透加固装置，其特征在于：包括加压给液及喷渗装置单元和回液收集单元，所述加压给液及渗透加固单元与回液收集单元连通，将锚固孔壁上受重力作用下流的加固液通过回液收集单元收集，并且将收集量反馈到加压给液及渗透加固单元用于调整渗透加固的参数；所述加压给液及渗透加固单元包括高压给液装置和喷渗装置，所述高压给液装置包括储液桶（1）、皮质缓冲垫（2）、气压表（3）、钢芯（4）、自动泄气安全阀（5）、高压防爆管（6）、钢制阀门（7）和钢制喷管（8），所述气压表（3）、钢芯（4）、高压防爆管（6）和自动泄气安全阀（5）均设置在储液桶（1）的侧壁上，所述皮质缓冲垫（2）设置在储液罐（1）的下部且用于提供缓冲力保护储液罐（1），所述高压防爆管（6）设置在储液桶（1）的侧壁上，且用于将钢制桶内液体导入钢制喷管（8）内，高压防爆管（6）和钢制喷管（8）的内外径相等，且钢制阀门（7）上开设螺纹用于高压防爆（6）管和钢制喷管（8）的连接，用于控制加固液从高压防爆管（6）导入到钢制喷管（8）内，所述钢制喷管（8）一端与钢制阀门（7）连接，另一端与喷渗装置连接，用于将加固液输送到喷渗装置；所述喷渗装置包括喷渗管（9），喷头孔（10）和喷渗头（11），所述喷渗管（9）一端封闭，另一端设置螺纹接头，螺纹接头与钢制喷管（8）固定连接，喷渗管（9）上沿径向每间隔1cm沿环向每45度设置一个喷头孔（10），相邻的喷头孔之间轴向旋转角度为45度，喷头孔内固定设置有喷渗头（11），通过高压喷洒的方式将加固液输...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴强强，白玉书，刘鸿，赵建忠，张博，
申请(专利权)人：甘肃莫高窟文化遗产保护设计咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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