一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，包括：输水管路、输浆管路和压气管路；其中：输水管路，包括输水管，输水管为轴向上依次连接的多节钢性管体，用于向开挖面提供施工用水；输浆管路，包括输浆管，输浆管为轴向上依次连接的多节管体；输浆管同轴套设在输水管内，用于输送拌制好的水泥浆液；压气管路，包括压气管，压气管为多节轴向相连接的弹性软管，同轴套设在输浆管内，压气管的进口端用于与供气装置管路连接。使用该复合管路系统，在深长隧道帷幕注浆施工中过程中，将大量的浆液快速、小批次地输送至开挖面，避免了施工中的车辆运输和开挖面区域人工搅拌浆液。挖面区域人工搅拌浆液。挖面区域人工搅拌浆液。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统


[0001]本技术属于隧道工程施工及注浆加固
，尤其是涉及一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统。

技术介绍

[0002]随着我国交通网络向西南山区不断延伸，遭遇的地质情况不断恶化，利用帷幕注浆技术对地层进行加固和改良，愈发成为地下工程不可缺失的重要环节，同时隧道的埋深和长度明显增加，这给帷幕注浆工作的原料供给，尤其是带有深竖井的隧道工程，带来了巨大挑战。
[0003]在帷幕注浆施工中，每个注浆循环的注浆总量大。其每循环加固纵向长度约为20
‑
30m，注浆加固横截面范围为开挖轮廓线外2
‑
5m，加固体量大，根据地层自身条件和加固需求的不同，每注浆循环需消耗浆液300
‑
1000m3，其中最常用材料为水泥浆液价格远远低于其他注浆材料，按常用的水灰比1:1计算，每循环需水泥240
‑
800t，合4800
‑
16000袋水泥。
[0004]同时，帷幕注浆施工对材料的需求为间歇性、不定量需求，即“钻孔——注浆——钻下一孔——注浆
…”
，不同钻孔的注浆量为0.5—100m3，水泥制成浆液后凝结时间为6小时左右，需实时小批量制备浆液。因此，当开挖面距离洞口较近时如0.5km以内，可以将注浆机布置在地面，根据实时需求量制备浆液，然后通过注浆管远距离实施注浆；当开挖面距离洞口较远时如1km以上，则必须将注浆机布置在开挖面附近，通过运输车将水泥材料运至开挖面附近，利用小搅拌桶，满足间隙和不定量的实时浆液需求，该方法涉及水泥材料的装卸车、隧道内临时堆放、隧道内人工搅拌等一系列问题，效率低、扬尘大，尤其在设有深竖井的隧道工程中，水泥材料的输送又将进一步提高成本。
[0005]同时，利用管路远距离输送浆液至开挖面，则面临着“输送速度管路直径——管路损失和残浆固化”的矛盾，无法满足“总量大、输送快、间歇小批量”的供浆需求。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是提供一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，在深长隧道帷幕注浆施工中过程中，将大量的浆液快速、小批次地输送至开挖面，避免了常规施工中的车辆运输和开挖面区域人工搅拌浆液，既可以有效提高注浆施工效率，又能明显改善开挖面区域的空气环境。
[0007]本技术采用以下技术方案：一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，包括：输水管路、输浆管路和压气管路，均具有独立的进口端和出口端；其中：
[0008]输水管路，包括输水管，输水管为轴向上依次连接的多节钢性管体，输水管用于向开挖面提供施工用水；
[0009]输浆管路，包括输浆管，输浆管为轴向上依次连接的多节管体；输浆管同轴套设在
输水管内，与输水管路间形成环形的通道；输浆管的进口端用于与浆液输送装置管路连接，其内用于输送拌制好的水泥浆液；
[0010]压气管路，包括压气管，压气管为多节轴向相连接的弹性软管，同轴套设在输浆管内，与输浆管间形成环形通道，压气管的进口端用于与供气装置管路连接，其出口端排空；
[0011]在压气管的各节弹性软管的其中一端，均设置有气体控制件，气体控制件用于封闭各节软管，还用于控制气体的流向；
[0012]压气管用于：其内用于输送气体，且由进口端的一节弹性软管起，顺次输送至各节弹性软管；且在气体输送至所在节软管时，该节软管膨胀外扩，挤压该节软管外环形通道内的拌制好的水泥浆液，将水泥浆液输送至相邻的下节软管外的环形通道内，直至将拌制好的水泥浆液由出口端输送至开挖面。
[0013]进一步地，该压气管的各节软管的端部均设置有接头，各接头内腔为台阶状，且靠近软管端的内腔为小直径端。
[0014]进一步地，该气体控制件包括充气单向阀和排气单向阀，充气单向阀和排气单向阀并列安装于相邻的两节软管接头内腔的小直径端，将各节软管隔离为独立封闭的软管腔室。
[0015]进一步地，该输浆管为弱弹性软管，在输送浆液时可在其横截面方向向外膨胀，并在不输送浆液时向内收缩复原。
[0016]进一步地，该供气装置为高压气罐，高压气罐的进口处与空气压缩机相连接；高压气罐的出口端通过第三连接管路与压气管的进口相连接，在第三连接管路上安装有进气阀门，在第三连接管路上垂直连接，且相连通有起点泄气管，在起点泄气管上设置有起点泄气阀门。
[0017]进一步地，该压气管的出口端与出气管相连通，出气管上安装有终点泄气阀门。
[0018]进一步地，该输水管的进口端与水泵通过第一管路连接，在第一管路上设置有进水阀门；输水管的出口端设置有出水阀门。
[0019]进一步地，该输浆管的进口端与输浆泵通过第二管路相连接，在第二管路上安装有进浆阀门；所述输浆管出口端连接有硬质钢管，在硬质钢管上设置有浆阀门。
[0020]本技术的有益效果是：1.压气管与输浆管相配合，使输浆管中的浆液间歇输送至开挖面，代替车辆运输，且无需装车卸车，效率高、速度快、成本低。 2.在隧道洞外的地面拌制浆液，代替隧道内开挖面附近拌制浆液，改善隧道洞内作业环境。
附图说明
[0021]图1为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统剖面示意图；
[0022]图2为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统示意图；
[0023]图3为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统管节连接示意图；
[0024]图4为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统工作示意图一；
[0025]图5为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统工作示意
图二；
[0026]图6为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统工作示意图三；
[0027]图7为一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统实施示意图；
[0028]其中：1.输水管路；2.输浆管路；3.压气管路；4.储浆池；
[0029]11.蓄水池；12.水泵；13.输水管；14.进水阀门；15.出水阀门；
[0030]21.拌浆站；22.输浆泵；23.输浆管；24.进浆阀门；25.出浆阀门；
[0031]31.高压气罐；32.空气压缩机；33.压气管；34.进气阀门；35
‑
1.起点泄气阀门； 35
‑
2.终点泄气阀门；36.充气单向阀；37.排气单向阀。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。
[0033]本技术一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，如图1所示，包括：输水管路1、输浆管路2和压气管路3，均具有独立的进口端和出口端；输浆管路2长度超过2km，管路可容纳约22.6m3浆液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，其特征在于，包括：输水管路(1)、输浆管路(2)和压气管路(3)，均具有独立的进口端和出口端；其中：所述输水管路(1)，包括输水管(13)，所述输水管为轴向上依次连接的多节钢性管体，所述输水管(13)用于向开挖面提供施工用水；所述输浆管路(2)，包括输浆管(23)，所述输浆管(23)为轴向上依次连接的多节管体；所述输浆管(23)同轴套设在所述输水管(13)内，与所述输水管路(1)间形成环形的通道；所述输浆管(23)的进口端用于与浆液输送装置管路连接，其内用于输送拌制好的水泥浆液；所述压气管路(3)，包括压气管(33)，所述压气管(33)为多节轴向相连接的弹性软管，同轴套设在所述输浆管(23)内，与所述输浆管(23)间形成环形通道，所述压气管(33)的进口端用于与供气装置管路连接，其出口端排空；在所述压气管(33)的各节弹性软管的其中一端，均设置有气体控制件，所述气体控制件用于封闭各节软管，还用于控制气体的流向；所述压气管(33)用于：其内用于输送气体，且由进口端的一节弹性软管起，顺次输送至各节弹性软管；且在气体输送至所在节软管时，该节软管膨胀外扩，挤压所述该节软管外环形通道内的拌制好的水泥浆液，将水泥浆液输送至相邻的下节软管外的环形通道内，直至将拌制好的水泥浆液由出口端输送至开挖面。2.如权利要求1所述的一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，其特征在于，所述压气管(33)的各节软管的端部均设置有接头，各接头内腔为台阶状，且靠近软管端的内腔为小直径端。3.如权利要求2所述的一种适用于隧道帷幕注浆的长距离输送水泥浆液的复合管路系统，其特征在于，所述气体控制件包括充气单向阀(36)和排气单...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，李广跃，徐启鹏，倪汉杰，皮乾勇，赵爽，翟康博，王卓，谷晴天，徐伟，王文飞，宋妍，张丹枫，
申请(专利权)人：中铁隧道勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：