一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统及方法，属于岩溶区施工技术领域，其包括：钻孔单元，用于在岩溶区的待注浆区域内钻孔以形成注浆孔；泡沫混凝土制备输送单元，用于泡沫混凝土的制备以及输送注浆浆液；注浆单元，包括套管组件、隔离组件和注浆组件，套管组件包括外套管和排水管，外套管插置在注浆孔内，外套管对应注浆孔内的待注浆区设置有筛孔区；隔离组件包括第一隔离件和第二隔离件分别设置在外套管筛孔区的两端；注浆组件包括至少一个注浆管。本发明专利技术结构简单，设计合理，实现及使用操作方便，在注浆过程中，能够保持泡沫混凝土的注浆压力要求，实现完全填充，避免了注浆区域留下空腔，很好的满足施工的设计要求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统及方法


[0001]本专利技术属于岩溶区施工
，具体涉及一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统及方法。

技术介绍

[0002]喀斯特地貌区域的地下发育着地下河、溶洞，在上述区域内进行岩溶隧道、桥梁和建筑基础的施工过程中施工难度大、风险高，因岩溶水的长期侵蚀，在施工过程中经常出现着突泥涌水、局部坍塌、冲沟、溶腔和溶井等现象，不仅极大地影响了施工速度，同时也大大增加了施工人员和机械的安全风险。
[0003]现有技术中，针对隧道、桥梁和建筑底部的处理方法是直接往溶洞内泵入纯水泥浆或混凝土，进行全溶洞填充，施工成本较高。在注浆过程中，对注浆压力要求高，若注浆压力过低，则难以完全填充，留下空腔，不能满足施工的设计要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0005]一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，包括：
[0006]钻孔单元，用于在岩溶区的待注浆区域内钻孔以形成注浆孔；
[0007]泡沫混凝土制备输送单元，用于泡沫混凝土的制备以及输送泡沫混凝土注浆浆液；
[0008]注浆单元，所述注浆单元包括套管组件、隔离组件和注浆组件，所述套管组件包括外套管和排水管，所述外套管插置在所述注浆孔内，所述外套管对应所述注浆孔内的待注浆区设置有筛孔区；所述排水管设置在外套管内，并与设置在所述注浆孔外的排水泵连接；
[0009]所述隔离组件包括第一隔离件和第二隔离件，所述第一隔离件和第二隔离件位于所述注浆孔内，并套设在所述外套管外侧，分别设置在所述外套管的筛孔区两端，以形成注浆隔离区；
[0010]所述注浆组件包括至少一个注浆管，所述注浆管的前端位于所述外套管内，并延伸至所述套管的筛孔区，所述注浆管的末端与所述泡沫混凝土制备输送单元连接。
[0011]进一步地，所述钻孔单元包括一履带式钻机，所述履带式钻机具有可调倾角的钻杆。
[0012]进一步地，所述泡沫混凝土制备输送单元包括依次连通的料斗、搅拌机、发泡机、注浆泵和送料管，其中，所述料斗与所述搅拌机之间通过第一输料管连接；所述搅拌机和所述发泡机之间通过第二输料管连接；所述送料管与所述注浆管的末端连接。
[0013]进一步地，所述第一隔离件和第二隔离件为充气或注水密封胶囊中的一种。
[0014]进一步地，所述注浆孔外设置有向所述第一隔离件和第二隔离件充气或注水的气泵或注水泵。
[0015]进一步地，所述隔离组件还包括监测装置，所述监测装置包括用来向所述第一隔
离件和第二隔离件中输送气体或水进入所述第一隔离件和第二隔离件的连接气管或连接水管、控制气体或水进出所述第一隔离件和第二隔离件的阀门，以及监测所述第一隔离件和第二隔离件内部压力的流量计和压力表，所述连接气管或连接水管沿轴向固定于外套管上端的外壁，所述流量计和压力表安装在位于注浆孔外的连接气管或连接水管上。
[0016]一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆方法，使用上述任一项所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，该方法包括以下步骤：
[0017]S10、将履带式钻机移动至岩溶区待注浆区域，启动履带式钻机，按照注浆孔的预定角度打孔，钻杆穿过地面、砂层及可溶岩层、岩溶空洞区，进入空洞区下方岩层一定深度后退钻，形成注浆孔；
[0018]S20、将外套管安装在所述履带式钻机上，启动所述履带式钻机，待外套管深入钻孔后，停止履带式钻机；
[0019]S30、在所述外套管内布置排水管，并与位于注浆孔外的排水泵连接，将与注浆孔连通的岩溶区空洞内的水排出；
[0020]S40、连接用于注浆的注浆管，将所述注浆管的前端延伸至所述外套管的筛孔区；
[0021]S50、对密封胶囊充气或注水；
[0022]S60、依次启动搅拌机、发泡机制备泡沫混凝土浆液，并由注浆泵将泡沫混凝土浆液经注浆管输送所述外套管的筛孔区，泡沫混凝土浆液穿过外套管上的筛孔进入岩溶区空洞内，开始注浆；
[0023]S70、注浆完成后，静置半个小时，等到泡沫混凝土浆液初凝完成，退出注浆管，封孔。
[0024]进一步地，步骤S50中对密封胶囊充气或注水方法为：
[0025]根据具体情况选择充气或者注水；首先将送气管或注水管与位于外套管和注浆孔之间的连接气管或连接水管连接，打开端头阀门，启动气泵或注水泵让气体或水流通过送气管或注水管输送到第一密封胶囊和第二密封胶囊中，提前计算充入第一密封胶囊和第二密封胶囊中所需气体或水流的体积，通过流量计观测，第一密封胶囊和第二密封胶囊中输入的气体或水流的体积，快到预设值时，转动阀门，减小输气或注水的速率，观察压力表的变化，当压力表的显示压力突然变大时，关闭端头的阀门，防止气体或水回流；关闭气泵或注水泵。
[0026]进一步地，步骤S60中制备泡沫混凝土浆液的步骤为：
[0027]以水泥、细砂和水为泡沫混凝土原料，置于料斗中混合，混合后通过第一输料管输送至搅拌机中进行搅拌，搅拌均匀后，通过第二输料管输送至发泡机中进行发泡，发泡完成后得到泡沫混凝土浆液；所述水泥中可掺加适量粉煤灰。
[0028]有益效果：
[0029]本专利技术结构简单，设计合理，实现及使用操作方便，在注浆过程中，能够保持泡沫混凝土的注浆压力要求，可以实现完全填充，避免了注浆区域留下空腔，很好的满足施工的设计要求。
附图说明
[0030]图1为本专利技术的钻机挖孔示意图；
[0031]图2为本专利技术的注浆系统整体结构示意图；
[0032]其中，1、履带式钻机；2、钻杆；3、砂层；4、岩溶空洞区；5、岩石区；6、注浆孔；7、排水泵；8、排水管；9、气泵；10、连接气管；11、第一隔离件；12、第二隔离件；13、外套管；14、注浆管；15、注浆泵；16、发泡机；17、第二输料管；18、搅拌机；19、第一输料管；20、料斗。
具体实施方式
[0033]实施例1
[0034]一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，包括钻孔单元、泡沫混凝土制备输送单元和注浆单元。
[0035]钻孔单元用于在岩溶区的待注浆区域内钻孔以形成注浆孔6。
[0036]在本实施例中，钻孔单元包括一履带式钻机1，履带式钻机1具有可调倾角的钻杆2。
[0037]泡沫混凝土制备输送单元用于泡沫混凝土的制备以及输送泡沫混凝土注浆浆液。
[0038]泡沫混凝土制备输送单元包括依次连通的料斗20、搅拌机18、发泡机16、注浆泵15和送料管，其中，料斗20与搅拌机18之间通过第一输料管19连接；搅拌机18和发泡机16之间通过第二输料管17连接；送料管与注浆管14的末端连接。
[0039]注浆单元，注浆单元包括套管组件、隔离组件和注浆组件，套管组件包括外套管13和排水管8，外套管13插置在注浆孔6内，外套管13对应注浆孔6内的待注浆区设置有筛孔区；排水管8设置在外套管13内，并与设置在注浆孔6外的排水泵7连接。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，包括：钻孔单元，用于在岩溶区的待注浆区域内钻孔以形成注浆孔；泡沫混凝土制备输送单元，用于泡沫混凝土的制备以及输送泡沫混凝土注浆浆液；注浆单元，所述注浆单元包括套管组件、隔离组件和注浆组件，所述套管组件包括外套管和排水管，所述外套管插置在所述注浆孔内，所述外套管对应所述注浆孔内的待注浆区设置有筛孔区；所述排水管设置在外套管内，并与设置在所述注浆孔外的排水泵连接；所述隔离组件包括第一隔离件和第二隔离件，所述第一隔离件和第二隔离件位于所述注浆孔内，并套设在所述外套管外侧，分别设置在所述外套管的筛孔区两端，以形成注浆隔离区；所述注浆组件包括至少一个注浆管，所述注浆管的前端位于所述外套管内，并延伸至所述套管的筛孔区，所述注浆管的末端与所述泡沫混凝土制备输送单元连接。2.根据权利要求1所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，所述钻孔单元包括一履带式钻机，所述履带式钻机具有可调倾角的钻杆。3.根据权利要求1所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，所述泡沫混凝土制备输送单元包括依次连通的料斗、搅拌机、发泡机、注浆泵和送料管，其中，所述料斗与所述搅拌机之间通过第一输料管连接；所述搅拌机和所述发泡机之间通过第二输料管连接；所述送料管与所述注浆管的末端连接。4.根据权利要求1所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，所述第一隔离件和第二隔离件为充气或注水密封胶囊中的一种。5.根据权利要求4所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，所述注浆孔外设置有向所述第一隔离件和第二隔离件充气或注水的气泵或注水泵。6.根据权利要求5所述的用于岩溶区的泡沫混凝土注浆系统，其特征在于，所述隔离组件还包括监测装置，所述监测装置包括用来向所述第一隔离件和第二隔离件中输送气体或水进入所述第一隔离件和第二隔离件的连接气管或连接水管、控制气体或水进出所述第一隔离件和第二隔离件的阀门，以及监测所述第一隔离件和第二隔离件内部压力的流量计和压力表，所述连接气管或连接水管沿轴向固定于外套管上端的外壁，所述流量计和压力表安装在位于注浆孔外的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文明，孔秋平，张强，邱维衍，郑添寿，卢焱保，
申请(专利权)人：福建永强岩土股份有限公司，
类型：发明
国别省市：