注浆设备及器具

第一节概述注浆设备及器具，主要包括钻机、钻具、注浆泵、搅拌机、注浆管线总成、止浆塞和混合器等，其中钻机与钻具是成孔设备，而注浆泵、搅拌机等其他设备、器具则是制备、输送浆液。一、静压注浆设备及器具（一）单液系统将浆液的各种成分可置于同一搅拌机内搅拌，然后用一台注浆泵注入孔内。（二）双液系统把主剂和速凝剂等分盛于两搅拌槽内，用两台泵分别压送至混合器内，混合均匀后再注入注浆孔中。静压注浆的钻孔施工中，钻机可选用现有的回转式、冲击式或振动式钻机；单液系统双液系统二、高压旋喷注浆设备及器具高压旋喷注浆机器及器具，主要由高压发生装置、钻机、特种钻杆、高压管路及注浆设备等组成。高压旋喷注浆设备及器具第二节钻钻孔孔设备一、钻机机的选择择1。是回回转钻进进法：用用于地层层较深或或土、岩岩层较硬或含有有较大卵卵石的地地层。2。是冲冲击钻进进法：用用于较松松软且深深度较小小的工地地。钻机的选选择二、钻头头注浆孔施施工中，，常用合合金钻头头与金铡铡钻头钻钻进。（一）合合金钻头头为取芯式式和不取取芯式两两大类，，磨锐式式和自磨磨式两种种。（二）金金刚石钻钻头金刚石钻钻头是目目前钻进进坚硬岩岩层最有有效的工工具之一一。一般岩石可可钻性级级别越高高，所用用钻头的的金刚石石品级应应越好，，粒度越小小；岩层层磨性越越强，钻钻头胎体体耐磨性性应越高高，金刚石的浓浓度、粒粒度越大大，保径径性能应应越好。。合金钻头头合金钻头头金刚石钻钻头金刚石钻钻头第三节注注浆泵泵注浆泵是是注浆施施工中最最重要的的设备之之一，注浆泵就就胡足够够的排浆浆量，泵泵压应大大于最大大注浆压力力的1/4～1/5倍倍，以保保证注浆浆工作的的顺利进行。注浆泵的要求求就静压注浆而而言，由于浆浆液对地层裂裂隙或孔隙的的充塞作用，裂隙隙或孔隙将逐逐渐变小，吸吸浆量也逐渐渐变低，相应的注浆压压力呈递增趋趋。尤其在不不是的注浆深深度、不同的岩层条条件下，要求求采用不同在在注浆流量和和压力。在双液注浆施施工中，为了了能准确控制制浆液的凝固固时间，两液的吸吸浆量应满足足一定的比例例关系，要求求注浆泵在注浆过程中中，能随时调调节流量、压压力，而且供供液要均匀稳定，以满满足注浆工艺艺和保证注浆浆质量的要求求。注浆泵的要求求对于高压旋喷喷注浆，它是是通过泵的作作用，把低压压吸入的浆液或水水，以高压排排出，从而使使喷嘴处液流流压力升高。喷嘴处处液流压力愈愈高，喷射流流的破坏力愈愈大，固结体的尺寸寸也愈大。因因此高压旋喷喷注浆法要求求的泵压要比静压注注浆大，一般般要求注浆泵泵额定压力为为20～34MPa，额定定流量为85L/min左右。注浆泵的种类类专用注浆泵有有：YSB-250/120型液力力调速注浆泵泵、2MJ-3/40型隔膜膜计量泵等。。各种型号的泥泥浆泵：300型电动水水泥泵、2DN-25/80型泥浆泵和TBN系列、BN系列泥浆浆泵。石油化工用的的计量泵：1DB-1.5/30、、2DB-1.5/30型柱塞泵等等小型的手压泵泵、动力泵等等。。目前水泥灌浆浆多以泥浆或或砂泵替代，，化学灌浆多多用计量泵。在高高压旋喷注浆浆中，一般单单管法和二重重法使用的是高压泥泥浆泵，而三三重管法和多多重管法使用用的多是高压水泵。。静压注浆泵泵YSB-250/120型液力调速速注浆泵YSB-250/120型液液力调速注注浆泵，是是为适应我我国当前静压注浆浆工艺的要要求而设计计的。泵的的调速系统统采用了可调式液液力变矩器器的调速传传动装置，，由于变矩矩器功率可调，且且具有相对对稳定的恒恒功率运转转特性，使使泵具备当压力稳稳定时可无无级变速调调节流量和和压力增高高、流量自动降低低的特性，，从而满足足了注浆工工艺的要求求。YSB型注注浆泵，为为卧式高压压双缸双作作用泵，输输送介质为水泥-水玻璃液液，适合深深井地面预预注浆或井井下高压注浆。液力调速注注浆泵的工工作机理泵的工作机机构采用往往复泵型式式，可承受受较高的压力，它由由涡轮涡杆杆、曲柄连连杆机构、、没块带动动拉杆，最后使使活塞作往往复运动。。泵缸采用用双缸双作作用式，可输送送较大的流流量。调速速机构采用用先进的液液力变矩器，能能够满足注注浆过程中中大幅度的的无级调量量要求。传动机机构采用涡涡轮涡杆、、曲柄连杆杆机构，安安全可靠，承载载力高，整整台机器沿沿轴曲布置置，紧凑合合理，整体性强。。高压旋喷注注浆用泵国内高压水水泵种类较较多，输送送的介质为水、油和和乳化液，，一般要求求工作介质质温度不超过55℃。目目前在高喷喷注浆中，，常用3XD型、、3W-6B、3W-7B等等三柱塞泵泵。第四节止止浆塞塞止浆塞是在在静压注浆浆中，实现现分段注浆浆，合理使使用注浆压力和和有效控制制浆液分布布范围，保保证注浆质质量的重要设备。它它在注浆孔孔中的安设设位置，应应选择在孔孔壁围岩稳定、岩性性完整、无无纵向（70°～90°）裂裂隙（或有有纵向裂隙，但但已注浆封封堵）和孔孔径规则的的孔段。目目前常用的止浆塞主主要有机械械式、水力力膨胀式两两种。一、机械式式止浆塞机械式止浆浆塞在注浆浆孔中，靠靠机械压力力使胶塞（（密封件）产生生横向膨胀胀，与孔壁壁挤紧，将将注浆孔分分为上下两段，以便便下段注浆浆时能把浆浆液压入裂裂隙含水岩岩层中，而不致从胶胶塞密处返返至上段孔孔内，甚至至流出地表表，保证正常进行分分段注浆。。胶塞和外型型有直线形形和弧形两两种，前者者受压变形形后，与孔壁接触触面广，承承压力高，，止浆效果果好。已广广泛使用；；后者受压变变形后与孔孔壁接触面面小，承压压力低，较较少使用。。胶塞所用材材料的性能能要求（1）天然然胶合量不不低于70%，保证证胶塞具有有良好的恢复复变形功能能；（2）抗强强强度大于于20MPa，永久久变形不大大于10%，伸伸长率不小小于40%；（3）在10%NaOH溶液液中浸泡24h，膨膨胀率小于5%；（4）耐磨磨性好，硬硬度高，邵邵氏硬度达达70～75。单管止浆塞塞三爪式单管管止浆塞:使用时先先把止浆塞塞下到注浆浆孔内预定位置，，用钻机的的泥浆泵压压水使三爪爪脱开三爪爪收拢器，牢固地地支承在内内孔壁上；；若为异径径式，利用用异径卡环支承在在注浆孔变变径的台阶阶处，然后后钻机提升升绞车拉紧反绳轮轮，使胶塞塞受压而横横向膨胀，，与孔壁挤挤紧。压缩胶塞的的压力，一一般以钻机机液压表指指针指示压压力为0.5~0.8MPa为宜。。三爪式单管管止浆塞的的特点（1）可分分段上行或或下行式注注浆；（2）三套套管内或岩岩石较硬、、孔壁完整整的裸孔内止止浆；（3）三爪爪张开后最最大直径150mm；（4）孔深深小于500m。三爪式单管管止浆塞二、水力膨膨胀式止浆浆塞水力膨胀式式止浆塞是是依靠具有有膨胀性的的密封元件件（橡胶筒））在其膨胀胀限度内与与注浆孔壁壁挤紧，而而将钻孔封封隔为为上、下两两段。该种种止浆塞是是借助于密密封元件内的高压压水来实现现密封元件件膨胀的，，因此，它它不需要支点，能能在注浆孔孔的任意深深度内实现现多次封隔隔止浆，而且操作方方便，使用用灵活，设设计承受注注浆压力为为10MPa，是一种新型型结构的止止浆塞。单管水力膨膨胀式止浆浆塞1．结构原原理（1）固定定外壳主主要由膨膨胀橡皮筒筒17、单单向阀、花花篮螺母母8和和顶顶帽帽6组组成成。。（2））活活动动中中心心管管由由上上、、下下中中心心管管2、、18，，铅铅球球22和和泄泄压控控制制环环组组成成。。2．．使使用用方方法法（1））膨膨胀胀止止浆浆下下入入孔孔内内到到预预定定位位置置后后，，用用水水泵泵向向注注浆管管内内泵泵清清水水，，使使胶胶筒筒膨膨胀胀与与孔孔壁壁挤挤紧紧，，当当水水压压升升高高到一一定定值值（（约约10~11MPa））时时，，铅铅球球推推出出，，中中心心管管与与钻钻孔连连通通，，压压力力急急骤骤下下降降为为止止，，此此时时，，由由于于单单向向阀阀的的作作用，，使使胶胶筒筒始始终终处处于于膨膨胀胀状状态态。。2．．使使用用方方法法（1））膨膨胀胀止止浆浆：：注注浆浆过过程程中中，，一一定定要要保保证证最最大大注注浆浆压压力力不超超过过推推出出铅铅球球时时的的压压力力值值，，以以保保证证胶胶筒筒内内高高压压水水高于于注注浆浆压压力力，，这这样样单单向向阀阀不不会会重重新新被被打打开开而而使使浆浆液进进入入胶胶筒筒，，从从而而出出现现事事故故。。（2））回回收收止止浆浆塞塞注注浆浆结结束束后后，，用用钻钻机机提提起起注注浆浆管管的的悬悬重，，使使胶胶筒筒内内高高压压水水与与中中心心管管沟沟通通而而泄泄压压，，胶胶筒筒即即可收收缩缩。。（3））重重复复膨膨胀胀止止浆浆将将止止浆浆塞塞置置于于预预定定位位置置，，向向注注浆浆管管内投投入入铅铅球球，，开开泵泵压压水水至至一一定定压压力力时时（（约约4~5MPa）），，下放放注注浆浆管管，，靠靠注注浆浆管管重重力力使使花花篮篮螺螺母母与与连连接接锁锁栓栓的的丝扣扣重重新新合合紧紧。。提提高高泵泵压压推推出出铅铅球球，，即即可可实实现现再再次次膨膨胀而而封封隔隔钻钻孔孔。。单管管水水力力膨膨胀胀式式止止浆浆塞塞第五五节节混混合合器器混合合器器是是针针对对两两种种浆浆液液混混合合注注浆浆用用的的一一种种专专用用器器具。。混混合合时时，，浆浆液液将将发发生生一一系系列列物物理理、、化化学学反反应应，，因因此对对混混合合器器的的技技术术要要求求是是：：（1））混混合合器器保保证证两两种种浆浆液液能能充充分分混混合合均均匀匀，，并并保保证浆浆液液压压液液在在预预定定的的时时间间凝凝固固；；（2））两两种种浆浆液液的的注注浆浆压压要要求求不不同同时时，，保保证证不不会会窜窜浆，以保保证浆液液不在管管路内凝凝固；（3）有有足够的的过流断断面，并并能承受受最大注注浆压力力。一、孔口口球阀混混合器孔口球阀阀混合器器结构如如图3-36所所示。主主要由两两面三个逆止阀阀和人字字形混合合管13组成。。逆止阀阀钢球8用压缩弹簧6复位，，防止两两液窜动动，钢球球开度用用调节轴轴杆1控制。。注浆时时打开调调节轴杆杆，使两两液通过过逆止阀阀进入人字形形混合管管相遇而而混合，，并经注注浆管继继续混合合。注浆结束束后，为为防止孔孔内高压压浆液返返流，可可用调节节轴杆将钢钢球紧在在球座上上。该类类混合器器主要用用于地面面注浆，，效果果较好好。孔口球球阀混混合器器第六节节其其他他注浆浆设备备一、搅搅拌机机搅拌机机（组组）是是注浆浆工程程中的的造浆浆设备备。大大多为为施工单单位自自制，，多为为人工工上灰灰、拆拆袋、、搅拌拌机制制浆方方式。采采用水水泥注注