应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，包括注浆花管，所述注浆花管前部设有圆锥形刺入端，注浆花管后半部分相对外侧面上分别固定有铁管和胶管，内层膜袋一端紧固于铁管和注浆花管外部，铁管的出口置于内层膜袋内侧、注浆花管外侧；外层膜袋一端紧固于胶管和注浆花管上，胶管的出口置于外层膜袋内侧、内层膜袋外侧；内层膜袋和外层模袋另一端均紧固于注浆花管上；内层膜袋与注浆花管间形成第一层屏浆层，外层膜袋和内层膜袋间形成第二层屏浆层。本发明还公开了该装置的实施方法。本发明研究了涌水砂土层中注浆管封固的问题，解决了动水条件下封固浆材易冲散、单层膜袋易破损及注浆花管难以达到设计深度的问题。
【专利说明】应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，水利、建筑、交通及矿山工程建设中经常遭遇涌水、涌砂、沉降等地质灾害，各类地质灾害的治理通常采用注浆方法，其具有施工组织简便、施工工期短、封固深度易控制及成本低等优点。
[0003]对于注浆工程而言，注浆管自身封固效果会直接影响注浆治理效果，而现有技术常采用孔口封闭纯压式注浆法，该方法面临突涌水时封固浆材极易被动水冲散，同时该方法只能在低压状态下进行封固，限制了注浆管封固效果，故研究结构简单、封固浆材留存率好、封固强度高、价廉实用的注浆管封固装置具有一定的必要性。此外，良好的注浆管封固，可以为深层高压注浆提供技术保障，节约施工成本和缩短工期。
[0004]中国专利CN 203362181 U公开了一种应用于隧道施工防水堵漏的压浆式膜袋，主要由膜袋和置于膜袋内的管道组成，所述的膜袋通过绑扎铁丝固定于管道上，所述的管道包括内管和外管，所述的内管置于外管内，所述的外管的一端通过三通与内管连接，膜袋同管道之间可形成一层屏浆层。综合分析一种应用于隧道施工防水堵漏的压浆式膜袋，其存在以下不足之处:
1.仅采用一层纤维布膜袋，在膜袋绑扎和管道埋设时极易造成膜袋破损，导致注浆花管封固失败。
[0005]2.只形成一层屏浆层，加固范围较小，加固强度相应较低。
[0006]3.膜袋灌浆部件的单向阀门设置于膜袋内部，当膜袋灌浆达到停灌标准时，较难通过关闭单向阀门来实现停注。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为克服针对涌水条件下封固浆材易冲散、砂土层松散易塌孔及施工时单层膜袋易破损等问题，提供一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置及方法，采用在内层膜袋与注浆花管间建立第一层屏浆层、在外层膜袋与内层膜袋间建立第二层屏浆层以及利用圆锥形刺入端刺入砂土层。
[0008]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，包括注浆花管，所述注浆花管前部设有圆锥形刺入端，注浆花管后半部分相对外侧面上分别固定有铁管和胶管，内层膜袋一端紧固于铁管和注浆花管外部，铁管的出口置于内层膜袋内侧、注浆花管外侧；外层膜袋一端紧固于胶管和注浆花管上，胶管的出口置于外层膜袋内侧、内层膜袋外侧；内层膜袋和外层模袋另一端均紧固于注浆花管上；内层膜袋与注浆花管间形成第一层屏浆层，夕卜层膜袋和内层膜袋间形成第二层屏浆层。
[0009]所述铁管外径为16mm，铁管上安装球形单向阀门，浆液通过球形单向阀门再经铁管进入内层膜袋内部，球形单向阀门的单向性保证浆液只能单向流动。
[0010]所述胶管外径为16mm，胶管上安装球形单向阀门，浆液通过球形单向阀门再经胶管进入外层膜袋与内层膜袋间的空间，球形单向阀门的单向性保证浆液只能单向流动。
[0011]所述外层膜袋和内层膜袋的材料均为合成纤维布。
[0012]一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置的实施方法，包括以下步骤:
A.双层式膜袋装置的组装:将铁管焊接于注浆花管上并安装球形单向阀门；将内层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于铁管和注浆花管上，从而使内层膜袋包裹住铁管进口 ；将胶管通过绑扎铁丝固定于注浆花管上并安装球形单向阀门；将外层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于胶管和注浆花管上，从而使外层膜袋包裹住内层膜袋和胶管进口 ；最后安装圆锥形刺入端；
B.内层膜袋和外层膜袋的注浆:将双层式膜袋装置放入预定位置后，首先通过铁管对内层膜袋进行注浆，待达到设计注浆量后关闭球形单向阀门；内层膜袋中的封固浆材达到终凝后，通过胶管对外层膜袋进行注浆，此时应采用低流量注浆，流量控制在24L/mirT52L/min，待达到设计注浆量后关闭球形单向阀门；
C.注浆花管注浆:待内层膜袋和外层膜袋中的封固浆材凝固后，通过注浆花管对受注岩土层进行注浆封固。
[0013]本发明的技术方案解决了涌水砂土层中注浆管封固时浆材易冲散、单层膜袋易破损及塌孔时注浆花管难以达到设计深度的问题，此装置通过内层膜袋和外层膜袋建立了两层屏浆层，提高了对注浆花管的封固程度，并且通过注浆花管注浆，可进一步对涌水砂土层进行深层注浆封堵。
[0014]使用时，将铁管焊接于注浆花管上，内层膜袋一端用绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于铁管和注浆花管上；外层膜袋一端用绑扎铁丝固定于注浆花管，另一端通过绑扎铁丝将胶管一同绑扎于注浆花管上。此结构在内层膜袋和注浆花管之间形成第一层屏浆层，在外层膜袋和内层膜袋之间形成第二层屏浆层，因此即使在涌水砂土层中进行注浆管封固也不会产生封固浆材被冲散、单层膜袋破损无法封固等问题。
[0015]本发明中，圆锥形刺入端可在塌孔的情况下使注浆花管刺入砂土层，保证注浆花管位于设计深度。
[0016]本发明中，所述的外层膜袋和内层膜袋的材料均为合成纤维布，合成纤维布具有强度高、耐磨性好、透水快、耐酸碱、防渗反滤等多种功能。
[0017]本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:
1.本发明采用了内、外两层纤维布膜袋，解决了因单层膜袋破损而导致注浆花管封固失败的问题，提高了注浆花管封固的成功率。
[0018]2.本发明在内层膜袋中形成第一层屏浆层，在外层膜袋中形成第二层屏浆层，扩大了注浆花管的封固范围，提高了封固强度，为注浆花管的深部高压注浆提供了技术保证。
[0019]3.本发明中的圆锥形刺入端易使注浆花管刺入砂土层中，即使在塌孔的情况下，也可通过锤击注浆花管的方式使其端部达到设计深度。
[0020]4.本发明中的内、外两层纤维布膜袋绑扎简便，耗用工时少；在突涌水条件下，内、外膜袋中的封固浆材不会被冲散，节省了注浆材料，降低了工程造价。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本发明结构示意图；
其中1.注浆花管；2.圆锥形刺入端；3.铁管；4.球形单向阀门；5.内层膜袋；6.绑扎铁丝；7.胶管，8.外层膜袋。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0023]一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，如图1所示，主要由外层膜袋8、胶管7、内层膜袋5、铁管3及注浆花管I组成，所述外层膜袋8通过绑扎铁丝6固定于胶管7和注浆花管I上，所述胶管7置于外层膜袋8内侧、内层膜袋5外侧，所述内层膜袋5通过绑扎铁丝6固定于铁管3和注浆花管I上，所述铁管3置于内层膜袋5内侧、注浆花管I外侧，所述注浆花管I前部设有圆锥形刺入端2，内层膜袋5与注浆花管I间形成第一层屏浆层，外层膜袋8和内层膜袋5间形成第二层屏浆层，解决了涌水砂土层中注浆管封固时浆材易冲散、单层膜袋易破损及塌孔时注浆花管难以达到设计深度的问题，具体的是，此装置通过内层膜袋5和外层膜袋8建立了两层屏浆层，提高了对注浆花管的封固程度，并且通过注浆花管I注浆，可进一步对涌水砂土层进行深层注浆封堵。
[0024]内层膜袋5和注浆花管I之间设置外径为16mm的铁管3，铁管3上安装球形单向阀门4，在此结构中，浆液通过球形单向阀门4再经铁管3进入内层膜袋5内，球形单向阀门4的单向性保证浆液只能单向流动；外层膜袋8和内层膜袋5之间设置外径为16_的胶管7，胶管7上安装球形单向阀门4，在此结构中，浆液通过球形单向阀门4再经胶管7进入外层膜袋8内，球形单向阀门4的单向性保证衆液只能单向流动。
[0025]使用时，将铁管3焊接于注浆花管I上，内层膜袋5 —端用绑扎铁丝6固定于注浆花管I上，另一端通过绑扎铁丝6固定于铁管3和注浆花管I上；外层膜袋8 一端用绑扎铁丝6固定于注浆花管1，另一端通过绑扎铁丝6将胶管7 —同绑扎于注浆花管I上。此结构在内层膜袋5和注浆花管I之间形成第一层屏浆层，在外层膜袋8和内层膜袋5之间形成第二层屏浆层，因此即使在涌水砂土层中进行注浆管封固也不会存在封固浆材被冲散、单层膜袋破碎无法封固等问题。
[0026]圆锥形刺入端2可在塌孔的情况下使注浆花管I刺入砂土层，保证注浆花管I位于设计深度。
[0027]外层膜袋8和内层膜袋5的材料均为合成纤维布，合成纤维布具有强度高、耐磨性好、透水快、耐酸碱、防渗反滤等多种功能。
[0028]应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置的实施方法，包括以下步骤:
A.双层式膜袋装置的组装:将铁管焊接于注浆花管上并安装球形单向阀门；将内层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于铁管和注浆花管上，从而使内层膜袋包裹住铁管；将胶管通过绑扎铁丝固定于注浆花管上并安装球形单向阀门；将外层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于胶管和注浆花管上，
从而使外层膜袋包裹住内层膜袋和胶管；最后安装圆锥形刺入端。
[0029]B.内层膜袋和外层膜袋的注浆:将双层式膜袋装置放入预定位置后，首先通过铁管对内层膜袋进行注浆，待达到设计注浆量后关闭球形单向阀门；内层膜袋中的封固浆材达到终凝后，通过胶管对外层膜袋进行注浆，此时应采用低流量注浆，流量控制在24L/min"52L/min,待达到设计注衆量后关闭球形单向阀门；
C.注浆花管注浆:待内层膜袋和外层膜袋中的封固浆材凝固后，可通过注浆花管对受注岩土层进行注浆封固。
[0030]本发明结构简单，利用内层膜袋和注浆花管建立第一层屏浆层，在外层膜袋和内层膜袋间建立第二层屏浆层，从而克服现有技术施工时存在的涌水条件下封固浆材易冲散、单层膜袋易破损及封固强度不高的问题，同时该发明的圆锥形刺入端可以确保注浆花管位于设计深度。
[0031]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，其特征是，包括注浆花管，所述注浆花管前部设有圆锥形刺入端，注浆花管后半部分相对外侧面上分别固定有铁管和胶管，内层膜袋一端紧固于铁管和注浆花管外部，铁管的出口置于内层膜袋内侧、注浆花管外侧；外层膜袋一端紧固于胶管和注浆花管上，胶管的出口置于外层膜袋内侧、内层膜袋外侧；内层膜袋和外层模袋另一端均紧固于注浆花管上；内层膜袋与注浆花管间形成第一层屏浆层，外层膜袋和内层膜袋间形成第二层屏浆层。
2.如权利要求1所述的应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，其特征是，所述铁管外径为16_，铁管上安装球形单向阀门，浆液通过球形单向阀门再经铁管进入内层膜袋内部，球形单向阀门的单向性保证衆液只能单向流动。
3.如权利要求1所述的应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，其特征是，所述胶管外径为16_，胶管上安装球形单向阀门，浆液通过球形单向阀门再经胶管进入外层膜袋与内层膜袋间的空间，球形单向阀门的单向性保证浆液只能单向流动。
4.如权利要求1所述的应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，其特征是，所述外层膜袋和内层膜袋的材料均为合成纤维布。
5.如权利要求1所述的应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置，其特征是，所述铁管焊接于注浆花管上，胶管绑扎于注浆花管上。
6.一种应用于涌水砂土层中注浆管封固的双层式膜袋装置的实施方法，其特征是，包括以下步骤: A.双层式膜袋装置的组装:将铁管焊接于注浆花管上并安装球形单向阀门；将内层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于铁管和注浆花管上，从而使内层膜袋包裹住铁管进口 ；将胶管通过绑扎铁丝固定于注浆花管上并安装球形单向阀门；将外层膜袋一端通过绑扎铁丝固定于注浆花管上，另一端通过绑扎铁丝固定于胶管和注浆花管上，从而使外层膜袋包裹住内层膜袋和胶管进口 ；最后安装圆锥形刺入端； B.内层膜袋和外层膜袋的注浆:将双层式膜袋装置放入预定位置后，首先通过铁管对内层膜袋进行注浆，待达到设计注浆量后关闭球形单向阀门；内层膜袋中的封固浆材达到终凝后，通过胶管对外层膜袋进行注浆，此时应采用低流量注浆，流量控制在24L/mirT52L/min，待达到设计注浆量后关闭球形单向阀门； C.注浆花管注浆:待内层膜袋和外层膜袋中的封固浆材凝固后，通过注浆花管对受注岩土层进行注浆封固。
【文档编号】E21D11/38GK104343123SQ201410628235
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】李术才, 冯啸, 张乐文, 刘人太, 韩伟伟, 孙子正, 王洪波, 赵少龙, 王健 申请人:山东大学