一种钻孔封孔用注浆装置的制作方法

本发明涉及注浆领域，具体涉及一种钻孔封孔用注浆装置。

背景技术：

注浆是指在建筑工程中，用适当的方法将某些能固化的浆液注入岩土地基的裂缝或孔隙中，通过置换、充填、挤压等方式以改善其物理力学性质的方法。例如在隧道掘进中需要进行注浆用于填充盾构机和隧道顶部之间的缝隙，避免垮塌。同时在一些爆破施工中，对钻孔和封孔过程中也需要进行注浆操纵。以孤石爆破为例，孤石爆破钻孔及取芯钻孔处理完成后均需对每个钻孔进行封孔处理，封孔采用注入单液浆形式进行，单液浆可以按水灰比1:1进行调配（同时可根据现场实际情况进行调整，到达填充为目的），注浆时由现场管理人员及监理工程师共同见证，严格操作，确保各个孔位封堵密实。在现有的注浆施工中，通常是通过注浆机来完成注浆过程，注浆机是一种有注浆泵或注浆活塞为核心驱动一种设备，用于将浆液通过管道注入到填充区域。

现有技术的缺点在于：在注浆过程中，对于大缝隙类的注浆，传统设备基本能满足其施工要求，能够实现完全填充，然而在一些小型填充区域，例如上述的爆破过程中爆破孔的钻孔和封孔过程中，由于传统注浆机出料快，且钻孔较小，从而出现气体无法排除的问题，造成浆液注浆过程中无法下沉，从而出现部分注浆真空，达不到施工要求，尤其是爆破孔中，封孔不足会导致爆破失败，甚至造成工程失败。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钻孔封孔用注浆装置，主要用于小型钻孔封孔中的注浆操作，可避免注浆孔太小，空气无法有效快速排出的问题，从而避免注浆真空的出现，有利于提高注浆质量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种钻孔封孔用注浆装置，包括注浆泵、浆液罐、加压罐、注浆管以及底座，所述注浆泵、浆液罐、加压罐全部安装在所述底座上；

所述注浆泵与浆液罐导通，所述浆液罐出料口与加压罐导通，所述加压罐底部连接所述注浆管，注浆泵用于浆液从浆液罐注入加压罐，并在加压罐的加压下由注浆管输出；

所述注浆管的前端注浆段设置有一段搅拌部，所述搅拌部末端连接出料头；

所述搅拌部有多个搅拌单元组成，每个搅拌单元包括由内圈环和外圈环以及滚珠组成的轴承、以及多个沿径向固定在外圈环上的搅拌锤；

多个所述搅拌单元的轴承通过内圈环同轴依次固定在所述注浆管上，所述外圈环两侧端面设置有齿轮，相邻两搅拌单元之间通过齿轮传动实现同轴转动；

还包括一个电机，所述电机固定在注浆管出料口内壁，电机的转轴与所述出料头同轴连接，所述出料头端面与搅拌部最前端的一个搅拌单元外圈环固定连接。

和传统的注浆机相比，本方案对注浆管的头部，即出料口进行了合理改进，使得在注浆的同时进行搅拌，从而消除注浆真空，避免出现注浆后出现气泡。其具体方案原理是在注浆管的出料口及其反向延伸的一段注浆管上同轴安装轴承，轴承外圈环上设置多个搅拌锤，轴承之间通过齿轮同轴转动，然后在注浆管的出料端内壁轴心安装一个电机，用于驱动出料头转动，出料头与轴承外圈环固定从而带动轴承外圈环转动，使得搅拌锤也随之转动。在这个过程中，注浆料以离心形式从出料头洒出，同时注浆后被搅拌锤搅拌，可完全杜绝填充真空的出现，提高注浆质量。

所述搅拌单元之间的齿轮对接方式包括无缝对接和有缝对接两种方式。采用两种方式的优劣各不相同，其中无缝对接方式使用用直孔，而有缝对接则适用于弯曲孔，可以实现搅拌部的弯曲，从而使用不同工况。

进一步的，所述出料头侧壁开设有若干出料孔。开设出料孔的优势在于可以避免注浆液一下全部涌出，而是以单股喷射而出，在注浆的同时完成冲击，避免出现真空。

进一步的，所述出料头与注浆管对接侧的端面与所述注浆管末端的轴承外圈环固定连接，所述端面向轴心延伸形成一个固定轴，所述固定轴与电机转轴连接；

或所述电机转轴延伸至出料头底部，与所述出料头底部同轴连接。

采用以上两种对接方式，可以避免电机裸露在外，从而防止注浆管在伸入孔中是发生撞击损坏。

进一步的，所述电机通过支撑架固定在所述注浆管前端内壁，电机为微型防水电机，其尺寸不超过注浆管流量面积的二分之一，电机通电线缆沿注浆管内壁铺设，或在所述注浆管侧壁设置夹层用于埋设线缆。

进一步的，所述搅拌部的直径不超过所述出料头的直径，该方式可保证搅拌部不会影响注浆管的伸出，避免出现搅拌部过大，注浆管无法伸入的问题

进一步的，所述搅拌部的长度不为10cm-30cm。

进一步的，所述搅拌锤由连杆有球形重锤组成，球形重锤的优势在于球体在流体中的阻力最小。

进一步的，所述底座设置有车轮，设置车轮，可以使得整个设备的搬运更加轻松。

进一步的，所述注浆管与加压罐之间通过螺栓固定连接。

进一步的，所述加压罐设置有用于监测压力的压力表。

和传统的注浆机相比本发明的有益效果是：

（1）注浆同时完成通过出料头的旋转将注浆液离心注入，相比传统的直接注入，本方案不易出现注浆真空；

（2）在注浆的同时，搅拌部不断旋转搅拌注浆液，可进一步避免注浆液形成真空气泡的现象，从而实现无气泡填充；

（3）搅拌部的结构，不仅可适用于直线孔，还可适用于曲面孔，可将注浆管伸入到注浆孔内，且同时能完成曲径内的搅拌，和传统的只能实现直筒式搅拌相比，本方案的适用性更强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为搅拌单元侧视图；

图3为搅拌单元主视图；

图4为注浆段示意图；

图5为注浆段剖面图；

图6为电机与出料头的另一种安装方式；

图7为搅拌单元的另一分布示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。

如图所示，一种钻孔封孔用注浆装置，包括注浆泵1、浆液罐2、加压罐3、注浆管4以及底座7，注浆泵1、浆液罐2、加压罐3全部安装在底座7上。在本方案中注浆管4采用内壁加固螺旋钢丝的柔性管道，使其可以随意弯曲。注浆泵1与浆液罐2导通，浆液罐2出料口与加压罐3导通，加压罐3底部连接注浆管4，注浆泵1用于浆液从浆液罐2注入加压罐3，并在加压罐3的加压下由注浆管4输出。注浆管4的前端注浆段设置有一段搅拌部5，搅拌部5末端连接出料头6，其结构可以参考图4所示，在注浆管4的前段安装搅拌部5，搅拌部的结构示意图可参考图2和图3所示。搅拌部5有多个搅拌单元组成，每个搅拌单元包括由内圈环51和外圈环52以及滚珠53组成的轴承、以及多个沿径向固定在外圈环52上的搅拌锤55；即相当于有轴承和搅拌锤55组成，多个搅拌单元的轴承通过内圈环51同轴依次固定在注浆管4上，外圈环52两侧端面设置有齿轮54，相邻两搅拌单元之间通过齿轮54传动实现同轴转动，即在轴承的端面上沿轴向设置齿轮，其结构参考图2所示，从而使得两两对接的轴承可以实现同轴传动。为了完成驱动，还包括一个电机8，电机8固定在注浆管4出料口内壁，电机8的转轴与出料头6同轴连接，出料头6端面与搅拌部5最前端的一个搅拌单元外圈环52固定连接。出料头6与注浆管4对接侧的端面62与注浆管4末端的轴承外圈环52固定连接，即端面62与图5中最左侧的一个搅拌单元外圈环52固定，其中固定的方式可以采用螺栓固定或直接焊接的方式，本实施例优选采用螺栓固定方式，从而使得方便更换出料头6以及进行内部结构的清洗。端面62向轴心延伸形成一个固定轴，固定轴与电机8转轴连接，其结构可参考图5所示，其本质相当于在出料头6的右端设置有横跨轴心的固定板，电机8的转轴固定在固定板的中心，从而保证注浆管4与出料头6之间的注浆通畅，又能保证电机8可以驱动出料头6转动，使得注浆液以离心方式注入。除此之外，电机8转轴也可以延伸至出料头6底部，与出料头6底部同轴连接，其结构参考图6所示。电机8通过支撑架固定在注浆管4前端内壁，电机8为微型防水电机，其尺寸不超过注浆管4流量面积的二分之一，电机8通电线缆沿注浆管4内壁铺设，或在注浆管4侧壁设置夹层用于埋设线缆

作为一种优选实施例，搅拌单元之间的齿轮54对接方式包括无缝对接和有缝对接两种方式，其中无缝对接可以参考图4-图6所示，该方式下由于无缝对接使得搅拌段无法进行弯曲，因此主要适用于直线形的钻孔，当采用有缝对接的形式时，其结构可参考图7所示，由于各搅拌单元之间存在缝隙，使得整个搅拌段可以在缝隙范围内呈一定角度的弯曲，其中齿轮尺寸越大，缝隙越大，其弯曲的角度越大，可以根据施工要求合理选择不同类型的搅拌结构。出料头6侧壁开设有若干出料孔61，搅拌部5的直径不超过出料头6的直径，搅拌部5的长度不为10cm-30cm，搅拌锤55由连杆有球形重锤组成，底座7设置有车轮，注浆管4与加压罐3之间通过螺栓固定连接，注浆管4的长度可以延长从而适用于不同深度的钻孔，加压罐3设置有用于监测压力的压力表。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。