[发明专利]一种模型试验用数显双液注浆系统及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种模型试验用数显双液注浆系统及其操作方法。

背景技术

目前我国隧道、矿山等地下工程建设过程中时常发生突水、突泥等地质灾害，轻则延误工期，重则造成大量的人员伤亡和经济损失。目前多采用注浆加固的方法解决此类问题，效果明显，但是突水、突泥灾害事故依然频发，究其原因在于目前注浆施工过多依赖于经验性，缺乏科学、合理的理论指导，注浆理论的发展远远落后于工程实践。

模型试验方法可以比较全面真实地模拟复杂的地质构造，发现一些新的力学现象和规律，为建立新的理论和数学模型提供依据，是研究注浆理论的一种重要手段。

注浆系统在模型试验中负责输送浆液，是注浆模型试验的重要组成部分。模型试验由于其相似比的原因需要小流量、小压力、可注双液、可实时监测并调节注浆参数、可提供稳定压力和流量的注浆系统，但是目前国内几乎没有专门适用于模型试验的注浆系统，注浆模型试验多采用工程用注浆泵，大流量、高压力、无法实时监测并调节注浆参数，与模型试验需要的注浆系统不匹配，严重限制注浆模型试验的开展，进而影响了注浆理论的研究。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种模型试验用数显双液注浆系统及其操作方法，该系统改变了目前国内几乎没有专门适用于模型试验的双液注浆系统，注浆模型试验多采用工程用注浆泵，大流量、高压力、无法实时监测并调节注浆参数，不能满足注浆模型试验要求的现状，对于推动注浆模型试验开展进而促进注浆理论的研究具有一定的意义。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种模型试验用数显双液注浆系统，包括空压机，空压机通过限压阀与两根输气管相连，每根输气管分别连接一个储输液装置，储输液装置的输气阀与输气管相连，储输液装置的输液阀分别通过输液管连接流量监测仪的一端，流量监测仪的另一端通过输液管连接压力变送器，压力变送器的输出端的输液管通过三通装置合并为总输液管，总输液管终端与模型试验装置相连。

所述储输液装置包括腔体、密封装置、液位计、浆液搅拌装置、固定螺杆、输气阀、加液阀和输液阀，其中，腔体通过固定螺杆与密封装置固定，输气阀和加液阀分别设置于腔体上端，液位计设置于腔体上，浆液搅拌装置设置于腔体中心位置，腔体下端中心位置处设有输液阀。

所述输气管上设有限压阀，限压阀的设定范围为0-1Mpa。

所述浆液搅拌装置的下端设有若干个扇叶片，上端设有把手，且扇叶片放置于腔体内部。

所述压力变送器与流量监测仪采用16位高精度采集卡及USB通讯方式。

所述腔体为不锈钢材料制作形成的桶状体。

所述密封装置，包括耐压板、橡胶垫和密封胶，按照耐压板、橡胶垫、腔体的顺序通过固定螺杆固定，耐压板、橡胶垫和腔体之间的缝隙处涂抹有密封胶。

采用上述模型试验用数显双液注浆系统的操作方法，具体步骤包括：

(1)通过加液阀向储输液装置加入适量浆液，设定限压阀的输液压力；

(2)开启空压机，压缩气体通过输气管进入储输液装置，压送浆液进入输液管，在此过程中，固定螺杆保证储输液装置的平衡；

(3)液位计实时显示腔体中液位，当液位至预警液位时将发出警报以提示加液，间隔摇动浆液搅拌装置以保证浆液均匀无沉淀；

(4)储输液装置储存并利用空压机提供的动力输送浆液，两套储输液装置内的不同浆液通过输液管在三通装置处汇流进入总输液管，总输液管输送混合双液进入模型试验装置，压力变送器与流量监测仪将监测数据实时传至计算机，实时显示注浆压力、流量信息，为实时调整注浆参数提供反馈信息。

本发明的有益效果为：

1.为注浆模型试验提供了一套小压力、小流量数显气动双液注浆系统,满足模型试验的要求，保证了注浆模型试验的开展；

2.设置两套储输液装置及输气、输液管路，可实现模型试验双液注浆；

3.设置压力变送器与流量监测仪，采用16位高精度采集卡及最新的USB通讯方式监测采集注浆压力、流量信息，注浆参数可实时精确显示，为实时调整注浆参数提供反馈信息；

4.设置限压阀，可以在0～1MPa范围内任意设定输液压力，结合空压机可提供稳定、较小的注浆压力及流量，满足模型试验的要求；

5.设置液位计，依据电容感应原理可实时显示腔体中液位，实现腔体液位可视化，结合报警信息可保证试验过程中浆液充足、连续；

6.设置浆液搅拌装置，可保证试验过程中浆液均匀无沉淀，避免堵塞管路；