[发明专利]一种泵吸降压定向注浆设备和方法

说明书

本发明公开了一种泵吸降压定向注浆设备和方法，涉及注浆工艺技术领域。该泵吸降压定向注浆设备，包括富水地层，所述富水地层的内部设置有溶腔管道，所述溶腔管道的中上游端连通有第一输液管，所述第一输液管远离溶腔管道的一端连通有第一减压水泵，所述溶腔管道的上游端连通有第二输液管，所述第二输液管远离溶腔管道的一端连接有第二减压水泵，所述溶腔管道的中下端连通有注入管道。该泵吸降压定向注浆设备，通过设置第一减压水泵和第二减压水泵，改变溶腔管道内局部压力梯度，引导注浆液向溶腔管道上游流动，从而解决了富水地区溶腔管道突涌水治理中，向溶腔上游方向定向注浆的问题。

技术领域

本发明涉及注浆工艺技术领域，具体为一种泵吸降压定向注浆设备和方法。

背景技术

注浆是利用液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入地层的裂隙或孔隙，以改善地层的物理力学性质，达到加固、止水等目的的工程作业活动。注浆施工是地基处理和加固、建筑基坑帷幕堵漏中常见的施工方法。富水地区隧道修建过程中，突水涌水时有发生，是隧道修建过程中致灾的重要原因。注浆是治理突水涌水的常用方法之一。由于富水地层水流通道复杂，常规注浆实施后，注浆液受地下水流场作用，通常向流水通道下游流动，当注浆封堵方向与地下水流场方向相反时，注浆封堵效果欠佳，大部分注浆液会被地下水冲至下游；

现有的注浆装置主要为真空定向注浆装置，现有专利公开了申请号为：CN201521078447.7的一种真空定向注浆装置，包括：真空管和注浆管，所述注浆管间隔设置在所述真空管的周围；所述真空管和所述注浆管均为一端开口，一端封闭，所述真空管的管壁上设置有第一开孔；所述注浆管包括外管和内管，所述内管套设在所述外管内，且所述内管可在所述外管内上下移动；所述内管两端外侧均连接有封堵气囊，所述封堵气囊充气后可紧贴所述外管；所述外管的管壁上设置有第二开孔，所述内管的管壁上设置有第三开孔。采用该注浆装置，实现了定向和定点注浆，解决了现有技术中，由于注浆压力过大，土体产生劈裂裂缝，浆液随之沿着劈裂裂缝流失，起不到有效加固或封堵作用的问题；

而用于土层加固注浆的真空定向装置在富水区隧道工程中无法使用。原因1：土层注浆无需抵御高外水压力，封堵气囊可以实现充气密闭，但富水区隧道工程注浆压力一般大于3MPa，最大可达10MPa以上，封堵气囊无法实现注浆管密封。原因2：地下工程突涌水，一般地下水压力高，流量大，需采用速凝水泥浆液注浆封堵，采用速凝水泥后，管道内水泥浆液粘性迅速增加，带来的阻力也成倍增加，该方案中注浆管内外管很难实现上下移动。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种泵吸降压定向注浆设备，解决了富水地区溶腔管道突涌水治理中，向溶腔上游方向定向注浆的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种泵吸降压定向注浆设备，包括富水地层，所述富水地层的内部设置有溶腔管道，所述溶腔管道的中上游端连通有第一输液管，所述第一输液管远离溶腔管道的一端连通有第一减压水泵，所述溶腔管道的上游端连通有第二输液管，所述第二输液管远离溶腔管道的一端连接有第二减压水泵，所述溶腔管道的中下端连通有注入管道，所述注入管道远离溶腔管道的一端连通有第一支管和第二支管，所述第一支管远离注入管道的一端连通有第一水泥注浆泵，所述第二支管远离注入管道的一端连通有速凝剂泵，所述第一支管的表面设置有压力传感器，所述第二支管的表面设置有流量传感器，所述流量传感器的输出端固定连接有控制终端计算机，所述溶腔管道的下游管道内设置有下游通道阻塞装置，所述下游通道阻塞装置的表面连接有第三输液管，所述第三输液管远离下游通道阻塞装置的一端固定连接有第二水泥注浆泵，所述控制终端计算机分别与压力传感器、流量传感器、第一水泥注浆泵和速凝剂泵电性连接。

优选的，所述第一输液管、第二输液管、第一支管和第二支管的表面均设置有电控阀门。

一种泵吸降压定向注浆的方法，包括以下步骤：