注漿設備及器具

關于注漿設備及器具第一節(jié)概述

注漿設備及器具，主要包括鉆機、鉆具、注漿泵、攪拌機、注漿管線總成、止?jié){塞和混合器等，其中鉆機與鉆具是成孔設備，而注漿泵、攪拌機等其他設備、器具則是制備、輸送漿液。第2頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、靜壓注漿設備及器具（一）單液系統(tǒng)

將漿液的各種成分可置于同一攪拌機內(nèi)攪拌，然后用一臺注漿泵注入孔內(nèi)。（二）雙液系統(tǒng)

把主劑和速凝劑等分盛于兩攪拌槽內(nèi)，用兩臺泵分別壓送至混合器內(nèi)，混合均勻后再注入注漿孔中。

靜壓注漿的鉆孔施工中，鉆機可選用現(xiàn)有的回轉式、沖擊式或振動式鉆機；第3頁,共44頁，2024年2月25日，星期天單液系統(tǒng)第4頁,共44頁，2024年2月25日，星期天雙液系統(tǒng)第5頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第6頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第8頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、高壓旋噴注漿設備及器具

高壓旋噴注漿機器及器具，主要由高壓發(fā)生裝置、鉆機、特種鉆桿、高壓管路及注漿設備等組成。第9頁,共44頁，2024年2月25日，星期天高壓旋噴注漿設備及器具第10頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)鉆孔設備一、鉆機的選擇1。是回轉鉆進法：用于地層較深或土、巖層較硬或含有較大卵石的地層。2。是沖擊鉆進法：用于較松軟且深度較小的工地。第11頁,共44頁，2024年2月25日，星期天鉆機的選擇第12頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、鉆頭注漿孔施工中，常用合金鉆頭與金鍘鉆頭鉆進。（一）合金鉆頭為取芯式和不取芯式兩大類，磨銳式和自磨式兩種。（二）金剛石鉆頭金剛石鉆頭是目前鉆進堅硬巖層最有效的工具之一。一般巖石可鉆性級別越高，所用鉆頭的金剛石品級應越好，粒度越小；巖層磨性越強，鉆頭胎體耐磨性應越高，金剛石的濃度、粒度越大，保徑性能應越好。第13頁,共44頁，2024年2月25日，星期天合金鉆頭第14頁,共44頁，2024年2月25日，星期天合金鉆頭第15頁,共44頁，2024年2月25日，星期天金剛石鉆頭第16頁,共44頁，2024年2月25日，星期天金剛石鉆頭第17頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)注漿泵

注漿泵是注漿施工中最重要的設備之一，注漿泵就胡足夠的排漿量，泵壓應大于最大注漿壓力的1/4～1/5倍，以保證注漿工作的順利進行。第18頁,共44頁，2024年2月25日，星期天注漿泵的要求

就靜壓注漿而言，由于漿液對地層裂隙或孔隙的充塞作用，裂隙或孔隙將逐漸變小，吸漿量也逐漸變低，相應的注漿壓力呈遞增趨。尤其在不是的注漿深度、不同的巖層條件下，要求采用不同在注漿流量和壓力。

在雙液注漿施工中，為了能準確控制漿液的凝固時間，兩液的吸漿量應滿足一定的比例關系，要求注漿泵在注漿過程中，能隨時調(diào)節(jié)流量、壓力，而且供液要均勻穩(wěn)定，以滿足注漿工藝和保證注漿質(zhì)量的要求。第19頁,共44頁，2024年2月25日，星期天注漿泵的要求

對于高壓旋噴注漿，它是通過泵的作用，把低壓吸入的漿液或水，以高壓排出，從而使噴嘴處液流壓力升高。噴嘴處液流壓力愈高，噴射流的破壞力愈大，固結體的尺寸也愈大。因此高壓旋噴注漿法要求的泵壓要比靜壓注漿大，一般要求注漿泵額定壓力為20～34MPa，額定流量為85L/min左右。第20頁,共44頁，2024年2月25日，星期天注漿泵的種類專用注漿泵有：YSB-250/120型液力調(diào)速注漿泵、

2MJ-3/40型隔膜計量泵等。各種型號的泥漿泵：300型電動水泥泵、2DN-25/80型泥漿泵和TBN系列、BN系列泥漿泵。石油化工用的計量泵：1DB-1.5/30、2DB-1.5/30型柱塞泵等小型的手壓泵、動力泵等。。

目前水泥灌漿多以泥漿或砂泵替代，化學灌漿多用計量泵。在高壓旋噴注漿中，一般單管法和二重法使用的是高壓泥漿泵，而三重管法和多重管法使用的多是高壓水泵。第21頁,共44頁，2024年2月25日，星期天靜壓注漿泵

YSB-250/120型液力調(diào)速注漿泵

YSB-250/120型液力調(diào)速注漿泵，是為適應我國當前靜壓注漿工藝的要求而設計的。泵的調(diào)速系統(tǒng)采用了可調(diào)式液力變矩器的調(diào)速傳動裝置，由于變矩器功率可調(diào)，且具有相對穩(wěn)定的恒功率運轉特性，使泵具備當壓力穩(wěn)定時可無級變速調(diào)節(jié)流量和壓力增高、流量自動降低的特性，從而滿足了注漿工藝的要求。

YSB型注漿泵，為臥式高壓雙缸雙作用泵，輸送介質(zhì)為水泥-水玻璃液，適合深井地面預注漿或井下高壓注漿。

第22頁,共44頁，2024年2月25日，星期天液力調(diào)速注漿泵的工作機理

泵的工作機構采用往復泵型式，可承受較高的壓力，它由渦輪渦桿、曲柄連桿機構、沒塊帶動拉桿，最后使活塞作往復運動。泵缸采用雙缸雙作用式，可輸送較大的流量。調(diào)速機構采用先進的液力變矩器，能夠滿足注漿過程中大幅度的無級調(diào)量要求。傳動機構采用渦輪渦桿、曲柄連桿機構，安全可靠，承載力高，整臺機器沿軸曲布置，緊湊合理，整體性強。第23頁,共44頁，2024年2月25日，星期天高壓旋噴注漿用泵

國內(nèi)高壓水泵種類較多，輸送的介質(zhì)為水、油和乳化液，一般要求工作介質(zhì)溫度不超過55℃。目前在高噴注漿中，常用3XD型、3W-6B、3W-7B等三柱塞泵。第24頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)止?jié){塞

止?jié){塞是在靜壓注漿中，實現(xiàn)分段注漿，合理使用注漿壓力和有效控制漿液分布范圍，保證注漿質(zhì)量的重要設備。它在注漿孔中的安設位置，應選擇在孔壁圍巖穩(wěn)定、巖性完整、無縱向（70°～90°）裂隙（或有縱向裂隙，但已注漿封堵）和孔徑規(guī)則的孔段。目前常用的止?jié){塞主要有機械式、水力膨脹式兩種。第25頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、機械式止?jié){塞

機械式止?jié){塞在注漿孔中，靠機械壓力使膠塞（密封件）產(chǎn)生橫向膨脹，與孔壁擠緊，將注漿孔分為上下兩段，以便下段注漿時能把漿液壓入裂隙含水巖層中，而不致從膠塞密處返至上段孔內(nèi)，甚至流出地表，保證正常進行分段注漿。

膠塞和外型有直線形和弧形兩種，前者受壓變形后，與孔壁接觸面廣，承壓力高，止?jié){效果好。已廣泛使用；后者受壓變形后與孔壁接觸面小，承壓力低，較少使用。第26頁,共44頁，2024年2月25日，星期天膠塞所用材料的性能要求（1）天然膠合量不低于70%，保證膠塞具有良好的恢復變形功能；（2）抗強強度大于20MPa，永久變形不大于

10%，伸長率不小于40%；（3）在10%NaOH溶液中浸泡24h，膨脹率小于5%；（4）耐磨性好，硬度高，邵氏硬度達70～75。第27頁,共44頁，2024年2月25日，星期天單管止?jié){塞

三爪式單管止?jié){塞:使用時先把止?jié){塞下到注漿孔內(nèi)預定位置，用鉆機的泥漿泵壓水使三爪脫開三爪收攏器，牢固地支承在內(nèi)孔壁上；若為異徑式，利用異徑卡環(huán)支承在注漿孔變徑的臺階處，然后鉆機提升絞車拉緊反繩輪，使膠塞受壓而橫向膨脹，與孔壁擠緊。壓縮膠塞的壓力，一般以鉆機液壓表指針指示壓力為0.5~0.8MPa為宜。第28頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三爪式單管止?jié){塞的特點（1）可分段上行或下行式注漿；（2）三套管內(nèi)或巖石較硬、孔壁完整的裸孔內(nèi)止?jié){；（3）三爪張開后最大直徑150mm；（4）孔深小于500m。第29頁,共44頁，2024年2月25日，星期天三爪式單管止?jié){塞第30頁,共44頁，2024年2月25日，星期天二、水力膨脹式止?jié){塞

水力膨脹式止?jié){塞是依靠具有膨脹性的密封元件（橡膠筒）在其膨脹限度內(nèi)與注漿孔壁擠緊，而將鉆孔封封隔為上、下兩段。該種止?jié){塞是借助于密封元件內(nèi)的高壓水來實現(xiàn)密封元件膨脹的，因此，它不需要支點，能在注漿孔的任意深度內(nèi)實現(xiàn)多次封隔止?jié){，而且操作方便，使用靈活，設計承受注漿壓力為10MPa，是一種新型結構的止?jié){塞。第31頁,共44頁，2024年2月25日，星期天單管水力膨脹式止?jié){塞1．結構原理（1）固定外殼主要由膨脹橡皮筒17、單向閥、花籃螺母8和頂帽6組成。（2）活動中心管由上、下中心管2、18，鉛球22和泄壓控制環(huán)組成。2．使用方法（1）膨脹止?jié){下入孔內(nèi)到預定位置后，用水泵向注漿管內(nèi)泵清水，使膠筒膨脹與孔壁擠緊，當水壓升高到一定值（約10~11MPa）時，鉛球推出，中心管與鉆孔連通，壓力急驟下降為止，此時，由于單向閥的作用，使膠筒始終處于膨脹狀態(tài)。第32頁,共44頁，2024年2月25日，星期天2．使用方法（1）膨脹止?jié){：注漿過程中，一定要保證最大注漿壓力不超過推出鉛球時的壓力值，以保證膠筒內(nèi)高壓水高于注漿壓力，這樣單向閥不會重新被打開而使?jié){液進入膠筒，從而出現(xiàn)事故。（2）回收止?jié){塞注漿結束后，用鉆機提起注漿管的懸重，使膠筒內(nèi)高壓水與中心管溝通而泄壓，膠筒即可收縮。（3）重復膨脹止?jié){將止?jié){塞置于預定位置，向注漿管內(nèi)投入鉛球，開泵壓水至一定壓力時（約4~5MPa），下放注漿管，靠注漿管重力使花籃螺母與連接鎖栓的絲扣重新合緊。提高泵壓推出鉛球，即可實現(xiàn)再次膨脹而封隔鉆孔。第33頁,共44頁，2024年2月25日，星期天單管水力膨脹式止?jié){塞第34頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)混合器

混合器是針對兩種漿液混合注漿用的一種專用器具。混合時，漿液將發(fā)生一系列物理、化學反應，因此對混合器的技術要求是：（1）混合器保證兩種漿液能充分混合均勻，并保證漿液壓液在預定的時間凝固；（2）兩種漿液的注漿壓要求不同時，保證不會竄漿，以保證漿液不在管路內(nèi)凝固；（3）有足夠的過流斷面，并能承受最大注漿壓力。第35頁,共44頁，2024年2月25日，星期天一、孔口球閥混合器

孔口球閥混合器結構如圖3-36所示。主要由兩面三個逆止閥和人字形混合管13組成。逆止閥鋼球8用壓縮彈簧6復位，防止兩液竄動，鋼球開度用調(diào)節(jié)軸桿1控制。注漿時打開調(diào)節(jié)軸桿，使兩液通過逆止閥進入人字形混合管相遇而混合，并經(jīng)注漿管繼續(xù)混合。注漿結束后，為防止孔內(nèi)高壓漿液返流，可用調(diào)節(jié)軸桿將鋼球緊在球座上。該類混合器主要用于地面注漿，效果較好。第36頁,共44頁，2024年2月25日，星期天孔口球閥混合器第37頁,共44頁，2024年2月25日，星期天第六節(jié)其他注漿設備一、攪拌機攪拌機（組）是注漿工程中的造漿設備。大多為施工單位自制，多為人工上灰、拆袋、攪拌機制漿方式。采用水泥注漿時，為防止?jié){液沉淀和保證連續(xù)供漿，常采用兩次拌合的方式。

立式水泥攪拌機結構如圖3-40所示。一般攪拌機主軸轉速為40