一种土遗址锚固注浆系统及其锚固注浆方法

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	一种土遗址锚固注浆系统及其锚固注浆方法
	王东华; 崔凯; 焦堂贤; 俞莉; 吴国鹏
	2021-09-24
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2021-09-24
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明公开了一种土遗址锚固注浆系统及其锚固注浆方法，解决了现有技术中土遗址锚固效率低、锚固效果不佳的问题。本发明包括柔性外包气袋，柔性外包气袋内设有气囊组件，气囊组件的中心位置连接有用于支撑锚杆的柔性密封机构，气囊组件上还设有用于连接振捣注浆机构的弹性连接机构，气囊组件上设有压力监测装置。本发明整个注浆综合控制器配合充气机构和注浆机构实现对锚孔中浆液的有效振捣和提供可靠的注浆压力，提高锚固质量和效率，具有较高的推广价值。
申请日期	2020-07-20
优先权日	2020-07-20
预估到期日	2040-07-20
语种	中文
专利状态	授权;许可
申请号	CN202010697750.4
公开（公告）号	CN111794206B
IPC 分类号	E02D3/12
专利代理人	高园
代理机构	郑州优盾知识产权代理有限公司
CPC分类号	E02D3/12
权利要求	1.一种土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：包括柔性外包气袋（31），柔性外包气袋（31）内设有气囊组件，气囊组件的中心位置连接有用于支撑锚杆（6）的柔性密封机构，气囊组件上还设有用于连接振捣注浆机构（2）的弹性连接机构，气囊组件上设有压力监测装置；所述柔性密封机构包括与气囊组件相连接的支撑压膜（15），支撑压膜（15）上设有第二回压环（17），第二回压环（17）的一端与支撑压膜（15）相连接、另一端设有第一回压环（21），第一回压环（21）通过回压通气管（19）与第二回压环（17）相连接; 所述第二回压环（17）的内壁上设有第二回压气囊（18），第一回压环（21）的内壁上设有第一回压气囊（20），第二回压气囊（18）通过设置在支撑压膜（15）上的通气软管（16）与气囊组件连通；第一回压气囊（20）通过回压通气管（19）与第二回压气囊（18）连通；所述支撑压膜（15）为弹性可视膜。 2.根据权利要求1所述的土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：所述气囊组件包括主体气袋（8）、第一副气袋（12）和第二副气袋（10），主体气袋（8）与第二副气袋（10）相连通，第一副气袋（12）与第二副气袋（10）相连通；所述主体气袋（8）的内环面上设有主支撑环（7），第二副气袋（10）的内环面上设有第二副撑环（9），第一副气袋（12）的内环面上设有第一副撑环（11）。 3.根据权利要求2所述的土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：所述主支撑环（7）、第二副撑环（9）及第一副撑环（11）同轴线设置，且第一副撑环（11）与第二副撑环（9）之间留有环腔，环腔的上部设有溢气溢浆口（28），溢气溢浆口（28）上连接有内置半柔管（27），内置半柔管（27）穿过主体气袋（8）向外延伸；所述主体气袋（8）的外侧壁上设有通气安装口（25）；所述主支撑环（7）内部上设有灯条（33）。 4.根据权利要求3所述的土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：所述压力监测装置包括设置在第二副撑环（9）内环面上的第二压力传感器（14）和设置在第一副撑环（11）内环面上的第一压力传感器（13），第二压力传感器（14）和第一压力传感器（13）通过导线沿内置半柔管（27）向外延伸；所述柔性外包气袋（31）的外表面上设有防滑纹（32）。 5.根据权利要求1~4任一项所述的土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：所述振捣注浆机构（2）包括注浆接管（201）和振捣管头（202），振捣管头（202）与注浆接管（201）相连通，注浆接管（201）穿过弹性连接机构向外延伸，注浆接管（201）与弹性连接机构相连接；所述振捣管头（202）包括相连通的半圆环型主管（2a）和延伸管（2d），半圆环型主管（2a）两侧的管壁上分别设有第一振捣器（2c）和第二振捣器（2b），延伸管（2d）的上部设有供管线通过的联线管（2e）。 6.根据权利要求5所述的土遗址锚固用注浆综合控制器，其特征在于：所述弹性连接机构包括与柔性密封机构固定连接的固定环套（22），固定环套（22）上连接有柔性伸缩管（23），柔性伸缩管（23）的进管端设有用于固定振捣注浆机构（2）的紧固环（24）；所述振捣注浆机构（2）的振捣管头（202）依次穿过紧固环（24）、柔性伸缩管（23）、固定环套（22）和气囊组件向外延伸。 7.一种土遗址锚固注浆系统，其特征在于：包括如权利要求1~4、6任一项所述的注浆综合控制器（1），注浆综合控制器（1）的气囊组件通过通气支撑管（29）与微型充吸气机（4）相连接，注浆综合控制器（1）的振捣注浆机构（2）与微型注浆机（5）相连接，注浆综合控制器（1）的压力监测装置与压力采集控制器（3）相连接。 8.一种如权利要求7所述的土遗址锚固注浆系统的锚固注浆方法，其特征在于：步骤如下： S1：将支撑有锚杆（6）的对中支架（30）设置在锚孔（35）的底部，使锚杆（6）位为锚孔（35）的中心轴线上；将注浆综合控制器（1）分别与微型充吸气机（4）和压力采集控制器（3）相连接； S2：打开微型充吸气机（4）的吸气开关，抽出注浆综合控制器（1）内的气体，减小注浆综合控制器（1）的体积；然后将注浆综合控制器（1）插入锚孔（35）内，使锚杆（6）依次穿过柔性密封机构和气囊组件；使锚杆（6）最前端距离柔性密封机构的第一回压气囊（20）的距离保持在30~50cm； S3：将振捣注浆机构（2）依次穿过弹性连接机构的紧固环（24）、柔性伸缩管（23）、固定环套（22），穿过注浆综合控制器（1），并与微型注浆机（5）相连； S4：打开设置在气囊组件的主支撑环（7）上的条灯（33），将锚杆（6）、注浆综合控制器（1）和振捣注浆机构（2）送至放入锚孔（35）预定位置；并使溢气溢浆口（28）、内置半柔管（27）位于在锚孔（35）的上部，同时振捣注浆机构（2）的振捣管头（202）位于在锚杆（6）的下侧，振捣管头（202）的初始位置距离紧固环（24）为1~2cm； S5：开启微型注浆机（5），微型注浆机（5）通过振捣注浆机构（2）向锚孔底部与注浆综合控制器（1）之间注浆，同时启动振捣管头（202）上的振捣器，进行振捣注浆； S6：振捣注浆的过程中，当浆料即将接触柔性外包气袋（31）时，停止注浆，通过固定通气支撑管（29）固定注浆综合控制器（1）的位置，并启动微型充吸气机（4）给注浆综合控制器（1）充气，直至柔性外包气袋（31）贴紧锚孔壁（34）时，停止充气； S7：然后继续开启微型注浆机（5）进行振捣注浆，同时左右旋转着振捣注浆机构（2）的注浆接管（201）使振捣管头（202）回拉，保持浆料前进速度和回拉振捣管头（202）的速度一致，直至振捣管头（202）回到初始位置； S8：当压力监测装置的第一压力传感器（13）、第二压力传感器（14）检测的压力同时达到预定注浆压力时，停止注浆；并同时关闭内置半柔管（27）管口，以保持压力；观察压力采集控制器（3）上显示的第一压力传感器（13）、第二压力传感器（14）采集的压力数值，压力数值在预定范围内且能维持一段时间，即可完成锚孔本段注浆；若压力数值降低至预定极限值范围时，则需进一步补压注浆；此时开启微型注浆机（5），同时打开内置半柔管（27）管口，进行短时间注浆；然后关闭微型注浆机（5）和内置半柔管（27）管口，停止注浆；重复操作2~3次补压注浆，可认为完成此段注浆； S9：在完成一段锚孔注浆后，启动微型充吸气机（4）逐渐吸出注浆综合控制器（1）内的气体，通过通气支撑管（29）将注浆综合控制器（1）向锚孔外拔出30~50cm；着振捣注浆机构（2）的振捣管头（202）也同步外拉相同距离；此时若溢气溢浆口（28）和内置半柔管（27）残留有浆料，则将微型充吸气机（4）与内置半柔管（27）相连，给内置半柔管（27）充气，从而清除半柔管（27）和溢气溢浆口（28）内残留浆料； S10：重复步骤S5~ S9，进行下一段注浆； S11：若锚孔注浆至锚孔最外侧不足以安置注浆综合控制器（1）时，则对锚孔进行人工注浆封孔，以填满孔口残留段，完成整个锚孔注浆。
引用专利	CN106703010A;CN106978805A;CN109736863A;CN110106865A;CN111024028A;CN205712099U;CN207130730U;CN208501690U;CN210530893U;CN2721757Y
被引用专利数量	0
简单法律状态	有效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/107446
专题	土木工程学院
推荐引用方式 GB/T 7714	王东华,崔凯,焦堂贤,等. 一种土遗址锚固注浆系统及其锚固注浆方法[P]. 2021-09-24.