1、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 。,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；,單液系統(tǒng),雙液系統(tǒng),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

2、漿設備等組成。,高壓旋噴注漿設備及器具,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。,鉆機的選擇,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?。粠r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。,合金鉆頭,合金鉆頭,金剛石鉆頭,金剛石鉆頭,第三節(jié) 注漿泵,注漿泵是

3、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1/41/5倍，以保證注漿工作的順 利進行。,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量的要求。,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，

4、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 2034MPa，額定流量為85L/min左右。,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，

5、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。,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 質為水泥-水玻璃液，適合深井地面預注漿或井下高壓 注漿。,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

6、 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。,高壓旋噴注漿用泵,國內(nèi)高壓水泵種類較多，輸送的介質 為水、油和乳化液，一般要求工作介質溫 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，保證注漿質量的重 要設備。它在注漿孔中的

7、安設位置，應選擇在孔壁圍巖 穩(wěn)定、巖性完整、無縱向（7090）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。,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。,膠塞所用材料的性能要求,（1）天然膠合量不低于7

8、0%，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7075。,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 0.50.8MPa為宜。,三爪式單管止?jié){塞 的特點,（1）可分段上行或下行式

9、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。,三爪式單管止?jié){塞,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。,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

10、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1011MPa）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)。,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。

11、,（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45MPa）， 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。,單管水力膨脹式止?jié){塞,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?；旌蠒r，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。,一、孔口球閥混合器,孔口

12、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。,孔口球閥混合器,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 4060r/min，轉速大小需根據(jù)攪拌葉輪直徑選定；攪拌能力為10 15m3/h。為保證注漿連續(xù)性，需有兩臺攪拌機進行一二次攪拌。 攪拌機的攪拌池可以使用鋼板制作，也可在地面用磚砌并抹灰或 混凝土澆筑，攪拌機可選用11型溜子減速器進行減速。立式攪拌 機主要適于地面注漿。,立式水泥攪拌機結構,其他注漿設備,二、注漿流量計 注漿流量計是測量注漿過程中漿液流量大小的儀器。,三、空壓機 高壓旋噴注漿中，采用二重管法或三重管法施工時， 需配備空壓機。根據(jù)旋噴工藝的要求，一般壓風機的壓 縮空氣壓