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岩土研究院

喷射注浆管

319 2022-03-16 09:55:01

喷射注浆管包括单管、双管、三管、多管和多孔管等。目前我国只有前三种注浆管。各种喷射注浆管均由导流器(即送液器)、注浆管(即钻杆)和喷头三部分组成。

(1)单管

单管是实现单管喷射工艺的主要设备之一,其内部只输送一种 20~40MPa的高压浆液。单管注浆管一般用 φ42~50mm的地质钻杆代用,每根长1.0~3.5m,钻杆的上下联接采用方扣螺纹,为保证螺纹处有良好的密封性(不"串流"浆液),在螺纹接头处要加钢垫圈或缠麻。

单管送液器是浆液进入单管的总进口,安装在注浆管的顶部,其作用是把静止的高压胶管

和旋转的注浆管喷头连接起来,并且把高压浆液无渗漏地送给注浆管和喷头。常用的导流器(送液器)如图10.5.2和图 10.5.3所示。

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单管的喷头装在钻杆的最下端,常用的两种喷头结构如图10.5.4所示。平头形单管喷头底部镶有硬质合金,可以钻进碎石土或较硬夹层,喷头上装有两个喷嘴,分别装在喷头两侧,使高压射流横向射入地层破坏土体,喷嘴直径一般为2~3mm之间。喷射以水泥为主剂浆液的喷嘴,一般是以硬合金钢制成。圆锥形单管喷头底部没有硬质合金,适用于粘性土和砂类土。单管喷射流示意图如图 10.5.5所示。

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(2)双管

双管导流器的作用是将高压泥浆泵输送来的高压浆液和空气压缩机送来的压缩空气从两个通道分别输送到钻杆内。外壳上装有两个铠装可拆式卡口接头,通过橡胶管分别与高压泥浆泵和空气机连接,旋喷作业时,外壳不动,芯管随钻杆转动。

芯管由内管和外管组成,内管和外管套在一起,芯管的两个端口是浆液和压缩空气的进口,为防止两种介质串流渗漏,在各端下方用"V"型和"Y"型橡胶圈进行密封。芯管出口处用"O"型橡胶圈与钻杆内母接头进行静密封.外管出口处用方形螺纹与钻杆连接兼作密封,详细结构如图10.5.6 所示。

双管的钻杆是两种介质的通道,它上接导流器,下接喷头,使双管组成一个整体,详细结构如图10.5.7所示。

双管喷头是实现浆气同轴喷射和钻进的装置。在喷头的侧面设置了一个或两个浆气同轴喷射的喷嘴,气的喷嘴成环状,套在高压浆液喷嘴外面,其环状间隙为1~2mm。图10.5.8 所示为TY-201 型二重喷头结构图,这种喷头将从外管输送的高压浆液变换成从内管送至喷嘴,又将从内管输送来的压缩空气变换成从外管送至环状气喷嘴,实现浆气同轴复合喷射流,如图10.5.9所示。

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(3)三管

和前两种类似,三管也是由导流器、钻杆和喷头三部分组成。

三管在喷射的过程中,三种介质(水泥浆、高压水、压缩空气)不得在三重旋喷管内串流及渗漏,喷头在插入地层预定深度后射流破坏土体。

三管的导流器由外壳和芯管组成。外壳上有三个卡口式活接头,通过软管与高压水泵、空

气压缩机和中(或低)压泥浆泵连接。旋喷作业时,芯管旋转,外壳不动,芯管是由内、中、外三管重合在一起的组合加工件,介质从芯管的三个端口进人芯管内,导流器芯管底部与三重钻杆连接并随之转动。

常用的两种三管导流器的结构图如图 10.5.10 和图10.5.11所示。

三管的钻杆是将导流器输送来的介质注入到地层中预定深度的特别管道。三管钻杆上接导流器,下接喷头,使三重旋喷管成为一个整体。三重钻杆是由内、中、外管组成,三根管按直径大小套在一起,轴线重合,内管输送高压水,中管环隙输送压缩空气,外管环隙输送浆液。

三管钻杆结构如图10.5.12所示。

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三管的喷头是实现水气同时喷射和浆液注入装置,上接三重钻杆,是三重喷射管最底部的构件。三重喷头由芯管、喷嘴和钻头组成,分为平口形和圆锥形。喷头上均装有1~2组作水气同轴水平射流的喷嘴,每组喷嘴实际上是由两个喷嘴构成,气流喷嘴成环状,套在高压水喷嘴的外侧,间隙为1~2mm。圆锥形喷头和平口形喷头,只是钻头形状和喷浆孔的位置不同,内部结构完全相同。圆锥形喷头喷浆孔在水气喷嘴下方14mm处,喷射方向与水气喷射方向成 180°、另外在圆锥头上设两个 φ6 的喷浆孔,为钻进时射水用。平口形喷头的喷浆孔在钻头的下方,喷射方向与钻杆轴线一致。平口形钻头镶有合金块,遇有塌孔或地层中有坚硬夹层时,用这种钻头钻进地层效果良好。三管喷头的结构如图10.5.13和图 10.5.14所示,三管复合喷射流示意图如图 10.5.15所示。

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(4)多管

多管的功能不但要输送高压水,而且还要同时将冲下来的土、石抽出地面,因此,管子的外径较大,达到 φ300。它由导流器、钻杆和喷头组成,在喷嘴的上方设置了一个超声波传感器,电缆线在多重管内。

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