一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统的制作方法

1.本发明涉及加固注浆技术领域，具体是一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统。

背景技术：

2.当纳米硅溶胶的浓度达到一定程度时，纳米硅溶胶硅溶胶与其他物质能够充分的混合，表现出了良好的粘合能力，加速了水泥颗粒的团聚和沉降，不利于浆液的流动性，浆液的初始粘度的变化是多种条件下的共同作用，加入少量减水剂，能够提高浆液的流动度，对于聚羧酸高性能减水剂的加入范围在0.1%-0.4%为合理的范围内；由于硅溶胶在渗透井壁围岩缝隙时，最先注入的硅溶胶首先进入缝隙，此时后续注入的硅溶胶推动前方缝隙内的硅溶胶继续前进，而此时最初的注入的硅溶胶随着后续的注入，其自身的粘度随着时间的变化逐渐增加，而随着前方硅溶胶在缝隙内的深入，其缝隙越来越窄，伴随着自身粘度的增加，导致后续的缝隙填补困难，如果统一将浆液流动性通过调配提升至高流动性的状态，则会增加后续的固化时间；中国专利公开了一种岩土体注浆方法，其公开号为（cn104612131a），该专利利用浆液在温度升高时流动性增强的特性，获得浆液在岩土体孔隙和裂隙中的更大的扩散半径，但是该方式在实际应用时，多个注浆管同步注入，采用一个加热设备进行加热，此时需要设置保温结构，减少浆液在运输时的热损耗，同时在天气寒冷的时间段导致液体进入缝隙后，热损耗速度增加，而随着缝隙的深入，实际位于缝隙深处的浆液厚度较小表面积较大，导致该处的浆液热量快速的被岩石带走，快速降温，导致粘度下降过快，但是随着后续液体的温度不断的热交换，需要克服的问题较多，导致注浆过程过于繁琐。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，包括储存投放机构、用于对所述储存投放机构内物质混合的输送机构、用于注浆的金属电极注浆管以及位于所述输送机构、所述金属电极注浆管之间提供注浆动力的注入机构，所述储存投放机构中水罐与所述输送机构输送管路之间设置有导向过渡机构，所述储存投放机构中其他物质单独与所述输送机构连通，所述导向过渡机构的一侧设置有利用液体流动动力做功均匀投放流动辅助剂的浆液流动投放机构，所述浆液流动投放机构的投放端内部设置有随着液体流动时间增加对所述浆液流动投放机构投料量进行等量减少的投放容积调节机构。
5.作为本发明再进一步的方案：所述浆液流动投放机构的底部设置有倾斜连通至所述导向过渡机构内部的延伸管，所述延伸管的端部固定连接有与所述导向过渡机构同心的支撑座，所述支撑座的顶部转动连接有随着液体流动转动的叶轮。
6.作为本发明再进一步的方案：所述支撑座的顶部开设有密封投料腔，所述叶轮的底部固定连接有转动在所述密封投料腔内部的内嵌送料管，所述延伸管的内部开设有与所述浆液流动投放机构相连通的输送通道，所述内嵌送料管的侧面开设有与所述输送通道相连通的辅剂收集仓。
7.作为本发明再进一步的方案：所述辅剂收集仓的两端均为开放结构，所述投放容积调节机构包括滑动连接在所述辅剂收集仓内部的封堵容积调整块以及固定在所述内嵌送料管内壁的支架，所述支架上转动连接有调距螺杆，所述封堵容积调整块上开设有与所述调距螺杆螺接的螺纹孔，所述支撑座的顶部固定连接有中心座，所述中心座上固定连接有调节齿，所述调距螺杆的尾端固定连接有与所述调节齿相配合的传动齿轮。
8.作为本发明再进一步的方案：所述支撑座远离所述延伸管的一侧开设有与所述辅剂收集仓相匹配的投放口。
9.作为本发明再进一步的方案：所述输送通道的宽度大于所述辅剂收集仓的宽度。
10.作为本发明再进一步的方案：所述支架的中部固定连接有定位环，所述调距螺杆与所述定位环转动连接。
11.注浆初期通过储存投放机构将物料输送至输送机构处，液体经过导向过渡机构时，由于受到水流的作用，使叶轮受到水流影响发生转动，此时叶轮与支撑座发生相对转动，位于浆液流动投放机构内部的聚羧酸减水剂顺着输送通道流入支撑座的内部，由于叶轮的底部固定连接有内嵌送料管，内嵌送料管随着叶轮转动时，辅剂收集仓转动至输送通道处，此时由于延伸管倾斜，物料受到重力影响进入辅剂收集仓内部，随着叶轮的继续旋转，使辅剂收集仓转动至投放口处，此时聚羧酸减水剂快速的与导向过渡机构内部的液体混合，此时带有聚羧酸减水剂的液体进入输送机构内部与储存投放机构的其他配料混合后，通过注入机构输送至金属电极注浆管内部，通过金属电极注浆管外壁的孔体流出，渗透至缝隙内部，慢慢向缝隙深处渗透。
12.初期浆液此时由于初期的浆液最先进入缝隙内部，随着后续的浆液投入，使初期的浆液随着时间的增加以及后续的浆液推动，使初期的浆液最先到达缝隙深处，由于初期的浆液距离后期已经过了一段时间，此时初期浆液的流动性变差，因此初期浆液中聚羧酸减水剂保持浆液的最大流动性的占比，此时辅剂收集仓的深度处于最大值，初期的浆液流动性需要保持最佳，因此聚羧酸减水剂的投放量需要增加，因此此时的封堵容积调整块位于最内侧，使辅剂收集仓外壁开放端至封堵容积调整块的端面深度最大化，从而使叶轮转动至投放口处时，投放的聚羧酸减水剂量最大化，使初期的输送机构混合的浆液受到聚羧酸减水剂的影响处于流动性最优阶段。
13.后期流动性调整随着初期的浆液投放，后期的浆液主要推动初期浆液往缝隙深处流动，而缝隙的注入端往往开口较大，随着缝隙深度增加逐渐缩小，因此此时的浆液流动性降低对缝隙的填充效果影响较小甚至没有影响，此时由于初期浆液虽然流动性好但是固化时间较长，而后期浆液的流动性相对于初期降低一些，但是固化时间缩短，而又由于初期浆液的投放时间增加，此时可以使初期和后期的浆液固化时间平衡，进而缩短整体完全固化的时间。
14.投放量变化随着导向过渡机构内部的液体流动，使叶轮的转动圈数逐渐增加，叶轮在支撑座上发生转动时，位于内嵌送料管内壁的支架随着内嵌送料管自转后发生公转，此时传动齿轮随着支架公转时，受到定位环的影响，使传动齿轮在转动时会与调节齿接触，会与中心座上方的调节齿发生接触，此时传动齿轮带动调距螺杆转动一定角度，由于封堵容积调整块滑动连接在投放口的内部，此时螺纹孔受到调距螺杆的转动影响，使封堵容积调整块在辅剂收集仓内发生相对位移，进而浆封堵容积调整块向辅剂收集仓外部顶出，从而使辅剂收集仓端口与封堵容积调整块之间的间距缩小，使每次辅剂收集仓转动至输送通道处收集的聚羧酸减水剂量缩小，在叶轮转速不变的情况下，此时投放至液体内部的聚羧酸减水剂量降低，进而使后续通过输送机构混合的浆液流动性相对于初期降低，但是依然能够满足使用需求。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：液体经过导向过渡机构时，使叶轮受到水流影响发生转动，内嵌送料管随着叶轮转动时，辅剂收集仓转动至输送通道处，聚羧酸减水剂快速的与导向过渡机构内部的液体混合，此时带有聚羧酸减水剂的液体进入输送机构内部与储存投放机构的其他配料混合后，通过注入机构输送至金属电极注浆管内部，通过金属电极注浆管外壁的孔体流出，渗透至缝隙内部，慢慢向缝隙深处渗透，初期的浆液流动性需要保持最佳，因此聚羧酸减水剂的投放量需要增加，因此此时的封堵容积调整块位于最内侧，使辅剂收集仓外壁开放端至封堵容积调整块的端面深度最大化，从而使叶轮转动至投放口处时，投放的聚羧酸减水剂量最大化，使初期的输送机构混合的浆液受到聚羧酸减水剂的影响处于流动性最优阶段，随着初期的浆液投放，后期的浆液主要推动初期浆液往缝隙深处流动，而缝隙的注入端往往开口较大，随着缝隙深度增加逐渐缩小，因此此时的浆液流动性降低对缝隙的填充效果影响较小甚至没有影响，后期浆液的流动性相对于初期降低一些，但是固化时间缩短，而又由于初期浆液的投放时间增加，此时可以使初期和后期的浆液固化时间平衡，进而缩短整体完全固化的时间。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统的组成示意图；图2为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统中导向过渡机构的剖面示意图；图3为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统中浆液流动投放机构的立体示意图；图4为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统中支撑座的剖面示意图；图5为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统中传动齿轮与中心座的配合示意图；
图6为一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统中辅剂收集仓的俯视示意图；图7为图4中a部的放大示意图；图中：1、储存投放机构；2、导向过渡机构；3、浆液流动投放机构；31、延伸管；311、输送通道；32、支撑座；321、投放口；322、密封投料腔；323、中心座；324、调节齿；33、叶轮；331、内嵌送料管；332、辅剂收集仓；4、输送机构；5、注入机构；6、金属电极注浆管；7、投放容积调节机构；71、支架；72、定位环；73、调距螺杆；731、传动齿轮；74、封堵容积调整块；741、螺纹孔。
具体实施方式
18.请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，本发明的组成包括储存投放机构1、用于对储存投放机构1内物质混合的输送机构4、用于注浆的金属电极注浆管6以及位于输送机构4、金属电极注浆管6之间提供注浆动力的注入机构5，储存投放机构1中水罐与输送机构4输送管路之间设置有导向过渡机构2，储存投放机构1中其他物质单独与输送机构4连通，导向过渡机构2的一侧设置有利用液体流动动力做功均匀投放流动辅助剂的浆液流动投放机构3，浆液流动投放机构3的投放端内部设置有随着液体流动时间增加对浆液流动投放机构3投料量进行等量减少的投放容积调节机构7，支撑座32远离延伸管31的一侧开设有与辅剂收集仓332相匹配的投放口321；储存投放机构1主要由多个储存罐组成，储存有纳米硅溶胶、超细粉煤灰、水等，主要将成分材料单独储存，在使用时进行混合；导向过渡机构2连接储存投放机构1中水罐与输送机构4之间，通过储存投放机构1对输送机构4注入水时，水经过在导向过渡机构2内部通过与浆液流动投放机构3进行配合往内部添加辅料，辅料优选为聚羧酸减水剂；浆液流动投放机构3设置在导向过渡机构2的一侧，浆液流动投放机构3内部储存有聚羧酸减水剂，浆液流动投放机构3的底部通过延伸管31进入导向过渡机构2的内部，叶轮33转动在支撑座32的上方，此时通过水流，使叶轮33发生转动，进而带动浆液流动投放机构3内部的聚羧酸减水剂均匀的投放至水流内，随着水流进入输送机构4内部进行混合；注入机构5主要为了将输送机构4内部液体输送至金属电极注浆管6处，通过金属电极注浆管6将液体输送至加固点位；投放容积调节机构7的目的为了随着叶轮33的转动时间增加，对辅剂收集仓332的容积进行缩小，但是水流的速度不变，此时聚羧酸减水剂的添加剂量逐渐缩小，进而使后续浆液流动性要小于之前的浆液流动性，但是依然能够满足使用需求，减少材料用量，同时使固化的时间缩短。
19.请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7，本发明的使用流程准备金属电极注浆管6的制备，金属电极注浆管6采用镀锌钢管，在距离钢管顶部钻孔，用螺丝将钢管与电线连接，用胶带和电胶布两次密封，在金属电极注浆管6的外壁开设孔洞，同时用布、网包裹，保证浆液可以顺利流出，此时将储存投放机构1放置工作区，将储存投放机构1、导向过渡机构2、输送机构4、注入机构5以及金属电极注浆管6进行布设连通。
20.注浆初期
浆液流动投放机构3的底部设置有倾斜连通至导向过渡机构2内部的延伸管31，延伸管31的端部固定连接有与导向过渡机构2同心的支撑座32，支撑座32的顶部转动连接有随着液体流动转动的叶轮33，支撑座32的顶部开设有密封投料腔322，叶轮33的底部固定连接有转动在密封投料腔322内部的内嵌送料管331，延伸管31的内部开设有与浆液流动投放机构3相连通的输送通道311，内嵌送料管331的侧面开设有与输送通道311相连通的辅剂收集仓332，输送通道311的宽度大于辅剂收集仓332的宽度，可以避免输送通道311转动过快造成未完全收入物料就转动至外部；通过储存投放机构1将物料输送至输送机构4处，液体经过导向过渡机构2时，由于受到水流的作用，使叶轮33受到水流影响发生转动，此时叶轮33与支撑座32发生相对转动，位于浆液流动投放机构3内部的聚羧酸减水剂顺着输送通道311流入支撑座32的内部，由于叶轮33的底部固定连接有内嵌送料管331，内嵌送料管331随着叶轮33转动时，辅剂收集仓332转动至输送通道311处，此时由于延伸管31倾斜，物料受到重力影响进入辅剂收集仓332内部，随着叶轮33的继续旋转，使辅剂收集仓332转动至投放口321处，此时聚羧酸减水剂快速的与导向过渡机构2内部的液体混合，此时带有聚羧酸减水剂的液体进入输送机构4内部与储存投放机构1的其他配料混合后，通过注入机构5输送至金属电极注浆管6内部，通过金属电极注浆管6外壁的孔体流出，渗透至缝隙内部，慢慢向缝隙深处渗透。
21.初期浆液此时由于初期的浆液最先进入缝隙内部，随着后续的浆液投入，使初期的浆液随着时间的增加以及后续的浆液推动，使初期的浆液最先到达缝隙深处，由于初期的浆液距离后期已经过了一段时间，此时初期浆液的流动性变差，因此初期浆液中聚羧酸减水剂保持浆液的最大流动性的占比，此时辅剂收集仓332的深度处于最大值，初期的浆液流动性需要保持最佳，因此聚羧酸减水剂的投放量需要增加，因此此时的封堵容积调整块74位于最内侧，使辅剂收集仓332外壁开放端至封堵容积调整块74的端面深度最大化，从而使叶轮33转动至投放口321处时，投放的聚羧酸减水剂量最大化，使初期的输送机构4混合的浆液受到聚羧酸减水剂的影响处于流动性最优阶段。
22.后期流动性调整随着初期的浆液投放，后期的浆液主要推动初期浆液往缝隙深处流动，而缝隙的注入端往往开口较大，随着缝隙深度增加逐渐缩小，因此此时的浆液流动性降低对缝隙的填充效果影响较小甚至没有影响，此时由于初期浆液虽然流动性好但是固化时间较长，而后期浆液的流动性相对于初期降低一些，但是固化时间缩短，而又由于初期浆液的投放时间增加，此时可以使初期和后期的浆液固化时间平衡，进而缩短整体完全固化的时间。
23.投放量变化辅剂收集仓332的两端均为开放结构，投放容积调节机构7包括滑动连接在辅剂收集仓332内部的封堵容积调整块74以及固定在内嵌送料管331内壁的支架71，支架71上转动连接有调距螺杆73，封堵容积调整块74上开设有与调距螺杆73螺接的螺纹孔741，支撑座32的顶部固定连接有中心座323，中心座323上固定连接有调节齿324，调距螺杆73的尾端固定连接有与调节齿324相配合的传动齿轮731，支架71的中部固定连接有定位环72，调距螺杆73与定位环72转动连接；随着导向过渡机构2内部的液体流动，使叶轮33的转动圈数逐渐增加，叶轮33在支
撑座32上发生转动时，位于内嵌送料管331内壁的支架71随着内嵌送料管331自转后发生公转，此时传动齿轮731随着支架71公转时，受到定位环72的影响，使传动齿轮731在转动时会与调节齿324接触，会与中心座323上方的调节齿324发生接触，此时传动齿轮731带动调距螺杆73转动一定角度，由于封堵容积调整块74滑动连接在投放口321的内部，此时螺纹孔741受到调距螺杆73的转动影响，使封堵容积调整块74在辅剂收集仓332内发生相对位移，进而浆封堵容积调整块74向辅剂收集仓332外部顶出，从而使辅剂收集仓332端口与封堵容积调整块74之间的间距缩小，使每次辅剂收集仓332转动至输送通道311处收集的聚羧酸减水剂量缩小，在叶轮33转速不变的情况下，此时投放至液体内部的聚羧酸减水剂量降低，进而使后续通过输送机构4混合的浆液流动性相对于初期降低，但是依然能够满足使用需求。
24.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，包括储存投放机构（1）、用于对所述储存投放机构（1）内物质混合的输送机构（4）、用于注浆的金属电极注浆管（6）以及位于所述输送机构（4）、所述金属电极注浆管（6）之间提供注浆动力的注入机构（5），其特征在于，所述储存投放机构（1）中水罐与所述输送机构（4）输送管路之间设置有导向过渡机构（2），所述储存投放机构（1）中其他物质单独与所述输送机构（4）连通，所述导向过渡机构（2）的一侧设置有利用液体流动动力做功均匀投放流动辅助剂的浆液流动投放机构（3），所述浆液流动投放机构（3）的投放端内部设置有随着液体流动时间增加对所述浆液流动投放机构（3）投料量进行等量减少的投放容积调节机构（7）。2.根据权利要求1所述的一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，其特征在于：所述浆液流动投放机构（3）的底部设置有倾斜连通至所述导向过渡机构（2）内部的延伸管（31），所述延伸管（31）的端部固定连接有与所述导向过渡机构（2）同心的支撑座（32），所述支撑座（32）的顶部转动连接有随着液体流动转动的叶轮（33）。3.根据权利要求2所述的一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，其特征在于：所述支撑座（32）的顶部开设有密封投料腔（322），所述叶轮（33）的底部固定连接有转动在所述密封投料腔（322）内部的内嵌送料管（331），所述延伸管（31）的内部开设有与所述浆液流动投放机构（3）相连通的输送通道（311），所述内嵌送料管（331）的侧面开设有与所述输送通道（311）相连通的辅剂收集仓（332）。4.根据权利要求3所述的一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，其特征在于：所述辅剂收集仓（332）的两端均为开放结构，所述投放容积调节机构（7）包括滑动连接在所述辅剂收集仓（332）内部的封堵容积调整块（74）以及固定在所述内嵌送料管（331）内壁的支架（71），所述支架（71）上转动连接有调距螺杆（73），所述封堵容积调整块（74）上开设有与所述调距螺杆（73）螺接的螺纹孔（741），所述支撑座（32）的顶部固定连接有中心座（323），所述中心座（323）上固定连接有调节齿（324），所述调距螺杆（73）的尾端固定连接有与所述调节齿（324）相配合的传动齿轮（731）。5.根据权利要求3所述的一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，其特征在于：所述支撑座（32）远离所述延伸管（31）的一侧开设有与所述辅剂收集仓（332）相匹配的投放口（321）；所述输送通道（311）的宽度大于所述辅剂收集仓（332）的宽度。6.根据权利要求4所述的一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，其特征在于：所述支架（71）的中部固定连接有定位环（72），所述调距螺杆（73）与所述定位环（72）转动连接。

技术总结

本发明属于加固注浆技术领域，本发明公开了一种用于混凝土井壁围岩渗透梯度注浆系统，包括储存投放机构、用于对所述储存投放机构内物质混合的输送机构、用于注浆的金属电极注浆管以及位于所述输送机构、所述金属电极注浆管之间提供注浆动力的注入机构，所述储存投放机构中水罐与所述输送机构输送管路之间设置有导向过渡机构，所述储存投放机构中其他物质单独与所述输送机构连通；初期的输送机构混合的浆液受到聚羧酸减水剂的影响处于流动性最优阶段，后期浆液的流动性相对于初期降低一些，但是固化时间缩短，而又由于初期浆液的投放时间增加，此时可以使初期和后期的浆液固化时间平衡，进而缩短整体完全固化的时间。进而缩短整体完全固化的时间。进而缩短整体完全固化的时间。