一种地下连续墙分布式注浆系统的制作方法

1.本发明涉及地下连续墙注浆技术领域，具体地，涉及一种地下连续墙分布式注浆系统。


背景技术：

2.地下连续墙是一种承载力高、沉降小的深基础形式，被广泛应用于桥梁、重大建筑等工程中。地下连续墙的施工一般涉及成槽、下钢筋笼和浇灌混凝土等措施。对于深基础而言，成槽深度一般较深，需要进行泥浆护壁来保持墙壁完整，这也带来一些负面问题，比如孔壁附近土体软化形成墙侧和土侧的泥皮等问题，并且成槽施工中难免形成槽底的沉渣堆积，上述问题严重影响了地下连续墙的承载性能。
3.后注浆能有效改善上述问题，现有的后注浆方式为在地下连续墙的内部设置注浆管路，在浇筑完墙身混凝土后，进行水泥浆的二次压入，利用水泥浆对墙侧壁的软土以及底部的沉渣进行固化。但是，现有的地下连续墙的后注浆施工需要在钢筋笼内布置若干桩侧和桩底注浆管，存在注浆管数量多，注浆液填充不均匀、不同位置注浆效果差异性大等问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种地下连续墙分布式注浆系统，该分布式注浆系统能够适用于大面积地下连续墙的均匀注浆过程。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种地下连续墙分布式注浆系统，包括：注浆竖管、注浆横管、墙侧注浆头、墙底注浆头、连接套、第一三通头、第二三通头；所述注浆竖管、注浆横管均匀分布于地下连续墙中，所述注浆竖管和注浆横管上均设有墙侧注浆头、墙底注浆头，所述注浆竖管均通过连接套、第一三通头与墙侧注浆头连接，所述注浆竖管内设有注浆作业头，所述注浆横管均通过连接套、第二三通头与墙侧注浆头连接，所述墙底注浆头通过连接套、第二三通头连接于注浆竖管的底端以及最底层的注浆横管上；所述墙侧注浆头朝向地下连续墙的墙壁外侧；所述墙底注浆头朝向地下连续墙的墙底外侧。
6.进一步地，所述墙底注浆头包括：墙底注浆管、底端板、墙底保护罩、底收缩膜；所述墙底注浆管上设有墙底保护罩，墙底保护罩内侧的墙底注浆管侧壁上设有出浆口，所述出浆口的外围包裹底收缩膜，所述底端板设置于墙底注浆管的下侧。
7.进一步地，所述墙侧注浆头包括：墙侧注浆管、墙侧保护罩、侧收缩膜、侧端板；所述墙侧注浆管上设有墙侧保护罩，所述墙侧保护罩内部的墙侧注浆管的侧壁上设有出浆口，所述出浆口的外围包裹侧收缩膜，所述侧端板设置于墙侧注浆管的下侧。
8.进一步地，所述注浆作业头包括：中心管、设置于中心管上侧的注浆作业头上段、设置于中心管下侧的注浆作业头下段，所述中心管的中部侧向开孔，所述侧向开孔处设有中单向阀。
9.进一步地，所述中单向阀位于第一三通头侧向端口所在直线上。
10.进一步地，所述注浆作业头上段包括：上顶锥、上段顶板、上锁定膜、上单向阀、上液压管、上段底板；所述上顶锥、上段顶板、上段底板贯穿中心管的上部，所述上段顶板的上方与上顶锥固定连接，所述上锁定膜的一端与上段顶板固定连接，所述上锁定膜的另一端与上段底板固定连接，所述上锁定膜的外部设有凸起，所述上段底板的底部设有上单向阀，所述上液压管贯穿上顶锥、上段顶板，所述上液压管的一端设置于上锁定膜中。
11.进一步地，所述上段底板的外侧设有感应器，所述感应器对应位置的第一三通头的内侧设有感应环，所述上段底板的底部上设有压力传感器。
12.进一步地，所述注浆作业头下段包括：下段底板、下锁定膜、下顶锥、下液压管、下单向阀、下段顶板；所述下段顶板、下段底板贯穿中心管的下部，所述下段底板的下方与下顶锥固定连接，所述下锁定膜的一端与下段顶板固定连接，所述下锁定膜的另一端与下段底板固定连接，所述下锁定膜的外部设有凸起，所述下液压管贯穿下段顶板，所述下液压管的一端设置于下锁定膜中，所述下段顶板的顶部设有下单向阀。
13.进一步地，所述下段顶板的外侧设有感应器，所述感应器对应位置的第一三通头的内侧设有感应环，所述下段顶板的顶部上设有压力传感器。
14.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明地下连续墙分布式注浆系统中的墙侧注浆头、墙底注浆头均通过螺纹连接的方式与注浆横管、注浆竖管连接，本发明地下连续墙分布式注浆系统中对称布置两根注浆竖管，并分别在注浆竖管中设置注浆作业头，采用同时提升或下降两个注浆作业头至同一墙侧注浆头深度处，并开展相同压力注浆，本发明的地下连续墙分布式注浆系统适用于大面积、多场景的地下连续墙的均匀注浆施工，同时实现对墙底以及不同深度墙侧土体的加固处理，显著提高地下连续墙的承载力，并能够减少注浆横管、注浆竖管的材料用量及布置工作成本；本发明中通过设置压力传感器可以精确感知注浆作业头的实际工作压力，从而实现两根注浆竖管及第一三通头中的两个注浆作业头精确协同工作；本发明通过设置感应器和感应环，可以精确感知注浆作业头在注浆竖管及第一三通头中的位置。
附图说明
15.图1为本发明地下连续墙分布式注浆系统的整体结构示意图；图2为本发明中墙侧注浆头的结构示意图；图3为本发明中墙底注浆头的结构示意图；图4为本发明注浆竖管中墙侧注浆头的连接示意图；其中，1 注浆竖管；2 注浆横管；3 墙侧注浆头；4 墙底注浆头；5 连接套；6 墙侧保护罩；7 侧收缩膜；8 侧端板；9 底端板；10 墙底保护罩；11底收缩膜；12 下段底板；13 下锁定膜；14 第一三通头；15 上顶锥；16 下顶锥；17 上段顶板；18上锁定膜；19 感应环；20感应器；21 上单向阀；22 上液压管；23 压力传感器；25下液压管；26中心管；27侧向开孔；28中单向阀；29下单向阀；30 下段顶板；32上段底板。
具体实施方式
16.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步地解释说明。
17.地下连续墙分布式注浆系统布置在钢筋笼的外侧，根据地下连续墙的尺寸进行布
置，如图1为本发明地下连续墙分布式注浆系统的整体结构示意图，该注浆系统包括：注浆竖管1、注浆横管2、墙侧注浆头3、墙底注浆头4、连接套5、第一三通头14、第二三通头；注浆竖管1、注浆横管2均匀分布于地下连续墙中，注浆竖管1和注浆横管2上均设有墙侧注浆头3、墙底注浆头4，根据注浆设计需求，不同深度的注浆竖管1上连接有墙侧注浆头3，本发明中的注浆竖管1均通过连接套5、第一三通头14与墙侧注浆头3进行螺纹连接，注浆竖管1内设有注浆作业头，注浆横管2均通过连接套5、第二三通头与墙侧注浆头3进行螺纹连接，墙底注浆头4通过连接套、第二三通头螺纹连接于注浆竖管1的底端以及最底层的注浆横管2上；本发明的分布式注浆系统中对称布置两根注浆竖管1，并分别在注浆竖管中设置注浆作业头，采用同时提升或下降两个注浆作业头至同一墙侧注浆头深度处，并开展相同压力注浆，本发明的地下连续墙分布式注浆系统适用于大面积、多场景的地下连续墙的均匀注浆施工，并能够减少注浆横管、注浆竖管的材料用量及布置工作成本。本发明的墙侧注浆头3朝向地下连续墙的墙壁外侧，墙底注浆头4朝向地下连续墙的墙底外侧，可以实现对墙底以及不同深度墙侧土体的加固处理，显著提高地下连续墙的承载力。
18.如图2为本发明的墙侧注浆头的结构示意图，该墙侧注浆头3包括：墙侧注浆管、墙侧保护罩6、侧收缩膜7、侧端板8；墙侧注浆管上设有墙侧保护罩6，本发明的墙侧保护罩6为喇叭形结构，防止外侧土压力直接作用于侧收缩膜7上，影响出浆效果。墙侧保护罩6内部的墙侧注浆管的侧壁上设有出浆口，出浆口的外围包裹侧收缩膜7，侧端板8设置于墙侧注浆管的下侧。通过设置侧收缩膜7可以防止在注浆前杂物进入墙侧注浆管中，并且在注浆作业头出浆压力的作用下，墙侧注浆管的侧壁出浆口压力令侧收缩膜7扩张从而使浆液压出，该处注浆施工完成后，泄去注浆压力、侧收缩膜7回缩并重新封堵住侧壁出浆口。在本发明注浆竖管1中的墙侧注浆头3中，墙侧注浆管的两端分别与第一三通头14通过连接套5进行螺纹连接，在本发明注浆横管2中的墙侧注浆头3中，墙侧注浆管的两端分别与第二三通头通过连接套5进行螺纹连接，便于现场施工。
19.如图3为本发明的墙底注浆头的结构示意图，该墙底注浆头4包括：墙底注浆管、底端板9、墙底保护罩10、底收缩膜11；墙底注浆管上设有墙底保护罩10，本发明的墙底保护罩10为喇叭形结构，防止外侧土压力直接作用于底收缩膜11上，影响出浆效果。墙底保护罩10内侧的墙底注浆管侧壁上设有出浆口，出浆口的外围包裹底收缩膜11，底端板9设置于墙底注浆管的下侧。通过设置底收缩膜11可以防止在注浆前杂物进入墙底注浆管，并且在注浆作业头出浆压力的作用下，墙底注浆管的侧壁出浆口压力令底收缩膜11扩张并令浆液压出，该处注浆施工完成后，泄去注浆压力、底收缩膜11回缩并重新封堵墙底注浆管侧壁出浆口。本发明墙底注浆管与第二三通头通过连接套5进行螺纹连接，便于现场施工。
20.如图4，本发明中的注浆作业头内设有：中心管26、设置于中心管26上侧的注浆作业头上段、设置于中心管26下侧的注浆作业头下段，中心管26的中部侧向开孔27，侧向开孔27处设有中单向阀28，本发明中的中单向阀28位于第一三通头14侧向端口所在直线上。本发明中的注浆作业头上段包括：上顶锥15、上段顶板17、上锁定膜18、上单向阀21、上液压管22、上段底板32；上顶锥15、上段顶板17、上段底板32贯穿中心管26的上部，上段顶板17的上方与上顶锥15固定连接，上锁定膜18的一端与上段顶板17固定连接，上锁定膜18的另一端与上段底板32固定连接，上锁定膜18的外部设有凸起，增加了注浆竖管1内的摩擦力和封闭性，上段底板32的底部设有上单向阀21，上液压管22贯穿上顶锥15、上段顶板17，上液压管
22的一端设置于上锁定膜18中。本发明的上段底板32的外侧设有感应器20，感应器20对应位置的第一三通头14的内侧设有感应环19，上段底板32的底部上设有压力传感器23。本发明中的注浆作业头下段包括：下段底板12、下锁定膜13、下顶锥16、下液压管25、下单向阀29、下段顶板30；下段顶板30、下段底板12贯穿中心管26的下部，下段底板12的下方与下顶锥16固定连接，下锁定膜13的一端与下段顶板30固定连接，下锁定膜13的另一端与下段底板12固定连接，下锁定膜13的外部设有凸起，增加了注浆竖管1内的摩擦力和封闭性，下液压管25贯穿下段顶板30，下液压管25的一端设置于下锁定膜13中，下段顶板30的顶部设有下单向阀29。本发明的下段顶板30的外侧设有感应器20，感应器20对应位置的第一三通头14的内侧设有感应环19，下段顶板30的顶部上设有压力传感器23。在注浆作业头上设置上顶锥15和下顶锥16，可以使注浆作业头顺畅的在注浆竖管1、第一三通头14内上下提升，避免注浆作业头上段的端部、注浆作业头下段的端部与注浆竖管1、第一三通头14内部发生卡碰。本发明通过设置感应器20和感应环19，可以精确感知注浆作业头在注浆竖管1内的位置，进而可以实现两个注浆作业头在竖浆竖管1中同步提升；本发明中通过设置压力传感器23可以精确感知注浆作业头浆液压出的实际工作压力，从而可以实现不同注浆竖管1中的注浆作业头等压力施工的目的。基于上述两个注浆作业头同步提升（下降）、等压力注浆等功能，进而实现两个注浆作业头精确协同工作的效果。此外，注浆作业头上段的上锁定膜18和注浆作业头下段的下锁定膜13均分布通过液压方式进行膨胀、收缩，工作响应快，进而实现上、下段单独工作，具有加压快、泄压快的特点。
21.本发明的工作过程具体为：根据设计需要合理布置注浆竖管1、注浆横管2以及与之连接的墙侧注浆头3和墙底注浆头4，并将其连接至地下连续墙钢筋笼、下放至制定深度。浇灌墙身混凝土，待混凝土初凝后，可优先开展墙底注浆。先在两根注浆竖管1顶部同时下放两个注浆作业头，通过感应器20控制下放高度直至进入第一三通头14内部预定深度处，将上液压管22连接至液压泵，通过加压，令注浆作业头上段的上锁定膜18外扩并与第一三通头14的内部挤压锁定，将中心管26连接至注浆泵，压入注浆液，浆液的压力可以通过压力传感器23实时监测，压浆液经由中单向阀28进入墙底注浆头4，由墙底注浆头4进入墙底沉渣以及软弱土层，实现墙底的压浆处理。
22.通过液压泵对上液压管22泄压后上锁定膜18收缩，同步在两根注浆竖管1中提升两个注浆作业头，通过感应器20调整注浆作业头上段、注浆作业头下段在第一三通头14中的精确位置，采用液压泵对上液压管22、下液压管25输入液压，令上锁定膜18和下锁定膜13扩张并与注浆竖管1内部挤压锁定，同时经由注浆泵压入注浆液，浆液的压力可以通过压力传感器23实时监测，高压注浆液经由单向阀28进入与注浆竖管1、注浆横管2连接的墙侧注浆头3，浆液由墙侧注浆头3进入墙土薄弱界面和软弱土层。某深度处墙侧注浆施工结束后，反向抽吸注浆液，令靠近注浆作业头上段和注浆作业头下段注浆液经由上单向阀21和下单向阀29进入中心管26，完成清管操作后，卸除上液压管22、下液压管25内压力，待上锁定膜18和下锁定膜13回缩后，同时在两根注浆竖管1中提升两个注浆作业头，直至达到新的施工位置或者提出至注浆竖管1外。
23.本发明的地下连续墙分布式注浆系统能广泛用于大面积、多场景的地下连续墙的均匀注浆施工，同时实现对墙底以及不同深度墙侧土体的加固处理，提高地下连续墙的承载力，并能够减少注浆横管、注浆竖管的材料用量及布置工作成本。
24.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。