一种尾矿库涵管分段注浆施工装置及其施工方法与流程

1.本发明涉及涵管施工领域，尤其涉及一种尾矿库涵管分段注浆施工装置及其施工方法。


背景技术：

2.用于尾矿库的涵管主要用于排洪防涝，埋设于地表以下，该类涵管的尺寸普遍较小，而尾矿库的深度较深，不适合让工作人员进出洞内进行施工工作，因此不便通过常规的施工方式进行灌浆工作，需要使用额外的注浆设备伸入洞体内，再将浆料浇注在洞体的内壁上，使涵管通过注浆设备在洞体内壁压实成型，由于尾矿库的土层质地疏松，易出现土层坍塌现象，破坏涵管之间的连续性，并且在施工过程中，将浆料贴附在洞壁上时，若不及时将气泡排出，将导致成型后的涵管密度较低，从而导致涵管支撑洞体的结构强度不足，在土层坍塌时，加重涵管被破坏的程度，造成涵管的破损甚至断裂。


技术实现要素：

3.为了克服尾矿库的土层质地疏松，并且在注浆期间若不及时将气泡排出，易导致涵管支撑洞体的结构强度不足，在土层坍塌时造成涵管的破损甚至断裂的缺点，本发明提供一种尾矿库涵管分段注浆施工装置及其施工方法。
4.本发明的技术方案为：一种尾矿库涵管分段注浆施工装置，包括有打孔组件、左滑行组件、注浆机构、环形架、推环、转板、中心柱、挡板、膨胀气垫、弧形压板和导管；环形架上连接有若干个打设孔洞的打孔组件；环形架的内部设有推环；推环的内部滑动连接有转板；转板的右侧连接有注浆机构；转板的中部固接有中心柱；中心柱的右端转动连接有旋盖；旋盖的中部设置有吸气管；环绕中心柱的边沿开设有若干个通气槽结构；每个通气槽上各开设有若干个吸除气泡的微孔结构；中心柱的左端固接有挡板；转板与挡板之间固接有控制涵管直径的膨胀气垫；环绕转板的右侧连接有若干个左滑行组件；环绕挡板的左侧连接有若干个右滑行组件；每组左右相邻的一个左滑行组件与一个右滑行组件之间各通过一个插板各连接有一个弧形压板；每个弧形压板的中部各固接有一个导管；每个导管上各接通有若干个贯穿弧形压板的注浆口；每个导管的右端分别通过一个连接管共同接通注浆机构。
5.更为优选的是，环绕中心柱的外表面固接有若干个紧贴膨胀气垫的翼板。
6.更为优选的是，环绕膨胀气垫的内侧壁开设有若干个插接翼板的凹槽结构。
7.更为优选的是，环绕膨胀气垫开设有若干个贯穿内外两侧的通气孔结构。
8.更为优选的是，注浆机构包括有环形框、环盖板和注浆管；转板的右侧固接有环形框；环形框的右侧滑动连接有环盖板；环盖板上贯穿有注浆管；每个连接管的右端均接通环形框。
9.更为优选的是，打孔组件包括有固定板、插杆、楔形块和第一弹簧；环形架的内部固接有固定板；固定板的中部滑动连接有插杆；插杆的下端固接有紧贴推环的楔形块；固定板与楔形块之间固接有第一弹簧，第一弹簧套设在插杆的外表面。
10.更为优选的是，插杆的尖端部均设置为半球结构。
11.更为优选的是，左滑行组件包括有左滑块和第二弹簧；转板上滑动连接有左滑块；左滑块与转板之间固接有第二弹簧；位于左侧的插板插接相邻的左滑块。
12.更为优选的是，右滑行组件包括有右滑块和第三弹簧；挡板上滑动连接有右滑块；右滑块与挡板之间固接有第三弹簧；位于右侧的插板固接相邻的右滑块。
13.一种尾矿库涵管分段注浆施工方法，包括以下步骤：s1：打孔，通过打孔设备在地层钻取洞体，并在地层洞体中预打设若干个不同方向的固定孔；s2：注浆，分段向地层洞体内壁喷注浆料，使浆料在洞体内壁形成浆料层，浆料层在凝结后得到所需的涵管；s3：压实，在s2的步骤中，对洞体内壁形成的浆料层进行压实处理，让浆料层之间紧密结合，并让部分浆料被压入洞体中预打设的固定孔内，让成型的涵管与周围的土层结合；s4：除泡，在s3的步骤中，压实浆料层同时，对从浆料中挤压出的气泡进行抽除处理，提高浆料的堆积密度，从而提高成型的涵管结构强度。
14.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明预先通过环形架上的打孔组件在地层的洞体上打设多个孔洞，再通过打孔组件将环形架固定在地层洞体带注浆段的端部，接着在外界驱动下带动转板及注浆机构旋转，同时转板带动中心柱和挡板旋转，转板与挡板之间固接有膨胀气垫，转板的右侧连接有若干个左滑行组件，挡板的左侧连接有若干个右滑行组件，膨胀气垫将左滑行组件与右滑行组件之间的弧形压板撑起，同时注浆机构通过弧形压板中部设有的导管向地层的洞体内壁喷注浆料，在膨胀气垫的挤压下，浆料沿地层的洞体内壁形成指定直径的涵管同时，浆料受到挤压而被注入洞体内壁预先打设的孔洞中，使形成的涵管与其周围的土层紧密结合，同时膨胀气垫内注入有高温气体，高温气体对浆料加热，使浆料中的气泡及时通过膨胀气垫和中心柱被向外吸除，实现将涵管与周围质地疏松的尾矿库土层紧密结合在一起，加强涵管周围土层的结构强度，减少尾矿库的上方土层坍塌对涵管造成的影响，并且在注浆期间及时将气泡排出，保障涵管具有足够的结构强度支撑洞体，避免在土层坍塌时造成涵管的破损甚至断裂。
附图说明
15.图1为本技术的立体结构示意图；图2为本技术的施工状态图；图3为本技术的局部立体结构示意图；图4为本技术的局部剖面图；图5为本技术的环形架、推环与转板立体结构示意图；图6为本技术的打孔组件立体结构示意图；图7为本技术的中心柱第一种剖面图；图8为本技术的中心柱第二种剖面图；图9为本技术的膨胀气垫与中心柱立体结构示意图；图10为本技术的膨胀气垫立体结构示意图；
图11为本技术的弧形压板与导管第一种立体结构示意图；图12为本技术的弧形压板与导管第二种立体结构示意图；图13为本技术的注浆机构剖面图；图14为本技术的弧形压板剖面图。
16.其中，上述附图包括以下附图标记：1-环形架，2-推环，3-转板，31-齿环，321-环形框，322-环盖板，323-注浆管，33-把手，4-中心柱，41-旋盖，411-吸气管，42-通气槽，421-微孔，43-翼板，5-挡板，6-膨胀气垫，61-通气孔，7-弧形压板，71-插板，8-导管，81-连接管，82-注浆口，9-地层，91-固定孔，101-固定板，102-插杆，103-楔形块，104-第一弹簧，201-左滑块，202-第二弹簧，301-右滑块，302-第三弹簧。
具体实施方式
17.首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。
18.实施例一种尾矿库涵管分段注浆施工方法，包括以下步骤：s1：打孔，通过打孔设备在地层钻取洞体，并在地层洞体中预打设若干个不同方向的固定孔；s2：注浆，分段向地层洞体内壁喷注浆料，使浆料在洞体内壁形成浆料层，浆料层在凝结后得到所需的涵管；s3：压实，在s2的步骤中，对洞体内壁形成的浆料层进行压实处理，让浆料层之间紧密结合，并让部分浆料被压入洞体中预打设的固定孔内，让成型的涵管与周围的土层结合；s4：除泡，在s3的步骤中，压实浆料层同时，对从浆料中挤压出的气泡进行抽除处理，提高浆料的堆积密度，从而提高成型的涵管结构强度。
19.一种尾矿库涵管分段注浆施工装置，如图1-图14所示，包括有打孔组件、左滑行组件、注浆机构、环形架1、推环2、转板3、中心柱4、挡板5、膨胀气垫6、弧形压板7和导管8；环形架1上连接有若干个打设孔洞的打孔组件；环形架1的内部设有推环2；推环2的内部滑动连接有转板3；转板3的右侧固接有齿环31；转板3的右侧螺栓连接有把手33；转板3的右侧连接有注浆机构；转板3的中部螺栓连接有中心柱4；中心柱4的右端转动连接有旋盖41；旋盖41的中部设置有吸气管411；环绕中心柱4的边沿开设有若干个通气槽42结构；每个通气槽42上各开设有若干个微孔421结构；中心柱4的左端螺栓连接有挡板5；转板3与挡板5之间固接有膨胀气垫6；环绕转板3的右侧连接有若干个左滑行组件；环绕挡板5的左侧连接有若干个右滑行组件；每组左右相邻的一个左滑行组件与一个右滑行组件之间各通过一个插板71各连接有一个弧形压板7；每个弧形压板7的中部各固接有一个导管8；每个导管8上各接通有若干个注浆口82；每个导管8的右端各接通有一个连接管81；所有连接管81的右端均接通注浆机构。
20.如图9和图10所示，环绕中心柱4的外表面螺栓连接有若干个紧贴膨胀气垫6的翼
板43；环绕膨胀气垫6的内侧壁开设有若干个插接翼板43的凹槽结构；环绕膨胀气垫6开设有若干个贯穿内外两侧的通气孔61结构。
21.如图14所示，注浆机构包括有环形框321、环盖板322和注浆管323；转板3的右侧焊接有环形框321；环形框321的右侧滑动连接有环盖板322；环盖板322上贯穿有注浆管323；每个连接管81的右端均接通环形框321。
22.如图6所示，打孔组件包括有固定板101、插杆102、楔形块103和第一弹簧104；环形架1的内部焊接有固定板101；固定板101的中部滑动连接有插杆102；插杆102的尖端部均设置为半球结构；插杆102的下端固接有紧贴推环2的楔形块103；固定板101与楔形块103之间固接有第一弹簧104，第一弹簧104套设在插杆102的外表面。
23.如图12所示，左滑行组件包括有左滑块201和第二弹簧202；转板3上滑动连接有左滑块201；左滑块201与转板3之间固接有第二弹簧202；位于左侧的插板71插接相邻的左滑块201。
24.如图13所示，右滑行组件包括有右滑块301和第三弹簧302；挡板5上滑动连接有右滑块301；右滑块301与挡板5之间固接有第三弹簧302；位于右侧的插板71螺栓连接相邻的右滑块301。
25.先将本尾矿库涵管分段注浆施工装置，插入地层9内预先钻取的洞体中待注浆的段区，先向右拉动把手33带动转板3和推环2离开环形架1，此时楔形块103失去推环2的阻挡，由初始呈被压缩状态的第一弹簧104推动插杆102沿固定板101向环形架1内部移动，在将整个尾矿库涵管分段注浆施工装置移动至洞体中待注浆的段区左侧后，向左推回转板3和推环2复位，使推环2推动楔形块103带动插杆102向外部推出，使插杆102在地层9的洞体内部打设出固定孔91，随后重复上述步骤，同时旋转环形架1调整插杆102的打设角度，实现在从左向右移动本尾矿库涵管分段注浆施工装置期间，由插杆102在洞体中待注浆的段区打设出若干个不同方向的固定孔91，直到环形架1对齐地层9洞体待注浆段区的右侧，插杆102在该区域打设出固定孔91后，不在拉出转板3和推环2，使环形架1通过插杆102固定在洞体待注浆段区的右侧。
26.之后开始对洞体待注浆段区进行注浆工作，首先将注浆管323外接注浆机，将吸气管411外接抽气设备，将膨胀气垫6外接高温充气源，并由外接的驱动电机通过直齿轮啮合齿环31带动转板3沿推环2旋转，转板3带动其所连接的中心柱4、挡板5、膨胀气垫6、弧形压板7和导管8在洞体内旋转，期间翼板43通过膨胀气垫6内侧的凹槽，推动膨胀气垫6稳定的进行旋转，减少膨胀气垫6在旋转期间因内部空心而出现变形现象，同时外接的高温充气源向膨胀气垫6注入高温气体，使高温气体将膨胀气垫6整体膨胀起，膨胀气垫6推动弧形压板7，通过插板71带动左滑块201和右滑块301分别沿挡板5和转板3向外移动，左滑块201和右滑块301分别拉动第二弹簧202和第三弹簧302向外拉伸，使弧形压板7接近洞体内壁。
27.接着外接的注浆机通过注浆管323向环形框321内注入浆料，转板3带动环形框321旋转期间，环盖板322和注浆管323被外接的注浆机固定，使环盖板322沿旋转的环形框321滑动，同时被注入环形框321内的浆料通过连接管81进入导管8内，并由导管8通过各个注浆口82将浆料喷注在洞体内壁，同时旋转的弧形压板7将在喷注在洞体内壁的浆料抹匀。
28.随着喷注在洞体内壁的浆料逐渐变厚，弧形压板7的正反两面同时受到堆厚的浆料层的挤压和来自膨胀气垫6的支撑，弧形压板7将受到的挤压力反向作用在堆厚的浆料层
上，浆料之间彼此紧密压缩，提高成型后涵管的密度及其相应的结构强度，同时部分浆料被压入地层9内预先打设的各个固定孔91中，使成型后涵管与其周围的土层紧密结合，有效的抵抗土层坍塌现象的发生。
29.在向洞体内壁喷注浆料期间，膨胀气垫6通过弧形压板7挤压堆厚的浆料层同时，浆料内掺杂的气泡被挤出，同时外接的抽气设备通过吸气管411，在通气槽42内产生吸力，使从浆料内挤出的气泡通过膨胀气垫6的通气孔61和中心柱4的微孔421吸入通气槽42中，最后气体被外接的抽气设备抽离，实现在注浆期间及时将气泡排出，保障涵管具有足够的结构强度支撑洞体。
30.本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。