專利名稱：高聚物提升注漿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施防滲加固技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及土提、土壩、 尾礦壩、截污壩等防滲加固時(shí)使用的高聚物提升注漿方法。
背景技術(shù)：
新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了舉世矚目的成就，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了重要作用。在水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，由于我國(guó)絕大多數(shù)水利設(shè)施興建于上世紀(jì)50至70年代，限于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件，不少水庫(kù)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量“先天不足”。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，年久失修，老化嚴(yán)重，病險(xiǎn)問(wèn)題十分突出。目前，我國(guó)已建成各類水庫(kù)達(dá)8. 7萬(wàn)座，居世界首位。但約40%的小型水庫(kù)、25%的大中型水庫(kù)屬于病險(xiǎn)水庫(kù)，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定構(gòu)成極大威脅。我國(guó)提防建設(shè)歷史悠久，但多數(shù)是經(jīng)過(guò)歷年逐漸加高培厚形成的，提身填筑土多為不同時(shí)期就地取土，填筑質(zhì)量多達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，存在不同的安全隱患。在我國(guó)現(xiàn)有的4萬(wàn)多座病險(xiǎn)水庫(kù)中，90%以上為土石壩，而大部分的提防為土質(zhì)提防。據(jù)初步測(cè)算，約50%以上的小型病險(xiǎn)水庫(kù)需要進(jìn)行防滲加固。在礦山基礎(chǔ)設(shè)施方面，尾礦壩作為礦山選礦生產(chǎn)的主要設(shè)施，它既是事故易發(fā)部位，也是隱伏巨大安全隱患的危險(xiǎn)源。另外，尾礦庫(kù)中還含有各種有毒有害物質(zhì)，并且是一種人造的具有高勢(shì)能的泥石流形成區(qū)，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到下游人民的生命財(cái)產(chǎn)安全和庫(kù)區(qū)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在我國(guó)礦山諸多尾礦庫(kù)中，目前處于正常運(yùn)行的不足70%，有的行業(yè)超過(guò)40%的尾礦庫(kù)處于險(xiǎn)、病、超期服務(wù)狀態(tài)，尾礦庫(kù)重大事故時(shí)有發(fā)生。而滲漏作為尾礦壩事故的主要原因之一，如何有效治理滲漏確保尾礦庫(kù)安全運(yùn)行顯得十分迫切和重要。在環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)現(xiàn)有的垃圾填埋場(chǎng)中，簡(jiǎn)易填埋和準(zhǔn)衛(wèi)生填埋占95%以上。由于大多數(shù)填埋場(chǎng)未采用水平防滲措施，加上底部滲濾液排導(dǎo)系統(tǒng)不夠完善，從而導(dǎo)致大量滲濾液未經(jīng)處理就直接進(jìn)入了土壤、地下水中，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。近幾年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視垃圾填埋問(wèn)題，不少省市建立了新型的垃圾填埋場(chǎng)。但是，現(xiàn)有的垃圾處理場(chǎng)的數(shù)量和規(guī)模還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)城市垃圾日益增長(zhǎng)的要求，真正實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理的垃圾僅為2. 3%。如何防治滲濾液污染是垃圾城市填埋場(chǎng)必須首先考慮的一個(gè)主要問(wèn)題?？刂茲B濾液污染一般是對(duì)垃圾填埋場(chǎng)截污壩進(jìn)行防滲處理，而我國(guó)絕大多數(shù)填埋場(chǎng)的地理環(huán)境和地質(zhì)條件很難滿足防滲要求?？梢?jiàn)，滲漏是土質(zhì)提壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施存在的普遍問(wèn)題，防滲加固是這些基礎(chǔ)設(shè)施面臨的一項(xiàng)長(zhǎng)期的、艱巨的任務(wù)。工程中常用的防滲技術(shù)有 混凝土防滲墻技術(shù)，水泥土攪拌樁技術(shù)，高壓噴射灌漿技術(shù)等。這些防滲加固技術(shù)已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，為我國(guó)大型水庫(kù)、尾礦庫(kù)、垃圾填埋場(chǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的除險(xiǎn)及防滲加固發(fā)揮了重要作用，但也存在一些技術(shù)不足。在防滲墻體材料方面，現(xiàn)行的幾種防滲墻技術(shù)采用的是水泥類材料，構(gòu)建的防滲體為剛性防滲體，與土體彈性模量差別較大，抗?jié)B抗裂性能不足；在成墻機(jī)理方面，現(xiàn)行成墻類防滲技術(shù)成墻時(shí)材料與土體脫離，灌漿類難以形成完整連續(xù)墻體；在施工方式方面，現(xiàn)行的幾種防滲墻技術(shù)是通過(guò)開(kāi)槽、攪拌、噴射和振動(dòng)的施工方法在土體中形成防滲體，對(duì)提壩擾動(dòng)破壞較大。水泥土攪拌樁技術(shù)存在攪拌的不均勻性、漿液上冒、受力不合理和樁身不連續(xù)等問(wèn)題，以致樁身強(qiáng)度過(guò)低，施工質(zhì)量可控性差、防滲效果不理想。而高壓噴射灌漿技術(shù)通過(guò)高壓裝置使?jié){液獲得巨大能量，易導(dǎo)致土體沖切破壞， 在漿液形成強(qiáng)度過(guò)程中極易導(dǎo)致整體強(qiáng)度不均勻。由此可見(jiàn)，工程中常用的這些防滲技術(shù)存在著對(duì)壩體擾動(dòng)破壞較大、工期較長(zhǎng)、造價(jià)較高、施工不便等缺點(diǎn)，特別是對(duì)于數(shù)量眾多的中小型提壩，現(xiàn)行的技術(shù)手段不僅受到經(jīng)費(fèi)的限制，而且由于裝備體積龐大，進(jìn)場(chǎng)困難， 這與當(dāng)前我國(guó)提壩、尾礦壩、截污壩防滲加固的發(fā)展需求還很不適應(yīng)。因此，加快防滲加固新材料、新技術(shù)、新裝備的研發(fā)是當(dāng)前土提、土壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環(huán)保等基礎(chǔ)設(shè)施防滲加固亟待解決的重大科技問(wèn)題。高聚物注漿技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的地基基礎(chǔ)快速加固技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹并固化的特性，達(dá)到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術(shù)主要應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的地基加固和道路維修。近年來(lái)，本發(fā)明人針對(duì)我國(guó)提壩除險(xiǎn)加固的發(fā)展需求和目前提壩防滲技術(shù)存在的不足，致力于提壩防滲高聚物注漿技術(shù)的研發(fā)，并申請(qǐng)了“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法(200910066334. 8)”、“高聚物帷幕注漿技術(shù) (200910066335. 2)”等發(fā)明專利?！疤釅畏罎B高聚物定向劈裂注漿方法”和“高聚物帷幕注漿技術(shù)”開(kāi)創(chuàng)了構(gòu)建薄片狀高聚物防滲體的新途徑，在其實(shí)施工藝中，一個(gè)重要步驟就是通過(guò)注漿管向槽孔內(nèi)注射雙組份膨脹性高聚物注漿材料。高聚物注漿材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后體積迅速膨脹，把槽孔填充滿并固化后形成高聚物薄片體。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)高聚物注漿帷幕的形成，若直接由高聚物材料自行膨脹從下到上填充槽孔或人工提升注漿導(dǎo)管從下到上使高聚物材料填充槽孔，則形成的高聚物帷幕有時(shí)會(huì)出現(xiàn)密度不均勻或者因槽孔不能完全被填充，以至不能形成完整連續(xù)的高聚物防滲體的現(xiàn)象。因此，如何構(gòu)建連續(xù)、均勻、規(guī)則的高聚物防滲體，是提高高聚物防滲技術(shù)防滲效果的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高聚物提升注漿方法，可根據(jù)成槽板構(gòu)建的槽孔體積大小來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)管提升的速度，并結(jié)合高聚物自身膨脹力，可使槽孔能夠被完全填充并形成連續(xù)、均勻、規(guī)則的高聚物防滲體，從而達(dá)到增強(qiáng)高聚物注漿技術(shù)防滲效果的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高聚物提升注漿方法，由下述步驟組成
(1)在需要防滲加固的壩體及地基內(nèi)，按設(shè)計(jì)布置槽孔，使用成槽裝備施工連續(xù)的注漿槽孔；
(2)在注漿槽孔內(nèi)插入高聚物注漿導(dǎo)管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導(dǎo)管的槽孔上方；
(3)將注漿導(dǎo)管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導(dǎo)管；
(4)通過(guò)注漿導(dǎo)管向槽孔內(nèi)注射高聚物材料，同時(shí)開(kāi)啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導(dǎo)管按設(shè)定速率向上提升；
(5)待注漿導(dǎo)管提升到要求高度時(shí)，關(guān)閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開(kāi)注漿導(dǎo)管，提升作業(yè)完成。所述的高聚物提升注漿控制裝備，包括機(jī)架，機(jī)架上裝有第一減速機(jī)，電動(dòng)機(jī)與第一減速機(jī)相連，機(jī)架上還有主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸，主傳動(dòng)軸與第一減速機(jī)相連，次傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)鏈條與主傳動(dòng)軸相連，機(jī)架上還有左面板和右面板，主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸上各裝有兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪，左面板和右面板上各裝有兩個(gè)與主動(dòng)傘齒輪嚙合的被動(dòng)傘齒輪，且與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪分別鑲嵌在兩個(gè)與右面板垂直連接的軸承內(nèi)側(cè)，和與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪相嚙合的兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪與主傳動(dòng)軸、次傳動(dòng)軸之間都通過(guò)花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪內(nèi)側(cè)，鍵釘則鑲嵌在主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸上，每個(gè)被動(dòng)傘齒輪軸的另一端各裝有一個(gè)凹線齒輪，機(jī)架上還裝有第二減速機(jī)，十字手柄與第二減速機(jī)相連，右面板通過(guò)分離絲桿與第二減速機(jī)相連，機(jī)架上還裝有扶手。所述的高聚物提升注漿控制裝備還包括操控箱，操控箱與電動(dòng)機(jī)相連，操控箱內(nèi)裝有電壓表、電流表、變頻器、主控開(kāi)關(guān)。本發(fā)明具有施工方便快捷、形成的高聚物帷幕或墻體均勻規(guī)則、槽孔能完全被高聚物材料填充等優(yōu)點(diǎn)，為高聚物注漿技術(shù)提供了配套技術(shù)及工藝，并成功應(yīng)用于多項(xiàng)水庫(kù)大壩和提防除險(xiǎn)加固工程，顯示出巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益和廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。


圖1為高聚物提升注漿控制裝備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A向視圖。
具體實(shí)施例方式一種高聚物提升注漿方法，由下述步驟組成
(1)在需要防滲加固的壩體及地基內(nèi)，按設(shè)計(jì)布置槽孔，使用成槽裝備施工連續(xù)的注漿槽孔；
(2)在注漿槽孔內(nèi)插入高聚物注漿導(dǎo)管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導(dǎo)管的槽孔上方；
(3)將注漿導(dǎo)管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導(dǎo)管；
(4)通過(guò)注漿導(dǎo)管向槽孔內(nèi)注射高聚物材料，同時(shí)開(kāi)啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導(dǎo)管按設(shè)定速率向上提升；
(5)待注漿導(dǎo)管提升到要求高度時(shí)，關(guān)閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開(kāi)注漿導(dǎo)管，提升作業(yè)完成。導(dǎo)管提升過(guò)程中高聚物材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，體積迅速膨脹，高聚物材料在槽孔內(nèi)均勻填充，形成連續(xù)、均勻、規(guī)則的高聚物帷幕或墻體。前述的高聚物提升注漿控制裝備其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括機(jī)架，機(jī)架上裝有第一減速機(jī)3，電動(dòng)機(jī)1與第一減速機(jī)3相連，機(jī)架上還有主傳動(dòng)軸7和次傳動(dòng)軸8，主傳動(dòng)軸7與第一減速機(jī)3相連，次傳動(dòng)軸8通過(guò)傳動(dòng)鏈條4與主傳動(dòng)軸7相連，機(jī)架上還有左面板5和右面板6，主傳動(dòng)軸7和次傳動(dòng)軸8上各裝有兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪12，左面板和右面板上各裝有兩個(gè)與主動(dòng)傘齒輪嚙合的被動(dòng)傘齒輪14，每個(gè)被動(dòng)傘齒輪軸的另一端各裝有一個(gè)凹線齒輪13，機(jī)架上還裝有第二減速機(jī)10，十字手柄9與第二減速機(jī)10相連，右面板6通過(guò)分離絲桿11與第二減速機(jī)10相連，機(jī)架上還裝有扶手2。與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪分別鑲嵌在兩個(gè)與右面板垂直焊接的軸承內(nèi)側(cè)，和與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪相嚙合的兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪與主傳動(dòng)軸、次傳動(dòng)軸之間都通過(guò)花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪內(nèi)側(cè)，鍵釘則鑲嵌在主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸上，這樣可以通過(guò)分離絲桿11 來(lái)左右移動(dòng)右面板，通過(guò)主傳動(dòng)軸7和次傳動(dòng)軸8來(lái)帶動(dòng)主動(dòng)傘齒輪，軸承起到將右面板6 和右面板上6的兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪相對(duì)固定的效果。還包括操控箱，操控箱與電動(dòng)機(jī)相連，操控箱內(nèi)裝有電壓表、電流表、變頻器和主控開(kāi)關(guān)。操控箱主要是控制裝備啟動(dòng)電源的閉合和斷開(kāi)。第一減速機(jī)與變頻器配合，主要功能是調(diào)節(jié)裝備得到合理的注漿導(dǎo)管提升速度。 第一減速機(jī)可采用90型蝸輪減速機(jī)。十字手柄與第二減速機(jī)配合，通過(guò)分離絲桿帶動(dòng)右面板運(yùn)動(dòng)，使左面板和右面板分離，注漿導(dǎo)管置入兩個(gè)凹線齒輪之間并固定住注漿導(dǎo)管，通過(guò)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同的凹線齒輪來(lái)提升注漿導(dǎo)管。第二減速機(jī)可采用25型蝸輪減速機(jī)。高聚物提升注漿控制裝備的工作過(guò)程為
(1)將高聚物提升注漿控制裝備放置到已插入注漿導(dǎo)管的孔模上方；
(2)轉(zhuǎn)動(dòng)十字手柄，將左右面板分開(kāi)；
(3)調(diào)節(jié)裝備位置，將注漿導(dǎo)管放置到左右兩個(gè)凹線齒輪之間，且在同一平面上；
(4)重新轉(zhuǎn)動(dòng)十字手柄，將注漿導(dǎo)管固定牢固；
(5)接通220v交流電源，打開(kāi)操控箱，設(shè)置注漿導(dǎo)管提升速度；
(6)打開(kāi)裝備開(kāi)關(guān)，裝備開(kāi)始工作，導(dǎo)管提升作業(yè)開(kāi)始；
(7)待注漿導(dǎo)管提升到要求高度時(shí)，關(guān)閉裝備電源，轉(zhuǎn)動(dòng)十字手柄，將左右面板分開(kāi)，移開(kāi)注漿導(dǎo)管，提升作業(yè)完成。
權(quán)利要求
1.一種高聚物提升注漿方法，其特征在于由下述步驟組成(1)在需要防滲加固的壩體及地基內(nèi)，按設(shè)計(jì)布置槽孔，使用成槽裝備施工連續(xù)的注漿槽孔；(2)在注漿槽孔內(nèi)插入高聚物注漿導(dǎo)管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導(dǎo)管的槽孔上方；(3)將注漿導(dǎo)管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導(dǎo)管；(4)通過(guò)注漿導(dǎo)管向槽孔內(nèi)注射高聚物材料，同時(shí)開(kāi)啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導(dǎo)管按設(shè)定速率向上提升；(5)待注漿導(dǎo)管提升到要求高度時(shí)，關(guān)閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開(kāi)注漿導(dǎo)管，提升作業(yè)完成。
2.如權(quán)利要求1所述的高聚物提升注漿方法，其特征在于所述的高聚物提升注漿控制裝備，包括機(jī)架，機(jī)架上裝有第一減速機(jī)，電動(dòng)機(jī)與第一減速機(jī)相連，機(jī)架上還有主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸，主傳動(dòng)軸與第一減速機(jī)相連，次傳動(dòng)軸通過(guò)傳動(dòng)鏈條與主傳動(dòng)軸相連，機(jī)架上還有左面板和右面板，主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸上各裝有兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪，左面板和右面板上各裝有兩個(gè)與主動(dòng)傘齒輪嚙合的被動(dòng)傘齒輪，且與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪分別鑲嵌在兩個(gè)與右面板垂直連接的軸承內(nèi)側(cè)，和與右面板相連的兩個(gè)被動(dòng)傘齒輪相嚙合的兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪與主傳動(dòng)軸、次傳動(dòng)軸之間都通過(guò)花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個(gè)主動(dòng)傘齒輪內(nèi)側(cè)，鍵釘則鑲嵌在主傳動(dòng)軸和次傳動(dòng)軸上，每個(gè)被動(dòng)傘齒輪軸的另一端各裝有一個(gè)凹線齒輪，機(jī)架上還裝有第二減速機(jī)，十字手柄與第二減速機(jī)相連，右面板通過(guò)分離絲桿與第二減速機(jī)相連，機(jī)架上還裝有扶手。
3.如權(quán)利要求2所述的高聚物提升注漿方法，其特征在于所述的高聚物提升注漿控制裝備還包括操控箱，操控箱與電動(dòng)機(jī)相連，操控箱內(nèi)裝有電壓表、電流表、變頻器、主控開(kāi)關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高聚物提升注漿方法，由下述步驟組成在需要防滲加固的壩體及地基內(nèi)，按設(shè)計(jì)布置槽孔，使用成槽裝備施工連續(xù)的注漿槽孔；在注漿槽孔內(nèi)插入高聚物注漿導(dǎo)管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導(dǎo)管的槽孔上方；將注漿導(dǎo)管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導(dǎo)管；通過(guò)注漿導(dǎo)管向槽孔內(nèi)注射高聚物材料，同時(shí)開(kāi)啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導(dǎo)管按設(shè)定速率向上提升；待注漿導(dǎo)管提升到要求高度時(shí)，關(guān)閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開(kāi)注漿導(dǎo)管，提升作業(yè)完成。本發(fā)明具有施工方便快捷、形成的高聚物帷幕或墻體均勻規(guī)則、槽孔能完全被高聚物材料填充等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D15/00GK102418342SQ20111028819
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者劉文廷, 張蓓, 李強(qiáng), 王復(fù)明, 王小亮, 郝志 申請(qǐng)人:鄭州優(yōu)特基礎(chǔ)工程維修有限公司