專利名稱：高聚物提升注漿方法
技術領域：
本發明屬于水利、礦山、環保等基礎設施防滲加固技術領域，具體涉及土提、土壩、 尾礦壩、截污壩等防滲加固時使用的高聚物提升注漿方法。
背景技術：
新中國成立以來，我國的水利、礦山、環保等基礎設施建設取得了舉世矚目的成就，對我國經濟發展和社會進步發揮了重要作用。在水利基礎設施建設方面，由于我國絕大多數水利設施興建于上世紀50至70年代，限于當時的經濟技術條件，不少水庫設計和施工質量“先天不足”。經過長期運行，年久失修，老化嚴重，病險問題十分突出。目前，我國已建成各類水庫達8. 7萬座，居世界首位。但約40%的小型水庫、25%的大中型水庫屬于病險水庫，對人民生命財產和社會穩定構成極大威脅。我國提防建設歷史悠久，但多數是經過歷年逐漸加高培厚形成的，提身填筑土多為不同時期就地取土，填筑質量多達不到設計要求，存在不同的安全隱患。在我國現有的4萬多座病險水庫中，90%以上為土石壩，而大部分的提防為土質提防。據初步測算，約50%以上的小型病險水庫需要進行防滲加固。在礦山基礎設施方面，尾礦壩作為礦山選礦生產的主要設施，它既是事故易發部位，也是隱伏巨大安全隱患的危險源。另外，尾礦庫中還含有各種有毒有害物質，并且是一種人造的具有高勢能的泥石流形成區，其安全運行直接關系到下游人民的生命財產安全和庫區周邊地區的生態環境。在我國礦山諸多尾礦庫中，目前處于正常運行的不足70%，有的行業超過40%的尾礦庫處于險、病、超期服務狀態，尾礦庫重大事故時有發生。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安全運行顯得十分迫切和重要。在環保基礎設施建設方面，據統計，目前我國現有的垃圾填埋場中，簡易填埋和準衛生填埋占95%以上。由于大多數填埋場未采用水平防滲措施，加上底部滲濾液排導系統不夠完善，從而導致大量滲濾液未經處理就直接進入了土壤、地下水中，對環境造成了嚴重污染。近幾年來，國家越來越重視垃圾填埋問題，不少省市建立了新型的垃圾填埋場。但是，現有的垃圾處理場的數量和規模還遠遠不能適應城市垃圾日益增長的要求，真正實現無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必須首先考慮的一個主要問題。控制滲濾液污染一般是對垃圾填埋場截污壩進行防滲處理，而我國絕大多數填埋場的地理環境和地質條件很難滿足防滲要求。可見，滲漏是土質提壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環保基礎設施存在的普遍問題，防滲加固是這些基礎設施面臨的一項長期的、艱巨的任務。工程中常用的防滲技術有 混凝土防滲墻技術，水泥土攪拌樁技術，高壓噴射灌漿技術等。這些防滲加固技術已在國內得到了廣泛的應用，為我國大型水庫、尾礦庫、垃圾填埋場等基礎設施的除險及防滲加固發揮了重要作用，但也存在一些技術不足。在防滲墻體材料方面，現行的幾種防滲墻技術采用的是水泥類材料，構建的防滲體為剛性防滲體，與土體彈性模量差別較大，抗滲抗裂性能不足；在成墻機理方面，現行成墻類防滲技術成墻時材料與土體脫離，灌漿類難以形成完整連續墻體；在施工方式方面，現行的幾種防滲墻技術是通過開槽、攪拌、噴射和振動的施工方法在土體中形成防滲體，對提壩擾動破壞較大。水泥土攪拌樁技術存在攪拌的不均勻性、漿液上冒、受力不合理和樁身不連續等問題，以致樁身強度過低，施工質量可控性差、防滲效果不理想。而高壓噴射灌漿技術通過高壓裝置使漿液獲得巨大能量，易導致土體沖切破壞， 在漿液形成強度過程中極易導致整體強度不均勻。由此可見，工程中常用的這些防滲技術存在著對壩體擾動破壞較大、工期較長、造價較高、施工不便等缺點，特別是對于數量眾多的中小型提壩，現行的技術手段不僅受到經費的限制，而且由于裝備體積龐大，進場困難， 這與當前我國提壩、尾礦壩、截污壩防滲加固的發展需求還很不適應。因此，加快防滲加固新材料、新技術、新裝備的研發是當前土提、土壩、尾礦壩、截污壩等水利、礦山、環保等基礎設施防滲加固亟待解決的重大科技問題。高聚物注漿技術是20世紀70年代發展起來的地基基礎快速加固技術。該技術通過向地基中注射高聚物材料，利用高聚物材料發生化學反應后體積迅速膨脹并固化的特性，達到加固地基、填充脫空或提升地板的目的。目前，高聚物注漿技術主要應用于工業與民用建筑的地基加固和道路維修。近年來，本發明人針對我國提壩除險加固的發展需求和目前提壩防滲技術存在的不足，致力于提壩防滲高聚物注漿技術的研發，并申請了“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 (200910066335. 2)”等發明專利。“提壩防滲高聚物定向劈裂注漿方法”和“高聚物帷幕注漿技術”開創了構建薄片狀高聚物防滲體的新途徑，在其實施工藝中，一個重要步驟就是通過注漿管向槽孔內注射雙組份膨脹性高聚物注漿材料。高聚物注漿材料發生化學反應后體積迅速膨脹，把槽孔填充滿并固化后形成高聚物薄片體。本發明人經過大量現場試驗，發現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會出現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的高聚物防滲體的現象。因此，如何構建連續、均勻、規則的高聚物防滲體，是提高高聚物防滲技術防滲效果的關鍵。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種高聚物提升注漿方法，可根據成槽板構建的槽孔體積大小來調節導管提升的速度，并結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、均勻、規則的高聚物防滲體，從而達到增強高聚物注漿技術防滲效果的目的。為實現上述目的，本發明采用如下技術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，按設計布置槽孔，使用成槽裝備施工連續的注漿槽孔；
(2)在注漿槽孔內插入高聚物注漿導管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導管的槽孔上方；
(3)將注漿導管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導管；
(4)通過注漿導管向槽孔內注射高聚物材料，同時開啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導管按設定速率向上提升；
(5)待注漿導管提升到要求高度時，關閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開注漿導管，提升作業完成。所述的高聚物提升注漿控制裝備，包括機架，機架上裝有第一減速機，電動機與第一減速機相連，機架上還有主傳動軸和次傳動軸，主傳動軸與第一減速機相連，次傳動軸通過傳動鏈條與主傳動軸相連，機架上還有左面板和右面板，主傳動軸和次傳動軸上各裝有兩個主動傘齒輪，左面板和右面板上各裝有兩個與主動傘齒輪嚙合的被動傘齒輪，且與右面板相連的兩個被動傘齒輪分別鑲嵌在兩個與右面板垂直連接的軸承內側，和與右面板相連的兩個被動傘齒輪相嚙合的兩個主動傘齒輪與主傳動軸、次傳動軸之間都通過花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個主動傘齒輪內側，鍵釘則鑲嵌在主傳動軸和次傳動軸上，每個被動傘齒輪軸的另一端各裝有一個凹線齒輪，機架上還裝有第二減速機，十字手柄與第二減速機相連，右面板通過分離絲桿與第二減速機相連，機架上還裝有扶手。所述的高聚物提升注漿控制裝備還包括操控箱，操控箱與電動機相連，操控箱內裝有電壓表、電流表、變頻器、主控開關。本發明具有施工方便快捷、形成的高聚物帷幕或墻體均勻規則、槽孔能完全被高聚物材料填充等優點，為高聚物注漿技術提供了配套技術及工藝，并成功應用于多項水庫大壩和提防除險加固工程，顯示出巨大的經濟、社會效益和廣闊的發展應用前景。
圖1為高聚物提升注漿控制裝備的結構示意圖。圖2為圖1的A-A向視圖。
具體實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，按設計布置槽孔，使用成槽裝備施工連續的注漿槽孔；
(2)在注漿槽孔內插入高聚物注漿導管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導管的槽孔上方；
(3)將注漿導管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導管；
(4)通過注漿導管向槽孔內注射高聚物材料，同時開啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導管按設定速率向上提升；
(5)待注漿導管提升到要求高度時，關閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開注漿導管，提升作業完成。導管提升過程中高聚物材料發生化學反應后，體積迅速膨脹，高聚物材料在槽孔內均勻填充，形成連續、均勻、規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構如圖1、圖2所示，包括機架，機架上裝有第一減速機3，電動機1與第一減速機3相連，機架上還有主傳動軸7和次傳動軸8，主傳動軸7與第一減速機3相連，次傳動軸8通過傳動鏈條4與主傳動軸7相連，機架上還有左面板5和右面板6，主傳動軸7和次傳動軸8上各裝有兩個主動傘齒輪12，左面板和右面板上各裝有兩個與主動傘齒輪嚙合的被動傘齒輪14，每個被動傘齒輪軸的另一端各裝有一個凹線齒輪13，機架上還裝有第二減速機10，十字手柄9與第二減速機10相連，右面板6通過分離絲桿11與第二減速機10相連，機架上還裝有扶手2。與右面板相連的兩個被動傘齒輪分別鑲嵌在兩個與右面板垂直焊接的軸承內側，和與右面板相連的兩個被動傘齒輪相嚙合的兩個主動傘齒輪與主傳動軸、次傳動軸之間都通過花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個主動傘齒輪內側，鍵釘則鑲嵌在主傳動軸和次傳動軸上，這樣可以通過分離絲桿11 來左右移動右面板，通過主傳動軸7和次傳動軸8來帶動主動傘齒輪，軸承起到將右面板6 和右面板上6的兩個主動傘齒輪相對固定的效果。還包括操控箱，操控箱與電動機相連，操控箱內裝有電壓表、電流表、變頻器和主控開關。操控箱主要是控制裝備啟動電源的閉合和斷開。第一減速機與變頻器配合，主要功能是調節裝備得到合理的注漿導管提升速度。 第一減速機可采用90型蝸輪減速機。十字手柄與第二減速機配合，通過分離絲桿帶動右面板運動，使左面板和右面板分離，注漿導管置入兩個凹線齒輪之間并固定住注漿導管，通過兩個轉動方向不同的凹線齒輪來提升注漿導管。第二減速機可采用25型蝸輪減速機。高聚物提升注漿控制裝備的工作過程為
(1)將高聚物提升注漿控制裝備放置到已插入注漿導管的孔模上方；
(2)轉動十字手柄，將左右面板分開；
(3)調節裝備位置，將注漿導管放置到左右兩個凹線齒輪之間，且在同一平面上；
(4)重新轉動十字手柄，將注漿導管固定牢固；
(5)接通220v交流電源，打開操控箱，設置注漿導管提升速度；
(6)打開裝備開關，裝備開始工作，導管提升作業開始；
(7)待注漿導管提升到要求高度時，關閉裝備電源，轉動十字手柄，將左右面板分開，移開注漿導管，提升作業完成。
權利要求
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，按設計布置槽孔，使用成槽裝備施工連續的注漿槽孔；(2)在注漿槽孔內插入高聚物注漿導管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導管的槽孔上方；(3)將注漿導管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導管；(4)通過注漿導管向槽孔內注射高聚物材料，同時開啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導管按設定速率向上提升；(5)待注漿導管提升到要求高度時，關閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開注漿導管，提升作業完成。
2.如權利要求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，包括機架，機架上裝有第一減速機，電動機與第一減速機相連，機架上還有主傳動軸和次傳動軸，主傳動軸與第一減速機相連，次傳動軸通過傳動鏈條與主傳動軸相連，機架上還有左面板和右面板，主傳動軸和次傳動軸上各裝有兩個主動傘齒輪，左面板和右面板上各裝有兩個與主動傘齒輪嚙合的被動傘齒輪，且與右面板相連的兩個被動傘齒輪分別鑲嵌在兩個與右面板垂直連接的軸承內側，和與右面板相連的兩個被動傘齒輪相嚙合的兩個主動傘齒輪與主傳動軸、次傳動軸之間都通過花鍵槽和鍵釘相連接，花鍵槽位于這兩個主動傘齒輪內側，鍵釘則鑲嵌在主傳動軸和次傳動軸上，每個被動傘齒輪軸的另一端各裝有一個凹線齒輪，機架上還裝有第二減速機，十字手柄與第二減速機相連，右面板通過分離絲桿與第二減速機相連，機架上還裝有扶手。
3.如權利要求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，操控箱與電動機相連，操控箱內裝有電壓表、電流表、變頻器、主控開關。
全文摘要
本發明公開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，按設計布置槽孔，使用成槽裝備施工連續的注漿槽孔；在注漿槽孔內插入高聚物注漿導管，將高聚物提升注漿控制裝備放置到注漿導管的槽孔上方；將注漿導管放置入高聚物提升注漿控制裝備中，固定導管；通過注漿導管向槽孔內注射高聚物材料，同時開啟高聚物提升注漿控制裝備，注漿導管按設定速率向上提升；待注漿導管提升到要求高度時，關閉高聚物提升注漿控制裝備電源，移開注漿導管，提升作業完成。本發明具有施工方便快捷、形成的高聚物帷幕或墻體均勻規則、槽孔能完全被高聚物材料填充等優點。
文檔編號E02D15/00GK102418342SQ20111028819
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月26日 優先權日2011年9月26日
發明者劉文廷, 張蓓, 李強, 王復明, 王小亮, 郝志 申請人:鄭州優特基礎工程維修有限公司