[发明专利]一种注浆材料压滤试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种注浆材料压滤试验装置，具体涉及一种研究水泥单液浆在注浆压力作用下被动析水的压滤试验装置及试验方法。

背景技术

近年来，随着我国隧道、矿山等地下工程的快速发展，建设过程中突水涌泥现象时有发生，据统计，突水涌泥灾害的发生频率在地下工程事故中排在第二位，造成的经济损失和人员伤亡排名第一位。

在地下工程建设施工以及工程灾害事故处理中，注浆是很重要的一种技术手段，目前对注浆材料水泥单液浆在自重作用下的析水现象有所研究，得出了水泥浆液自重作用下的析水特性的共性，但是在注浆过程中往往伴随着较高的注浆压力，而对水泥单液浆在较高注浆压力作用下的析水现象鲜有研究，其重力作用下的析水共性在不同注浆压力下无法对注浆施工提供准确的指导。实际的注浆施工中，注浆压力经常会达到5～6MPa。在较高注浆压力的作用下，浆液的析水速率、最终析水率都可能会与自重作用下析水不同。

发明内容

为解决现有技术存在的上述不足，本发明提供一种注浆材料压滤试验装置及其试验方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种注浆材料压滤试验装置，包括注浆模块和试验模块；所述注浆模块通过注浆管路为所述试验模块提供浆液；所述试验模块包括试验筒，所述试验筒的底端设有试验筒底座，所述试验筒的顶端设有连接有压力表的密封盖，所述试验筒的侧壁上设有用于连接所述注浆管路的注浆管；所述注浆管以下的所述试验筒内，布有充填介质；所述充填介质的上端和下端，设有滤水石；通过所述注浆模块将浆液压入所述试验模块，所述浆液在所述试验模块中的充填介质内产生渗滤完成试验。

本发明可以提供浆液析水所需的介质条件，即：试验装置内部设置特定的介质条件：通过在填充介质的顶端和底端设置滤水石，允许水分自由通过，浆液颗粒无法通过。

所述注浆模块包括制浆桶和注浆泵，所述制浆桶内设有搅拌机，所述注浆泵的输入端通过吸浆管与所述制浆桶连接，所述注浆泵的输出端通过所述注浆管路与所述注浆管连接；所述试验筒为圆柱形钢制装置；密封盖，注浆管，试验筒底座均为钢制。

所述搅拌机置于制浆桶内部，试验过程中不断搅拌保证水泥浆液的均匀性；试验装置采用钢板加工而成，耐压性能好，在较高注浆压力下不致发生破坏。

所述压力表为抗震压力表。

在注浆过程中会一直产生振动，采用抗震压力表，可以有效的减少震动对压力测量的影响。试验装置内部压力可监测，便于试验过程中的注浆压力控制。

所述滤水石的直径与所述试验筒的内径相等。

滤水石直径与试验筒内径相当，保证介质不会在两者缝隙中渗出。

所述试验筒的底座上均匀排布若干个直径为1-3mm的渗水孔。

底部设有大量排水孔，保证浆液析出水迅速排出，防止了由于析出水排出缓慢而对浆液造成的反压作用，保证了试验的理论性和科学性。

所述试验筒与所述试验筒底座密封连接。

试验装置有一定密封性，试验过程达到一定的注浆压力，保证不会发生不必要的渗漏，同时浆液析出水可以顺利排出。

所述注浆泵为手动式注浆泵。

采用手动式注浆泵，可以有效的控制注浆压力与注浆速率。

所述注浆管上设有阀门。

注浆管上设有阀门，可以控制试验筒内浆液的进出。

一种注浆材料压滤试验装置的试验方法，包括以下步骤：

步骤1：配制浆液，连接试验装置的各注浆管路，在试验筒内依次置入下端滤水石、填入充填砂质介质、置入上端滤水石，上述试验准备工作，可同时进行；

步骤2：从试验筒顶部开口向其内加入配置好的水泥单浆液，测定试验前的浆液密度；

步骤3：盖好密封盖，并计时，利用注浆泵向所述试验筒内进行间断的多次注浆，注浆过程搅拌机不断搅拌水泥浆液；

步骤4：观察并记录压力表读数，当试验筒内的压力衰减超过设定值时，试验结束，记录试验中从开始注浆至注浆结束经过的时间，测定试验后的浆液密度。

其中，步骤2中，当所述水泥单浆液的浆液液面距试验筒顶部5cm左右后，盖好并拧紧密封盖。

步骤3中，利用手动注浆泵进行间断的多次注浆，使浆液中的自由水通过上端滤水石、砂质介质、下端滤水石被动析出，间断时间不超过2min。

本发明的有益效果是：

可提供浆液析水所需的介质条件，即：试验装置内部设置特定的介质条件，允许水分自由通过，浆液颗粒无法通过。

试验装置采用钢板加工而成，耐压性能好，在较高注浆压力下不致发生破坏。