[发明专利]一种防黏轮砂浆喷注系统及方法

说明书

本发明公开了一种防黏轮砂浆喷注系统及方法，所述系统包括浓度传感器和砂浆喷注单元；当所述浓度传感器检测到工作区域内的浆体浓度大于设定阈值时，启动所述砂浆喷注单元，由所述砂浆喷注单元向工作区域内喷注砂浆，增加非粘性颗粒比重，降低工作区域内的浆体浓度。本发明通过向工作区域(比如槽底)内浆体喷注砂浆的施工方法，增加槽底浆体非粘性颗粒比重，降低槽底浆体浓度，改变深部黏性地层浆体的固有特性，保证槽底浆体具有良好流动特性，提高吸渣口吸排槽底泥浆效率。

技术领域

本发明属于地下连续墙施工技术领域，具体涉及一种防黏轮砂浆喷注系统及方法。

背景技术

地下连续墙是在地下隐蔽工程和基础施工工程中广泛应用和迅速发展的一项新技术。我国地下连续墙施工于1958年青岛丹子口水库中首次应用，当时地下连续墙主要起到防渗墙作用。之后，随着技术的发展和施工工程对地下连续墙要求不断提高，地下连续墙已逐步发展为承受垂直载荷或复合载荷来作为工程主体受力结构的一部分。双轮铣设备是目前地下连续墙施工的主要设备之一，利用更换不同类型刀具即可在不同硬度地质中开挖；在复杂地层条件下，施工精度和效率高，对环境影响和污染小等特点。

双轮铣槽机作业施工地层复杂多样，然而双轮铣铣槽在胶结黏性泥质地层作业施工中，由于铣刀破碎和搅拌作用，使大量细小黏性泥质颗粒溶于泥浆中，使得槽底泥浆质量浓度高于上部护壁泥浆浓度，并且上部低浓度泥浆难以与槽底泥浆混合稀释，导致槽底浆体浓度不断增大，槽底浆体流态由固液两相流流态转变成非牛顿流体流态。非牛顿流体流动性能很差，铣刀作业阻力增大，吸渣口无法及时吸走大块泥质颗粒，造成大量大块黏性泥质颗粒黏附齿板形成黏轮，影响铣槽施工作业效率、增加设备损耗等问题。

现有技术中为解决黏轮的问题，采用的方式包括冲洗方法、振动消除、安装刮泥板等。

申请号为201610819796.2的中国发明专利申请中，公开了一种铣槽机铣轮冲洗装置，包括喷嘴、注浆管、泥浆管和连接头。喷嘴装置设置在铣轮正上方，并顺同铣轮转动方向，通过注浆管对槽底铣槽机铣轮冲洗。利用向槽底喷注清水或者浆液，直接冲洗铣轮或者顺铣轮转动方向冲洗，带动铣轮周边泥块、细砂从铣轮下部吸走，改善槽底比重大，降低铣轮工作温度，防止铣轮泥块由于高温黏附结块包紧无法作业。该专利申请中的技术方案是利用喷嘴向槽底的铣轮喷射新配的浆液或清水，对铣轮进行冲洗，并且稀释槽底泥浆；喷嘴设置在铣轮上方并且与水平夹角为30o～90o，其缺点在于槽底泥浆黏稠容易转变为膏体，利用清水或冲洗液难以均匀稀释周围泥浆，容易造成槽底局部泥浆浓度很低，无法起到泥浆护壁效果，影响施工质量。同时喷口设置在铣轮上方喷射清水离铣轮吸渣口相对较近，部分喷射的清水易被吸渣口直接排掉，影响喷注稀释槽底泥浆的效果。

申请号为201611178827.7的中国发明专利申请中，公开了钻机及避免钻机黏钻的方法，提供一种避免钻机黏钻的方法，装置包括：钻机主体，钻机主体包括操作部及钻杆，钻杆和操作部连接；振动发生器，振动发生器设置在钻杆主体上。利用钻杆上的振动发生器产生振动，将钻头黏附的泥块的振动脱落，避免钻机黏钻作业。此专利提出了利用振动发生器对钻杆进行振动，降低泥块黏附数量。若此专利方法应用于双轮铣铣槽施工中，槽底部泥浆过于黏稠消弱振动效果，同时铣轮刀架相比钻头更为沉重，振动发生器振动效果差，振动法脱落泥块效果不理想。

申请号为201320882742.2的中国实用新型专利中，公开了一种铣轮刮泥装置及其双轮铣槽机，包括至少一个刮泥板、多个耳板和销轴，多个耳板分别固定在吸渣口侧壁上，在相邻耳板之间设置刮泥板，耳板和刮泥板依次间隔设置，刮泥板和耳板上分别设置孔，销轴插入刮泥板和耳板的孔来安装刮泥板，一部分刮泥板能够拆卸地固定在吸砂口侧壁上，另一部分刮泥板能够拆卸地固定的方式能够拆卸地固定。

申请号为201710072296.1的中国发明专利申请中，公开了一种静铣轮除泥装置及铣槽机，通过设置弹性的刮泥部件，当铣轮上黏合泥土超出刮泥端所在高度时，泥土会迫使刮泥板向上弯曲，但是刮泥部件自身的回弹力又使刮泥端紧贴泥土表面，能够在铣轮转动的过程中及时有效地刮出铣轮上的泥土，实现自动除泥。