一种上下重叠隧道预留注浆装置

技术领域

本发明涉及隧道注浆设备技术领域，特别是涉及一种上下重叠隧道预留注浆装置。

背景技术

现在越来越来的城市隧道受建筑物、地面设施等影响，由以前的平行隧道变为上下叠落隧道，叠落隧道之间的间距过小，后期列车运营时可能出现上部隧道沉降现场，为避免后期处理对管片造成影响，在施工期间提前埋设注浆管，注浆管有逆止阀，可反复多次注浆，如后期运营期间出现问题，可通过预留注浆管进行注浆，保证运营期间正常运营，在对隧道间注浆时，需要预留一排气管，当排气管处流出水泥浆时需关闭排气管后继续注浆，增加牢固度。

注浆完成后，注浆管内通常会残留水泥浆，若不将水泥浆排出则会导致水泥浆凝固在注浆管内，使得注浆管堵塞，进而会导致下次注浆时水泥浆无法通过注浆管流动，现有技术中通常是采用机械清除法来疏通注浆管随后进行注浆，而反复注浆用的注浆管具有逆止阀，从而机械清除法不易清除带有止逆阀注浆管的内部水泥浆，而采用注气顶出注浆管内的水泥浆则可能会导致空气进入到注浆部位，使得需注浆的部位出现空腔导致其不牢固，因此，如何在注浆完成后既能清理注浆管内的水泥浆，又能保证注浆部位牢固是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种上下重叠隧道预留注浆装置，以解决水泥浆残留在注浆管内凝固导致下次不易注浆的问题。

为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种上下重叠隧道预留注浆装置，所述注浆装置通过预埋注浆管向重叠隧道之间注入水泥浆，所述注浆装置包括处理机构，所述处理机构通过水泥浆筒向隧道间隙注入浆料；

还包括用于排出所述预埋注浆管内水泥的清理机构，所述清理机构包括：

加注管，一端连接水泥浆筒，另一端连接所述预埋注浆管；

辅助筒，连接于所述加注管外壁，且内部填充水；

管道，连接于所述辅助筒和所述加注管之间；

第一圆板，滑动于所述辅助筒内；

在注浆结束后，所述第一圆板上移以使得所述辅助筒内的水通过管道注入至所述预埋注浆管内，从而排出所述预埋注浆管内的水泥浆。

更进一步地，所述清理机构还包括：

球阀，设置于所述加注管内；

齿轮，连接于所述球阀的阀杆；

第二圆板，滑动于所述辅助筒内且位于所述第一圆板的上部；

齿条，连接于所述第二圆板的上表面且与所述齿轮啮合；

所述第一圆板上移时通过所述辅助筒内的水推动所述第二圆板上移，使得所述第二圆板带动所述齿条上移，从而所述齿条带动所述齿轮转动使得球阀关闭。

更进一步地，所述清理机构还包括：

挡环，连接于所述辅助筒的上端口；

封堵块，连接于所述第二圆板的上表面且与所述辅助筒的内壁贴合；

所述封堵块在所述第二圆板的带动下，封堵或避让设置于所述辅助筒的与所述管道连通的开口。

更进一步地，还包括处理机构，所述处理机构包括：

转轴，同轴转动连接于所述水泥浆筒；

粉碎刀，连接于所述转轴的侧壁且位于所述水泥浆筒内。

更进一步地，所述处理机构还包括：

加压泵，连接于所述水泥浆筒；

加压管，连接于所述加压泵，用于将所述加压泵的空气导入所述水泥浆筒。

更进一步地，还包括切换机构，所述切换机构包括：

电机；

第一主动齿，连接于所述电机的驱动轴；

第二主动齿，连接于所述电机的驱动轴且位于所述第一主动齿的下部；

第一大齿，连接于所述转轴的上部；

第一小齿，连接于所述转轴的上部且位于所述第一大齿的下部；

泵轴，设置于所述加压泵上；

第二小齿，连接于所述泵轴的上部；

第二大齿，连接于所述泵轴的上部且位于所述第二小齿的下部；

所述第一主动齿与所述第二主动齿、第一大齿以及第二大齿的直径相等；

所述电机具有上移状态和下移状态；

在所述上移状态时，所述第一主动齿与所述第一大齿和所述第二小齿啮合，从而所述加压泵的所述泵轴转速加快，所述转轴的转速降低且扭矩增加；

在所述下移状态时，所述第二主动齿与所述第二大齿和所述第一小齿啮合，从而所述加压泵的所述泵轴转速降低且扭矩增加，所述转轴的转速增加。

更进一步地，所述切换机构还包括：

支架，连接于所述水泥浆筒；

第一液压杆，连接于所述支架的顶部；

所述第一液压杆的输出端水平滑动于所述电机的顶部；

所述第一液压杆伸长可驱动所述电机下移。

更进一步地，所述切换机构还包括：

基座，所述电机固定连接于所述基座的中部；

滑杆，连接于所述基座的侧部；

滑槽，开设于所述支架上；

所述滑杆滑动于所述滑槽内；

所述滑槽具有斜度，所述斜度使得所述基座带动所述电机倾斜移动，从而所述第二主动齿可与所述第一小齿和第二大齿啮合。

更进一步地，所述加注管的外壁上固定连接有第二液压杆，所述第一圆板连接于所述第二液压杆的输出端。

更进一步地，还包括支撑机构，所述支撑机构包括：

支撑板，所述水泥浆筒连接于所述支撑板上表面；

移动轮，所述移动轮转动于所述支撑板下部。

本发明的有益效果分析如下：

一种上下重叠隧道预留注浆装置，注浆装置通过预埋注浆管向重叠隧道之间注入水泥浆，其特征在于；

注浆装置包括处理机构，处理机构通过水泥浆筒向隧道间隙注入浆料；

还包括用于排出预埋注浆管内水泥的清理机构，清理机构包括：

加注管，一端连接水泥浆筒，另一端连接预埋注浆管；

辅助筒，连接于加注管外壁，且内部填充水；

管道，连接于辅助筒和加注管之间；

第一圆板，滑动于辅助筒内；

在注浆结束后，第一圆板上移以使得辅助筒内的水通过管道注入至预埋注浆管内，从而排出预埋注浆管内的水泥浆。

在注浆完成后，第一圆板在辅助筒内上滑，使得辅助筒内的水通过管道注入至注浆管内，从而进入到注浆管内的水将注浆管内残留的水泥浆挤出至注浆管之外，从而水泥浆不会在注浆管内凝固，使得注浆管的维持畅通，保证下次注浆时水泥浆能够通过注浆管流动，从而保证注浆作业的正常进行，且采用水将注浆管内的水泥浆排出不会导致注浆部位出现空腔，保证了注浆部位的牢固。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体的结构示意图一；

图2为本发明整体的结构示意图二；

图3为本发明处理机构的结构示意图；

图4为本发明切换机构的结构示意图；

图5为本发明第一液压杆处的结构示意图；

图6为本发明滑槽处的结构示意图；

图7为本发明清理机构的结构示意图；

图8为本发明第二液压杆处的结构示意图。

图标：

100、支撑机构；110、支撑板；120、移动轮；200、处理机构；210、水泥浆筒；220、转轴；230、粉碎刀；240、加压泵；241、泵轴；242、加压管；300、切换机构；310、基座；311、滑杆；320、电机；321、滑座；322、第一主动齿；323、第二主动齿；324、第一大齿；325、第一小齿；326、第二小齿；327、第二大齿；330、支架；331、滑槽；340、第一液压杆；400、清理机构；410、加注管；420、球阀；421、齿轮；430、辅助筒；431、第二圆板；432、封堵块；433、齿条；434、挡环；435、管道；440、第二液压杆；441、第一圆板；450、压力传感器；500、注浆管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-图8所示，一种上下重叠隧道预留注浆装置，注浆装置通过预埋注浆管500向重叠隧道之间注入水泥浆，注浆装置还包括用于排出预埋注浆管500内水泥的清理机构400，清理机构400包括：连接于预埋注浆管500的加注管410；连接于加注管410外壁的辅助筒430；连通于辅助筒430和加注管410的管道435；滑动于辅助筒430内的第一圆板441；辅助筒430内填充有水；在注浆结束后，第一圆板441上移以使得辅助筒430内的水通过管道435注入至预埋注浆管500内，从而排出预埋注浆管500内的水泥浆。

本实施例提供的上下重叠隧道预留注浆装置的工作机理如下：

在注浆完成后，第一圆板441在辅助筒430内上移，从而辅助筒430内的水受到第一圆板441的推动，此时辅助筒430内的水通过管道435注入至注浆管500内，从而进入到注浆管500内的水将注浆管500内残留的水泥浆挤出，使得注浆管500内残留的水泥浆向上移动排出至注浆管500内并进入到重叠隧道之间的空隙，辅助筒430内的水完全排入至注浆管500内之后，使得注浆管500内的水泥浆刚好完全排出，从而凝固的水泥浆不会堵塞注浆管500，保证下一次注浆时，水泥浆能够通过注浆管500注入至重叠隧道之间的空隙，而通过注入水来排出注浆管500内的水泥浆，保证需注浆的部位不会出现空腔，保证注浆后的牢固性。

关于注浆管500内注入水时，如何关闭加注管410以防止水流动至加注管410内，具体而言：

清理机构400还包括：球阀420，设置于加注管410内；齿轮421，连接于球阀420的阀杆；第二圆板431，滑动于辅助筒430内且位于第一圆板441的上部；齿条433，连接于第二圆板431的上表面且与齿轮421啮合；第一圆板441上移时通过辅助筒430内的水推动第二圆板431上移，使得第二圆板431带动齿条433上移，从而齿条433带动齿轮421转动使得球阀420关闭。

在注浆过程中，加注管410上的球阀420保持打开状态，在第一圆板441上移时，第一圆板441通过辅助筒430内水的传动使得第二圆板431上移，第二圆板431上移时带动齿条433同步上移，从而上移的齿条433带动与之啮合的齿轮421转动，而齿轮421与球阀420的阀杆连接，从而转动的齿轮421带动球阀420转动，此时球阀420关闭，从而加注管410与注浆管500之间的连接被终端，但此时加注管410仍然与注浆管500连接，从而在水被从辅助筒430内排出时，水只能在注浆管500内向上流动，使得注浆管500内的水泥浆被排出。

关于如何保证球阀420关闭之前，辅助筒430内的水不向加注管410内流动，具体而言：

清理机构400还包括：封堵块432，连接于第二圆板431的上表面且与辅助筒430的内壁贴合；挡环434，连接于辅助筒430的上端口；第二圆板431上移后带动封堵块432移动至辅助筒430与管道435的连接处的上部，在封堵块432接触到封堵块432后，辅助筒430与管道435连通，从而在第一圆板441上移时使得辅助筒430内的水通过管道435排出。

为防止加注管410与注浆管500的连通被中断之前辅助筒430内的水排出时进入到加注管410内，在第二圆板431上移之前，与第二圆板431连接的封堵块432将管道435与辅助筒430之间的连接口堵住，在第二圆板431受传动上移使得球阀420处于关闭的过程中，封堵块432仍处于封堵管道435与辅助筒430连接口的状态，而在封堵块432上移至不再封堵管道435与辅助筒430连接口时球阀420此时完全关闭，同时第二圆板431接触到辅助筒430上端口的挡环434，此时第二圆板431的上移受阻，而第一圆板441仍处于上移状态，此时上移的第一圆板441将处于第二圆板431和第一圆板441之间的水通过管道435挤出，在第一圆板441上移过程中，第二圆板431始终受到传动力，从而第二圆板431不会下移，进而保证球阀420维持关闭状态。

本实施例的可选方式中，较为优选的：

还包括处理机构200，处理机构200包括：水泥浆筒210；转轴220，同轴转动连接于水泥浆筒210；粉碎刀230，连接于转轴220的侧壁且位于水泥浆筒210内。

将水泥浆注入至水泥浆筒210内，随后使得水泥浆筒210处于密闭状态，为防止水泥浆筒210内的水泥浆沉淀分层，控制转轴220转动，此时转轴220上的粉碎刀230对水泥浆筒210内的水泥浆搅拌的同时再一次的对水泥浆细化，保证水泥浆不会堵塞在加注管410内。

本实施例的可选方式中，较为优选的：

处理机构200还包括：加压泵240，连接于水泥浆筒210；加压管242，连接于加压泵240，用于将加压泵240的空气导入水泥浆筒210。

水泥浆注入至水泥浆筒210内之后，启动加压泵240为水泥浆筒210进行加压，加压泵240连接在水泥浆筒210的上部，而加注管410连接在水泥浆筒210的下部，从而水泥浆筒210内的水泥浆能够通过连接在水泥浆筒210下部的加注管410排出。

关于切换机构300的结构及功能，具体而言：

还包括切换机构300，切换机构300包括：电机320；第一主动齿322，连接于电机320的驱动轴；第二主动齿323，连接于电机320的驱动轴且位于第一主动齿322的下部；第一大齿324，连接于转轴220的上部；第一小齿325，连接于转轴220的上部且位于第一大齿324的下部；泵轴241，设置于加压泵240上；第二小齿326，连接于泵轴241的上部；第二大齿327，连接于泵轴241的上部且位于第二小齿326的下部；第一主动齿322与第二主动齿323、第一大齿324以及第二大齿327的直径相等；注浆即将结束时，电机320下移；电机320上移时，第一主动齿322与第一大齿324和第二小齿326啮合，从而加压泵240的泵轴241转速加快，转轴220的转速降低且扭矩增加；电机320下移时，第二主动齿323与第二大齿327和第一小齿325啮合，从而加压泵240的泵轴241转速降低且扭矩增加，转轴220的转速增加。

在注浆作业的初期，注浆部位的空腔内压力不大，且水泥浆筒210内的水泥浆数量较多，此时第一主动齿322处于和第二小齿326和第一大齿324啮合的状态，第二小齿326的直径小于第一主动齿322，从而第一主动齿322带动第二小齿326快速转动，此时加压泵240的运转速度快，从而为水泥浆筒210加压的速度快，使得水泥浆筒210内的水泥浆快速的排出，而第一主动齿322与第一大齿324直径相等，此时转轴220转动的速度与第一主动齿322的转速相等，转轴220的扭矩与电机320输出扭矩相等，从而使得转轴220转动时具有足够的扭矩，保证粉碎刀230能够搅动水泥浆筒210内大量的水泥浆；在注浆作业的末期，排气管关闭后，需要继续注浆以增大压力，从而切换机构300运行，此时电机320下移，从而第一主动齿322脱离与和第二小齿326和第一大齿324啮合的状态，此时第二主动齿323下移并与第一小齿325和第二大齿327啮合，第一小齿325的直径小于第二主动齿323，从而此时转轴220的转速增加，由于注浆末期水泥浆筒210内的水泥浆数量减少，从而转轴220的转动阻力降低，此时提高转速的转轴220能够带动粉碎刀230快速转动，使得剩余的水泥浆得到细化的程度增加，从而使得注浆末期时细化程度增加的水泥浆便于流动至注浆部位，另外第一主动齿322与第二大齿327啮合时，相对于加压泵240受第一主动齿322与第二小齿326啮合时的转速降低，但扭矩增加，从而使得注浆的压力增加，保证需注浆的部位得到更好的填充，而注浆压力增大时注浆的速度降低，进而避免了在高压下注浆速度过快导致加注管410炸裂或脱离与注浆管500的连接。

关于切换机构300的运行时机，具体而言：

切换机构300还包括：支架330，连接于水泥浆筒210；第一液压杆340，连接于支架330的顶部；压力传感器450，设置于加注管410上；第一液压杆340的输出端水平滑动于电机320的顶部；压力传感器450检测到加注管410内的压力达到设定值时，第一液压杆340伸长从而驱动电机320下移。

压力传感器450对注浆的压力进行监测，保证注浆的量足以填充注浆部位，在关闭排气管之后，压力传感器450监测到的压力逐渐增加，在压力传感器450监测到压力达到一定值时第一液压杆340伸长，使得切换机构300运行，从而电机320下移，使得加压泵240的运行扭矩增加以及转轴220的转速增加，第一液压杆340输出端水平滑动在电机320上的滑座321内，从而第一液压杆340的伸缩不受干涉。

关于如何保证电机320上下移动时，切换机构300运行的稳定，具体而言：

切换机构300还包括：基座310，电机320固定连接于基座310的中部；滑杆311，连接于基座310的侧部；滑槽331，开设于支架330上；滑杆311滑动于滑槽331内；滑槽331具有斜度，斜度使得基座310带动电机320倾斜移动，从而第二主动齿323可与第一小齿325和第二大齿327啮合。

由于切换机构300的第一大齿324、第一小齿325、第二小齿326以及第二大齿327的大小不同，从而电机320直线竖直滑动时不能保证各齿间的稳定啮合，因此需控制电机320倾斜下滑，与电机320连接的基座310上的滑杆311滑动在支架330上的斜滑槽331内，而滑槽331的斜度则使得电机320能够倾斜下滑，从而保证了切换机构300运行的稳定性。

关于清理机构400的运行时机，具体而言：

加注管410的外壁上固定连接有第二液压杆440，第一圆板441连接于第二液压杆440的输出端；电机320下移后，在压力传感器450接收到压力继续增大后，电机320滑动至行程中部，随后第二液压杆440伸长以使得第一圆板441上移。

注浆末期时，压力传感器450监测到注浆压力达到预定之后，第一液压杆340缩短使得电机320滑动至其滑动行程的中部，此时电机320不再带动加压泵240运行以及转轴220的转动，与此同时第二液压杆440伸长，从而清理机构400运行。

关于支撑机构100的结构，具体而言：

还包括支撑机构100，支撑机构100包括：支撑板110，水泥浆筒210连接于支撑板110上表面；移动轮120，移动轮120转动于支撑板110下部。

支撑板110为水泥浆筒210提供安装，支撑板110下部的移动轮120的设置使得其便于移动，从而使得本装置便于移动至不同的注浆部位进行注浆作业。

最后应说明的是：以上各实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。