一种高聚物深孔定位自封闭注浆喷头及注浆系统
技术领域
本实用新型涉及堤防大坝、管道等基础设施非开挖修复工程技术领域，尤其是涉及一种高聚物深孔定位自封闭注浆喷头及注浆系统。
背景技术
目前注浆技术作为地基处理、基础设施工程加固修复的主要手段，已经在各个基础设施领域得到广泛应用。水泥类注浆技术相对比较成熟，但水泥材料刚度大，抗震抗裂性能不足，因此柔性环保型高分子聚合物材料及其注浆技术在国内外受到日益广泛关注，特别在堤防、大坝、高速公路等基础设施防护修复、隧道及地铁等地下工程施工抢险等方面已成为研究热点。
针对我国交通、水利等基础设施防渗加固与修复的发展需求和目前技术存在的不足，对于非开挖修复技术的研发，目前在高聚物注浆材料和注浆技术方面已经取得了系统性成果：
例如已经开发出的：集成式高聚物注浆系统(ZL201310124851.2)、一种集成高聚物注浆系统(ZL201320180107.X)、拖车式高聚物注浆系统(ZL201310124800.X)、一种拖车式高聚物注浆系统(ZL201320180098.4)，均已经可以实现高聚物的注浆需要，但此类设备系统配备的注浆枪多采用手动扣动注浆枪上的扳机进行开启或关闭，混合方式是在枪头雾化混合，注浆材料能够均匀充分混合，而对于深孔进行工程处理时，采用超过15米的注浆管，由于材料与注浆管内壁摩阻力大加之材料在输送过程中反应凝固，实现比较困难，由于上述的注浆枪仅实现了材料的混合，对于地质多层缺陷无法准确定位处置。
因此亟需进一步研制一种远距离输送，精准定位，逐层多层注浆的自封闭注浆喷头，既能满足高聚物的注浆要求，又能适用于深孔和多层病害处置情况的施工，最终实验远距离输送，多层病害处置的目的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种高聚物深孔定位自封闭注浆喷头及注浆系统，能满足高聚物的注浆要求，尤其适用于深孔和多层病害处置情况的施工。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
首先，本实用新型提供一种高聚物深孔定位自封闭注浆喷头，包括：喷头本体，
所述喷头本体内部中空，中空腔内设有输料管，输料管用于输送浆料；喷头本体的出料端设有喷嘴，输料管从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与喷嘴连通；
所述注浆喷头还包括密封气袋，密封气袋套设在喷头本体外部并将喷头本体的两端露出；密封气袋设有充气口，密封气袋用于充气后撑起并紧贴注浆孔壁实现密封注浆；充气口同时也作为放气口；
露出的喷头本体上还设有用于探测病害位置的第一摄像头和用于监视注浆效果是否达到饱和状态的第二摄像头。
进一步地，
第一摄像头设置在喷头本体近出料端的位置，第二摄像头设置在喷头本体近进料端的位置。
由于第一摄像头是用于探测病害位置，因此设置在喷头本体的近出料端的位置，能更好地发现深孔内部的病害情况及位置；由于第二摄像头是用于监视注浆效果是否达到饱和状态，其设置在喷头本体的近进料端的位置，也就是远离喷嘴的一端，能更好地监视注浆的效果。
进一步地，
所述输料管包括第一输料管和第二输料管，第一输料管、第二输料管分别用于输送不同的浆料，所述喷嘴为混合喷嘴；
第一输料管和第二输料管的进料端通过注浆机注入不同浆料，两者的出料端汇入混合喷嘴，用于混合浆料的喷出。
高聚物的成分相对还是比较复杂的，有时候需要多种浆料进行配比混合，得到最佳高聚物配方，从而实现最佳的注浆效果，在喷头本体内设置不同的输料管并最终将不同的浆料的输料管汇入混合喷嘴混合后喷出，通过喷嘴雾化喷出，保证浆料的充分混合。
当然，本实用新型中涉及的输料管不局限于第一输料管、第二输料管，可推及到涉及两种以上的不同浆料的输送和混合的情况，即：还可以包括第三输料管，甚至设置更多的输料管。
进一步地，
所述喷头本体的进料端还设有U型吊钩，U型吊钩上设有钢丝绳，用于通过与外部起重设备连接，移送至预定工作位置。
进一步地，
所述密封气袋为两端开口的套筒结构，密封气袋套设在喷头本体外部时，套筒结构的两端通过密封紧固件与喷头本体外壁密封紧固连接，使得密封气袋与喷头本体外壁形成一个可充气的密封腔体。例如密封气袋的两端用铁丝拧紧在碰头本体的外壁上，当然其他能实现密封气袋两端密封紧固形成密封腔体的紧固件都属于本实用新型的范畴。
密封气袋设置时，一般只套设在喷头本体的中部，需要将喷头本体的两端漏出密封气袋外，便于喷嘴喷浆和设置摄像头进行监测。
密封气袋能根据实际注浆孔的内径密封需要进行更换，同时密封气袋通过密封紧固件套设在喷头本体外部也能方便再损坏时进行更换。
本实用新型还提供一种采用上述高聚物深孔定位自封闭注浆喷头的注浆系统，包括：
上述注浆喷头，具体包括：喷头本体，
所述喷头本体内部中空，中空腔内设有输料管，喷头本体的出料端设有喷嘴，输料管从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与喷嘴连通；
所述注浆喷头还包括密封气袋，密封气袋套设在喷头本体外部并将喷头本体的两端露出；密封气袋设有充气口，密封气袋用于充气后撑起并紧贴孔壁实现密封注浆；充气口同时也作为放气口。
露出的喷头本体上还设有用于探测病害位置的第一摄像头和用于监视注浆效果是否达到饱和状态的第二摄像头；
还包括：起重设备、供气设备、注浆机和显示器；
第一摄像头和第二摄像头均与显示器电连接，显示器用于显示第一摄像头、第二摄像头拍摄的画面；
起重设备通过钢丝绳与喷头本体相连，通过起重设备拉动钢丝绳将所述注浆喷头移送至预定工作位置；
供气设备通过充气管与密封气袋的充气口连接，用于给密封气袋充气；
注浆机用于给输料管内注入浆料。
优选地，
起重设备一般选用卷扬机，卷扬机拉松钢丝绳将注浆喷头移送至预定工作位置。
优选地，所述供气设备采用空气压缩机，空气压缩机通过充气管与密封气袋的充气口相连，用于给密封气袋充气，密封气袋撑起后能紧贴孔壁实现密封注浆。
优选地，
所述第一摄像头、第二摄像头采用具有照明功能的摄像头，便于精准探测病害位置及监视注浆效果。
进一步地，
所述注浆机设有第一浆料储罐、第二浆料储罐，对应地，注浆喷头的喷头本体内设有第一输料管、第二输料管；所述注浆机还设有配比仪，所述配比仪用于设定不同的浆料配比，根据浆料配比从第一浆料储罐、第二浆料储罐中配料然后注入对应的输料管内。
当高聚物由两种以上的浆料配比混合而成时，对应地，注浆机也设置有对应数量的料浆储罐，喷头本体内也设有对应数量的输料管。
上述注浆系统的注浆方法，具体包括如下步骤：
S1、将注浆喷头置于待注浆的注浆孔内，通过起重设备控制钢丝绳将注浆喷头逐渐放入注浆孔内，直至注浆喷头到达注浆孔最底部；
S2、注浆喷头上的第一摄像头采集注浆孔内的病害情况及在孔内的位置，并将采集的病害情况及位置传送到显示器进行显示；
S3、启动供气设备，气源通过充气管向密封气袋内充气，使密封气袋撑起并紧贴注浆孔壁从而达到密闭效果；
S4、根据显示器显示的病害情况及位置，同时启动注浆机，通过输料管将浆料输送至注浆喷头的喷嘴，浆料经喷嘴混合雾化后开始喷浆；
S5、注浆过程中第二摄像头监视注浆效果是否达到饱和状态，
若第二摄像头监测无浆料从注浆位置密封气袋与孔壁结合处流出，说明注浆效果未达到饱和状态，注浆机持续注浆；
若第二摄像头监测到有浆料从注浆位置密封气袋与孔壁结合处流出，则说明注浆效果达到饱和状态，关闭注浆机，完成一处病害的注浆；
S6、关闭供气设备并将密封袋放气，通过起重设备拉动钢丝绳将注浆喷头移送至注浆孔的下一处病害位置，重复步骤S2～S5，直到完成对注浆孔内所有处病害的注浆，实现由下往上逐层、定位、自封闭注浆。
进一步地，所述注浆机设有第一浆料储罐、第二浆料储罐，对应地，注浆喷头的喷头本体内设有第一输料管、第二输料管；所述注浆机还设有配比仪，所述配比仪用于设定不同的浆料配比，根据浆料配比从第一浆料储罐、第二浆料储罐中配料然后注入对应的输料管内，第一浆料与第二浆料经注浆喷头的混合喷嘴混合后喷出。
本实用新型的有益效果如下：
1、相对于目前手动扣注浆枪，本实用新型提供的注浆喷头能通过钢丝绳与起重设备(例如卷扬机)相连，能使得注浆喷头能被移送到预定工作位置再进行注浆，能有效拉长浆料输送距离，与现有注浆设备上配备的采用手动扣注浆枪相比，原注浆枪混合后进行喷射，浆料的最大输送距离不超过15米，超过最大距离浆料会因输送距离过远输送时间过长而凝固以致无法到达。本实用新型提供的注浆喷头先被移动至预定工作位置后再进行喷射，能大大拉长输送距离。
2、相对于目前手动扣注浆枪，本实用新型提供的自封闭注浆喷头，设有第一摄像头、第二摄像头，工作时，第一摄像头用于探测病害位置，第二摄像头用于监视注浆效果是否达到饱和状态，第一摄像头、第二摄像头采用具有照明功能的摄像头便于精准探测病害位置及准确监视注浆效果。从而实现根据显示器显示的监视情况，定位逐步注浆，分层处置，从而达到多层病害处置的目的。
3、本实用新型提供的注浆喷头在喷头本体外部套设密封气袋，能实现自密封注浆，注浆时，由于撑起的密封袋紧贴注浆孔，能防止往注浆孔内注浆时，浆料向上膨胀，若浆料向上膨胀会损坏整套喷头装置，导致喷头装置无法拔出，无法实现循环利用。本实用新型提供的注浆喷头由于能实现自封闭密封注浆，实现注浆喷头的循环利用；密封气袋同时还能保护喷头本体，若密封气袋有损坏可进行更换，从而延长喷头本体的使用寿命。
4、本实用新型提供的注浆系统可搭载在移动平台上进行运输，例如：将供气设备、注浆机、显示器搭载在移动平台上进行运输，便于工作，工作时，供气、供电设备以及供料设备放置在待注浆的孔洞外面，能实现供气、供电设备以及供料设备与喷头的分离，便于喷头进入狭窄的工作空间，适用性更广。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型高聚物深孔定位自封闭注浆喷头的结构示意图；
图2为本实用新型高聚物深孔定位自封闭注浆系统的结构示意图；
附图标记如下：
1、U型吊钩；2、第一输料管；3、密封气袋；4、第一摄像头；5、混合喷嘴；6、第二摄像头；7、充气管；8、第二输料管；9、钢丝绳；10、显示器；11、注浆机；12、供气设备；13、起重设备。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
参照图1，本实施例提供一种高聚物深孔定位自封闭注浆喷头，包括：喷头本体，
所述喷头本体内部中空，中空腔内设有输料管，输料管用于输送浆料；喷头本体的出料端设有喷嘴，输料管从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与喷嘴连通；
作为优选实施例，本实施例的喷头本体的中空腔内设置两根输料管：第一输料管2、第二输料管8，所述喷嘴为混合喷嘴5；第一输料管2、第二输料管8分别用于输送不同的浆料，两者的进料端分别通过注浆机注入不同浆料，第一输料管2、第二输料管8分别从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与混合喷嘴5连通，用于混合浆料的喷出。
注浆所用高聚物的成分相对还是比较复杂的，有时候需要多种浆料进行配比混合，得到最佳高聚物配方，从而实现最佳的注浆效果，在喷头本体内设置不同的输料管并最终将不同的浆料的输料管汇入混合喷嘴混合后喷出，通过喷嘴雾化喷出，保证浆料的充分混合。
当然，本实用新型中涉及的输料管不局限于第一输料管、第二输料管，可推及到涉及两种以上的不同浆料的输送和混合的情况，即：还可以包括第三输料管，甚至设置更多的输料管，具体根据实际情况需要设置。
所述注浆喷头还包括密封气袋3，密封气袋3套设在喷头本体外部并将喷头本体的两端露出；密封气袋3设有充气口，密封气袋用于充气后撑起并紧贴孔壁实现密封注浆，充气口同时也作为放气口。作为优选实施例，本实施例中的密封气袋3为两端开口的套筒结构，密封气袋3套设在喷头本体外部时，套筒结构的两端通过密封紧固件与喷头本体外壁密封紧固连接，使得密封气袋与喷头本体外壁形成一个可充气的密封腔体。例如密封气袋的两端用铁丝拧紧在碰头本体的外壁上，当然其他能实现密封气袋两端密封紧固形成密封腔体的紧固件都属于本实用新型的范畴。密封气袋设置时，一般只套设在喷头本体的中部，需要将喷头本体的两端漏出密封气袋外，便于出料端的混合喷嘴5喷浆和设置摄像头进行监测。
密封气袋3能根据实际注浆孔的内径密封需要进行更换，同时密封气袋3通过密封紧固件套设在喷头本体外部也能方便再损坏时进行更换。
所述喷头本体上还设有用于用于探测病害位置的第一摄像头4和用于监视注浆效果是否达到饱和状态的第二摄像头6。第一摄像头4设置在喷头本体近出料端的位置，第二摄像头6 设置在喷头本体近进料端的位置。
由于第一摄像头4是用于探测病害位置，因此设置在喷头本体的近出料端的位置，能更好地发现深孔内部的病害情况及位置；由于第二摄像头6是用于监视注浆效果是否达到饱和状态，其设置在喷头本体的近进料端的位置，也就是远离喷嘴的一端，能更好地监视注浆的效果。
所述喷头本体的进料端还设有U型吊钩1，U型吊钩1上设有钢丝绳9，用于通过与外部起重设备连接，移送至预定工作位置。
实施例2
如图2所示，本实施例提供一种采用实施例1提供的高聚物深孔定位自封闭注浆喷头的注浆系统，包括：实施例1提供的注浆喷头，具体包括：喷头本体，
所述喷头本体内部中空，中空腔内设有输料管，输料管用于输送浆料；喷头本体的出料端设有喷嘴，输料管从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与喷嘴连通；
作为优选实施例，本实施例的喷头本体的中空腔内设置两根输料管：第一输料管2、第二输料管8，所述喷嘴为混合喷嘴5；第一输料管2、第二输料管8分别用于输送不同的浆料，两者的进料端分别通过注浆机11注入不同浆料，第一输料管2、第二输料管8分别从喷头本体的进料端伸入喷头本体内部并伸至喷头本体的出料端并与混合喷嘴5连通，用于混合浆料的喷出。
所述注浆喷头还包括密封气袋3，密封气袋3套设在喷头本体外部并将喷头本体的两端露出；密封气袋3设有充气口，密封气袋3用于充气后撑起并紧贴孔壁实现密封注浆；充气口同时也作为放气口。作为优选实施例，本实施例中的密封气袋3为两端开口的套筒结构，密封气袋3套设在喷头本体外部时，套筒结构的两端通过密封紧固件与喷头本体外壁密封紧固连接，使得密封气袋与喷头本体外壁形成一个可充气的密封腔体。例如密封气袋的两端用铁丝拧紧在碰头本体的外壁上，当然其他能实现密封气袋两端密封紧固形成密封腔体的紧固件都属于本实用新型的范畴。密封气袋3能根据实际注浆孔的内径密封需要进行更换，同时密封气袋3通过密封紧固件套设在喷头本体外部也能方便再损坏时进行更换。
本实用新型提供的注浆喷头在喷头本体外部套设密封气袋3，能实现自密封注浆，注浆时，由于撑起的密封袋紧贴注浆孔，能防止往注浆孔内注浆时，浆料向上膨胀，若浆料向上膨胀会损坏整套喷头装置，导致喷头装置无法拔出，无法实现循环利用。本实用新型提供的注浆喷头由于能实现自封闭密封注浆，实现注浆喷头的循环利用；密封气袋同时还能保护喷头本体，若密封气袋有损坏可进行更换，从而延长喷头本体的使用寿命。
所述喷头本体上还设有用于探测病害位置的第一摄像头4和用于监视注浆效果是否达到饱和状态的第二摄像头6。第一摄像头4设置在喷头本体近出料端的位置，第二摄像头6设置在喷头本体近进料端的位置。
还包括：起重设备13、供气设备12、注浆机11和显示器10；
第一摄像头4和第二摄像头6均与显示器10电连接，显示器10用于显示第一摄像头4、第二摄像头6拍摄的画面；
起重设备13通过钢丝绳9与喷头本体上的U型吊钩1相连，通过起重设备13拉动钢丝绳9将所述注浆喷头移送至预定工作位置；
供气设备12通过充气管7与密封气袋3的充气口连接，用于给密封气袋3充气；
注浆机11用于给输料管内注入浆料。
作为优选实施例，本实施例中起重设备13选用卷扬机，卷扬机拉松钢丝绳将注浆喷头移送至预定工作位置。
作为优选实施例，本实施例中供气设备13采用空气压缩机，空气压缩机通过充气管与密封气袋的充气口相连，用于给密封气袋充气，密封气袋撑起后能紧贴孔壁实现密封注浆。
作为优选实施例，第一摄像头4、第二摄像头6采用具有照明功能的摄像头，便于精准探测病害位置及监视注浆效果。
作为优选实施例，注浆机11上设有第一浆料储罐、第二浆料储罐，对应地，与注浆喷头的喷头本体内设有的第一输料管2、第二输料管8连接；注浆机11还设有配比仪，所述配比仪用于设定不同的浆料配比，根据浆料配比从第一浆料储罐、第二浆料储罐中配料然后注入对应的输料管内。
本实施例提供的注浆系统的注浆方法，具体如下：
S1、将注浆喷头置于待注浆的注浆孔内，通过起重设备13(卷扬机)控制钢丝绳9将注浆喷头逐渐放入注浆孔内，直至注浆喷头到达注浆孔最底部；
S2、注浆喷头上的第一摄像头4采集注浆孔内的病害情况及在孔内的位置，并将采集的病害情况及位置传送到显示器10进行显示；
S3、启动供气设备12(空气压缩机)，气源通过充气管7向密封气袋3内充气，使密封气袋3撑起并紧贴注浆孔壁从而达到密闭效果；
S4、根据显示器4显示的病害情况及位置，同时启动注浆机11，根据实际需要在配比仪上设置所需料浆配比，根据料浆配比，从注浆机的第一浆料储罐、第二浆料储罐将第一浆料、第二浆料通过第一输料管2、第二输料管8，输送至注浆喷头的混合喷嘴5，浆料经混合喷嘴 5混合并雾化后开始喷浆；
S5、注浆过程中第二摄像头6监视注浆效果是否达到饱和状态，
若第二摄像头6监测无浆料从注浆位置密封气袋与孔壁结合处流出，说明注浆效果未达到饱和状态，注浆机持续注浆；
若第二摄像头6监测到有浆料从注浆位置密封气袋与孔壁结合处流出，则说明注浆效果达到饱和状态，关闭注浆机，完成一处病害的注浆；
S6、关闭供气设备并将密封袋放气，通过起重设备拉动钢丝绳将注浆喷头移送至注浆孔的下一处病害位置，重复步骤S2～S5，直到完成对注浆孔内所有处病害的注浆，实现由下往上逐层、定位、自封闭注浆。
本实用新型提供的注浆喷头能通过钢丝绳9与起重设备13(卷扬机)相连，能使得注浆喷头能被移送到预定工作位置再进行注浆，能有效拉长浆料输送距离，与现有注浆设备上配备的采用手动扣注浆枪相比，原注浆枪混合后进行喷射，浆料的最大输送距离不超过15米，超过最大距离浆料会因输送距离过远输送时间过长而凝固以致无法到达。本实用新型提供的注浆喷头先被移动至预定工作位置后再进行喷射，能大大拉长输送距离。
本实用新型提供的自封闭注浆喷头，设有第一摄像4头、第二摄像头6，工作时，第一摄像头4用于探测病害位置，第二摄像头6用于监视注浆效果是否达到饱和状态，第一摄像头4、第二摄像头6采用具有照明功能的摄像头便于精准探测病害位置及准确监视注浆效果。从而实现根据显示器显示的监视情况，定位逐步注浆，分层处置，从而达到多层病害处置的目的。
本实用新型提供的注浆系统可搭载在移送平台上进行运输，例如：将供气设备、注浆机、显示器搭载在移动平台上进行运输，便于工作，工作时，供气、供电设备以及供料设备放置在待注浆的空洞外面，能实现供气、供电设备以及供料设备与喷头的分离，便于喷头进入狭窄的工作空间，适用性更广。
以上是本实用新型的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
