申请/专利权人：石家庄铁道大学;石家庄市轨道交通有限责任公司

申请日：2019-01-23

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109594951B

主分类号：E21B33/13

分类号：E21B33/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.05.10#实质审查的生效;2019.04.09#公开

摘要：本发明涉及一种小导管注浆孔口封堵方法。该装置包括：注浆小导管，用以伸入待注浆孔内、且其外端部可以连接外部注浆管进行注浆作业；止浆套组件，包括套筒以及分布于套筒外侧面上的齿，套筒套设于注浆小导管外壁上，齿的齿尖能够向外张开、且齿尖与所述注浆小导管伸入注浆孔的方向呈锐角；护筒，可活动套设于止浆套组件外侧，用以在将注浆小导管伸入待注浆孔内时将所述齿预先压下以使装置顺利进入待注浆孔中，在将注浆小导管伸入待注浆孔内后能够抽出以使所述齿向外张开。该装置能实现快速安装与小导管上，且保证孔口有良好的密封性。

主权项：1.一种小导管注浆孔口封堵的方法，其特征在于，具体实施步骤包括：步骤一：钻机成孔，使用钻机开钻形成注浆孔；步骤二：清孔，清理钻机开钻形成的注浆孔中的多余疏松砂土；步骤三：将套筒套设在注浆小导管上；步骤四：将护筒套设在套筒上，且将套筒上的齿压入护筒内；步骤五：将注浆小导管插入钻孔至外露20-30cm后拔出护筒，用柔性锤轻锤注浆小导管外端部，使注浆小导管继续前进2-5cm，以保证齿嵌入砂土中；步骤六：注浆小导管的外端部连接外部注浆管，进行注浆作业；其中，小导管注浆孔口封堵装置，包括注浆小导管，为一刚性中空导管，该注浆小导管用以伸入待注浆孔内、且该注浆小导管外端部可以连接外部注浆管进行注浆作业；止浆套组件，包括止浆套套筒以及分布于止浆套套筒外侧面上的齿；所述止浆套套设于所述注浆小导管外壁上，该套筒用以将止浆套组件固定套设在注浆小导管上；所述齿的齿尖能够自由向外张开、且齿尖与所述注浆小导管伸入注浆孔的方向呈锐角；所述齿的径向尺寸大于注浆孔的半径；该齿用以插入注浆孔的侧壁内、且以齿尖与注浆孔的侧壁组成的锐角空间阻止注浆浆液回流；护筒，为一刚性中空导管，可活动套设于套筒组件外侧；该护筒用以在将注浆小导管伸入待注浆孔内时将所述齿预先压下以使装置顺利进入待注浆孔中，在将注浆小导管伸入待注浆孔内后能够抽出以使所述齿向外张开。

全文数据：一种小导管注浆孔口封堵装置及封堵方法技术领域本发明涉及一种砂土地层隧道工程施工中，小导管注浆孔口封堵的装置及其利用该装置进行注浆孔口封堵的方法，该装置能实现快速安装与小导管上，且保证孔口有良好的密封性。背景技术小导管注浆是隧道工程施工中，对前方地层进行预先加固或止水的重要手段。所谓注浆，是指通过液压、气压等，利用钻设注浆孔或预设装置将某些能够凝固的浆液注入到岩土体介质中，浆液通过充填、渗透、劈裂、压密等形式在其内部扩散，驱赶空隙介质中的空气和水等而替换之，通过岩土体自身密度增大及浆液的胶凝作用，使被注岩土体形成强度、抗渗性能、稳定性均得到大幅提高的新结构体。在现场施工时，为了提高效率，一般采用特定钻孔设备线性钻孔，随后将带有溢浆孔的无缝钢管插入其中，钢管外露一定长度与钢拱架焊接，并连接注浆设备泵入一定压力的浆液。为方便插入钢管，钻孔直径一般比钢管直径大1-2cm。由于钻孔直径比钢管直径稍大，因而在钻孔和钢管之间存在空隙。若不将此孔口空隙5进行封堵，会导致浆液回流，小导管中的浆液无法达到规定压力值，因此无法将浆液送入砂土介质中，导致注浆失败。目前，国内隧道小导管注浆中，对于孔口间隙的处理通常采用麻丝和塑胶泥进行封堵。将麻丝缠于孔口附近的小导管上，并抹上塑胶泥，将小导管送入钻孔后，塑胶泥硬化，与周围土体结合，起到密封作用。在砂土地层中采用此方法进行孔口封堵，会遇到诸多问题。首先，砂土并不能与塑胶泥有效胶结。由于砂土颗粒呈离散状态，其与麻丝和塑胶泥的摩阻力较小，无法承担浆液回流的压力。其次，采用此方法需预先缠麻丝和打塑胶泥过程，工序复杂，效率低下。针对以上不足，设计一套能直接方便地安装在小导管上的封堵装置，此装置不仅能有效封堵孔口间隙，且能有效抵抗浆液回流的压力。除具有可靠的密封性能外，还能大幅提高施工效率。发明内容本发明的目的在于设计一种小导管注浆孔口封堵的装置，并利用该装置进行注浆孔口封堵的方法，该装置能实现快速安装与小导管上，且保证孔口有良好的密封性，有效抵抗浆液回流的压力，进而封堵孔口间隙。除具有可靠的密封性能外，还能大幅提高施工效率。实现本发明目的的技术方案是一种小导管注浆孔口封堵装置，包括：注浆小导管，为一刚性中空导管，该注浆小导管用以伸入待注浆孔内、且该注浆小导管外端部可以连接外部注浆管进行注浆作业；止浆套组件，包括止浆套套筒以及分布于止浆套套筒外侧面上的齿；所述止浆套套设于所述注浆小导管外壁上，该套筒用以将套筒组件固定套设在注浆小导管上；所述齿的齿尖能够自由向外张开、且齿尖与所述注浆小导管伸入注浆孔的方向呈锐角；所述齿的径向尺寸大于注浆孔的半径；该齿用以插入注浆孔的侧壁内、且以齿尖与注浆孔的侧壁组成的锐角空间阻止注浆浆液回流；护筒，为一刚性中空导管，可活动套设于套筒组件外侧；该护筒用以在将注浆小导管伸入待注浆孔内时将所述齿预先压下以使装置顺利进入待注浆孔中，在将注浆小导管伸入待注浆孔内后能够抽出以使所述齿向外张开。进一步的，所述套筒为柔性材质的套筒；所述齿为柔性材质的齿。进一步的，所述套筒为橡胶材质的套筒；所述齿为橡胶材质的齿。进一步的，所用止浆套为顺丁橡胶制品，其硬度50-60，止浆套套筒内径为32mm-48mm。进一步的，所述齿为若干道沿所述注浆小导管伸入注浆孔的方向上长度相同或不同的齿。进一步的，所述齿为两道，其中一道齿较长，另外一道齿较短，较长的齿和较短的齿沿所述注浆小导管伸入注浆孔的方向上依次分布。进一步的，所述护筒为钢制护筒。进一步的，所述套筒套设在注浆小导管上，且在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道紧固圈。一种小导管注浆孔口封堵的方法，其利用小导管注浆孔口封堵装置，具体实施步骤包括：步骤一：钻机成孔，使用钻机开钻形成注浆孔；步骤二：清孔，清理钻机开钻形成的注浆孔中的多余疏松砂土；步骤三：将套筒套设在注浆小导管上；步骤四：将护筒套设在套筒上，且将套筒上的齿压入护筒内；步骤五：注浆小导管插入钻孔至外露20-30cm后拔出护筒，用柔性锤轻锤注浆小导管外端部，使注浆小导管继续前进2-5cm的距离，以保证齿嵌入砂土中；步骤六：注浆小导管的外端部连接外部注浆管，进行注浆作业。进一步的，所述步骤三中所述套筒套在注浆小导管上时，套筒的外侧边缘距离注浆小导管外端部20-30cm。进一步的，所述步骤三中所述套筒套在注浆小导管上时，在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道用铁丝缠紧的紧固圈。本发明的优点在于：通过设计一种小导管注浆孔口封堵的装置，并利用该装置进行注浆孔口封堵的方法，该装置能实现快速安装与小导管上，且保证孔口有良好的密封性，有效抵抗浆液回流的压力，进而封堵孔口间隙。除具有可靠的密封性能外，还能大幅提高施工效率。所用止浆套为顺丁橡胶制品，硬度50-60，止浆套套筒内径为32mm-48mm规格。止浆套套筒上有两道齿，与止浆套套筒呈锐角，能自由张开。止浆套配套钢制护筒使用，产品可在工厂加工定制，能实现现场快速安装、保证孔口良好密封性，且护筒能重复利用、节约施工成本。附图说明图1为本发明的小导管注浆孔口封堵装置送入注浆孔中状态的结构示意图。图2为本发明的小导管注浆孔口封堵装置的止浆套组件的结构示意图。图3为本发明的小导管注浆孔口封堵装置与砂土地层结合状态的结构示意图。图中，1-止浆套套筒；2-齿；3-注浆小导管；4-砂土；5-孔口空隙；6-回流浆液；7-护筒。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。本实施例公开的小导管注浆孔口封堵装置，包括：注浆小导管3，为一刚性中空导管，该注浆小导管3用以伸入待注浆孔内、且该注浆小导管3外端部可以连接外部注浆管进行注浆作业。止浆套组件，包括套筒以及分布于套筒外侧面上的齿2；所述套筒套设于所述注浆小导管3外壁上，该套筒用以将止浆套组件固定套设在注浆小导管3上；所述齿2的齿尖能够向外张开、且齿尖与所述注浆小导管3伸入注浆孔的方向呈锐角；所述齿2的径向尺寸大于注浆孔的半径；该齿2用以插入注浆孔的侧壁内、且以齿尖与注浆孔的侧壁组成的锐角空间阻止注浆浆液回流。护筒7，为一刚性中空导管，可活动套设于套筒组件外侧；该护筒7用以在将注浆小导管3伸入待注浆孔内时将所述齿2预先压下以使装置顺利进入待注浆孔中，在将注浆小导管3伸入待注浆孔内后能够抽出以使所述齿2向外张开。进一步的，所述止浆套套筒1为柔性材质的套筒；所述齿2为柔性材质的齿。进一步的，所述止浆套套筒1为顺丁橡胶材质的套筒；所述齿2为顺丁橡胶材质的齿。进一步的，所述齿2为若干道沿所述注浆小导管3伸入注浆孔的方向上长度相同或不同的齿。进一步的，所述齿2为两道，其中一道齿2较长，另外一道齿2较短，较长的齿2和较短的齿2沿所述注浆小导管3伸入注浆孔的方向上依次分布。进一步的，所述止浆套套筒1套设在注浆小导管3上，且在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道紧固圈。如图2所示，该小导管注浆孔口封堵装置的止浆套组件为橡胶制品，有一个套筒，套在注浆小导管3上。其上共有两道齿2，其中一道齿2较长，另外一道齿2较短。将此小导管注浆孔口封堵装置打入注浆孔中，两道齿2将嵌入注浆孔侧壁的砂土4中，通过两道齿2阻止浆液回流，并提供反力。此装置与砂土4地层结合状态见图3所示。该小导管注浆孔口封堵装置的原理是：钻孔后先插入注浆小导管3，当注浆小导管3插入钻孔底部且前端接近孔口位置20-30cm时，将止浆套组件套在注浆小导管3上，该止浆套组件将随注浆小导管3一同前进，止浆套套筒1上的齿2将嵌入砂土4中，已达到封口目的。由于齿2的尺寸大于钻孔直径，在张开状态下无法随注浆小导管3进入钻孔，因此设计一个护筒7，护筒7将齿2压下，以方便装置顺利进入钻孔中。其原理如图1小导管注浆孔口封堵装置送入注浆孔中状态的结构示意图所示。在将封堵装置送入钻孔前，先将护筒7套在止浆套组件上，将橡胶齿2压下，即可保证封堵装置顺利进入钻孔，当到达指定位置时，即可将护筒7拨出。橡胶齿2将自动张开。再随着将注浆小导管3继续向前用锤子打入过程前进时，橡胶齿2将嵌入砂土4中，起到封孔作用。护筒7可重复利用。将止浆套组件套在注浆小导管3上，为防止移动，可在其尾部缠两道铁丝并扎紧即可。小导管注浆孔口封堵的方法，其利用上述所述的小导管注浆孔口封堵装置，具体实施步骤包括：步骤一：钻机成孔，使用钻机开钻形成注浆孔；步骤二：清孔，清理钻机开钻形成的注浆孔中的多余疏松砂土4；步骤三：将止浆套套设在注浆小导管3上；步骤四：将护筒7套设在止浆套套筒1上，且将止浆套套筒1上的齿2压入护筒7内；步骤五：注浆小导管3插入钻孔至外露20-30cm后拔出护筒7，用柔性锤轻锤注浆小导管3外端部，使注浆小导管3继续前进2-5cm的距离，以保证齿2嵌入砂土4中；步骤六：注浆小导管3的外端部连接外部注浆管，进行注浆作业。进一步的，所述步骤三中所述止浆套套在注浆小导管3上时，止浆套套筒1的外侧边缘距离注浆小导管3外端部30cm。进一步的，所述步骤三中所述止浆套套在注浆小导管3上时，在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道用铁丝缠紧的紧固圈。通过设计一种小导管注浆孔口封堵的装置，并利用该装置进行注浆孔口封堵的方法，该装置能实现快速安装与小导管上，且保证孔口有良好的密封性，有效抵抗浆液回流的压力，进而封堵孔口间隙。除具有可靠的密封性能外，还能大幅提高施工效率。所用止浆套为顺丁橡胶制品，硬度50-60，止浆套套筒1内径为32mm-48mm规格。止浆套套筒1上有两道齿2，与止浆套套筒1呈锐角，能自由张开。止浆套配套钢制护筒7使用，产品可在工厂加工定制，能实现现场快速安装、保证孔口良好密封性，且护筒7能重复利用、节约施工成本。应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

权利要求：1.一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，包括：注浆小导管，为一刚性中空导管，该注浆小导管用以伸入待注浆孔内、且该注浆小导管外端部可以连接外部注浆管进行注浆作业；止浆套组件，包括止浆套套筒以及分布于止浆套套筒外侧面上的齿；所述止浆套套设于所述注浆小导管外壁上，该套筒用以将套筒组件固定套设在注浆小导管上；所述齿的齿尖能够自由向外张开、且齿尖与所述注浆小导管伸入注浆孔的方向呈锐角；所述齿的径向尺寸大于注浆孔的半径；该齿用以插入注浆孔的侧壁内、且以齿尖与注浆孔的侧壁组成的锐角空间阻止注浆浆液回流；护筒，为一刚性中空导管，可活动套设于套筒组件外侧；该护筒用以在将注浆小导管伸入待注浆孔内时将所述齿预先压下以使装置顺利进入待注浆孔中，在将注浆小导管伸入待注浆孔内后能够抽出以使所述齿向外张开。2.如权利要求1所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述套筒为柔性材质的套筒；所述齿为柔性材质的齿。3.如权利要求2所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述套筒为橡胶材质的套筒；所述齿为橡胶材质的齿。4.如权利要求3所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所用止浆套为顺丁橡胶制品，其硬度50-60，止浆套套筒内径为32mm-48mm。5.如权利要求1所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述齿为若干道沿所述注浆小导管伸入注浆孔的方向上长度相同或不同的齿。6.如权利要求5所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述齿为两道，其中一道齿较长，另外一道齿较短，较长的齿和较短的齿沿所述注浆小导管伸入注浆孔的方向上依次分布。7.如权利要求1所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述护筒为钢制护筒。8.如权利要求1所述的一种小导管注浆孔口封堵装置，其特征在于，所述套筒套设在注浆小导管上，且在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道紧固圈。9.一种小导管注浆孔口封堵的方法，其特征在于，其利用权利要求1-8中任意一项小导管注浆孔口封堵装置，具体实施步骤包括：步骤一：钻机成孔，使用钻机开钻形成注浆孔；步骤二：清孔，清理钻机开钻形成的注浆孔中的多余疏松砂土；步骤三：将套筒套设在注浆小导管上；步骤四：将护筒套设在套筒上，且将套筒上的齿压入护筒内；步骤五：将注浆小导管插入钻孔至外露20-30cm后拔出护筒，用柔性锤轻锤注浆小导管外端部，使注浆小导管继续前进2-5cm，以保证齿嵌入砂土中；步骤六：注浆小导管的外端部连接外部注浆管，进行注浆作业。10.如权利要求9所述的一种小导管注浆孔口封堵的方法，其特征在于，所述步骤三中所述套筒套在注浆小导管上时，套筒的外侧边缘距离注浆小导管外端部20-30cm。11.权利要求9所述的一种小导管注浆孔口封堵的方法，其特征在于，所述步骤三中所述套筒套在注浆小导管上时，在所述套筒伸入注浆孔的靠内端设置至少一道用铁丝缠紧的紧固圈。

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