CN109706933A - 可控膨胀封堵管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控膨胀封堵管，包括管体，管体上设有至少一个膨胀段，在膨胀段，管体与多个沿圆周分布的第一膨胀杆铰接，端头部与多个沿圆周分布的第二膨胀杆铰接，相邻的第一膨胀杆和第二膨胀杆两个一组的互相铰接。在收缩状态下，第一膨胀杆和第二膨胀杆沿着管体的外壁延伸，第一膨胀杆和第二膨胀杆被弹性圈约束；在膨胀状态下，第一膨胀杆和第二膨胀杆突出于管体的外壁。通过采用以上的方案，能够可控的使封堵管在预定位置开始膨胀，并且能够很容易的挂在岩壁上定位，在优选的方案中，设置的膨胀囊能够在膨胀杆的支撑作用下，在膨胀位置形成封堵。通过设置的多种控制膨胀的方案，能够应对不同的工况中。

Description

可控膨胀封堵管

技术领域

本发明涉及建筑施工辅助工具领域，特别是一种可控膨胀封堵管。

背景技术

在裂隙地形中，需要采用注浆封堵方案，但是现有的注浆封堵方案，浪费较大，尤其是对于熔岩地貌很可能造成封堵失败。中国专利文献CN 106088365A记载了一种高压膨胀式防渗施工装置及其使用方法，采用将橡胶管置于缝隙内的方案，橡胶管一端封堵，另一端安装气门嘴，通过气门嘴给橡胶管充气后，橡胶管膨胀挤紧在缝隙内，通过充入高压气的橡胶管阻塞沉降缝和伸缩缝。但是该方案存在橡胶管易老化，破裂漏气导致封堵失败的问题。而且采用橡胶管封堵，很难挂住岩壁，封堵成功率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可控膨胀封堵管，能够辅助裂隙的封堵，能够在预设的位置控制膨胀，并能够很容易的挂在岩壁上，提高封堵成功率，提高封堵施工效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种可控膨胀封堵管，包括管体，管体上设有至少一个膨胀段，在膨胀段，管体与多个沿圆周分布的第一膨胀杆铰接，端头部与多个沿圆周分布的第二膨胀杆铰接，相邻的第一膨胀杆和第二膨胀杆两个一组的互相铰接。

优选的方案中，在收缩状态下，第一膨胀杆和第二膨胀杆沿着管体的外壁延伸，第一膨胀杆和第二膨胀杆被弹性圈约束；

在膨胀状态下，第一膨胀杆和第二膨胀杆突出于管体的外壁。

优选的方案中，第一膨胀杆与第二膨胀杆在靠近端头的位置铰接。

优选的方案中，第一膨胀杆与第二膨胀杆在靠近中部的位置铰接。

优选的方案中，所述的拉绳穿过管体的通孔与端头部连接，以通过拉动拉绳将膨胀段切换到膨胀状态。

优选的方案中，在膨胀段设有至少一个膨胀囊。

优选的方案中，所述的膨胀囊通过与穿入到管体内的管路连接，用于向膨胀囊内灌入空气或液体。

优选的方案中，所述的膨胀囊内填充有吸水凝胶，膨胀囊设有用于进水的孔或管路，通过吸水凝胶的吸水使膨胀管切换到膨胀状态。

优选的方案中，所述的吸水凝胶为琥珀酰壳聚糖、羧甲基纤维素和环氧氯丙烷的组合物；

制备方法为：

S01、将重量份计的3-4份琥珀酰壳聚糖溶解至NaOH溶液中，加入6-10份羧甲基纤维素搅拌至完全溶解；

NaOH溶液浓度为20-40g·L^-1，羧甲基纤维素浓度为35-55g·L^-1；

S02、将重量份计的5-7份的环氧氯丙烷、1-8份明矾、0.1-0.5份聚丙烯酸钠加入混合均匀；

S03、加温并保温至50-70℃，反应3小时以上；

S04、取出湿的吸水凝胶，洗涤干燥后得到吸水凝胶。

优选的方案中，在管体上设有多个注浆孔；

所述的膨胀段为多个；

在管体与第一膨胀杆铰接的位置设有第一斜面，在第一膨胀杆相应位置设有第二斜面，第一斜面与第二斜面在第一膨胀杆竖直状态下互相接触，以使第一膨胀杆保持竖直。

本发明提供的一种可控膨胀封堵管，通过采用以上的方案，能够可控的使封堵管在预定位置开始膨胀，并且能够很容易的挂在岩壁上定位，在优选的方案中，设置的膨胀囊能够在膨胀杆的支撑作用下，在膨胀位置形成封堵。通过设置的多种控制膨胀的方案，能够应对不同的工况中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明收缩状态下的主视结构示意图。

图2为本发明收缩状态下的局部放大主视结构示意图。

图3为本发明膨胀状态下的俯视结构示意图。

图4为本发明收缩状态下的主视剖视结构示意图。

图5为本发明膨胀状态下的主视剖视结构示意图。

图6为本发明膨胀状态下工作时的主视剖视结构示意图。

图7为本发明膨胀状态下工作时的俯视示意图。

图中：管体1，第一膨胀杆2，第二膨胀杆3，膨胀囊4，注浆孔5，拉绳6，注浆管7，弹性圈8，端头部9，岩壁10，插入端头11，通孔12，膨胀段13，第一销14，第二销15，第一斜面16，第二斜面17。

具体实施方式

如图1~5中，一种可控膨胀封堵管，包括管体1，管体1上设有至少一个膨胀段13，在膨胀段13，管体1与多个沿圆周分布的第一膨胀杆2铰接，端头部9与多个沿圆周分布的第二膨胀杆3铰接，相邻的第一膨胀杆2和第二膨胀杆3两个一组的互相铰接。由此结构，使封堵管能够在收缩和膨胀两个状态之间切换，且这种状态切换能够被控制。在膨胀状态下，膨胀杆的自由端很容易挂住岩壁，从而为后继的封堵和灌浆提供初始支撑。

优选的方案如图1中，在收缩状态下，第一膨胀杆2和第二膨胀杆3沿着管体1的外壁延伸，第一膨胀杆2和第二膨胀杆3被弹性圈8约束；由此结构，在下放封堵管时便于操作。

在膨胀状态下，第一膨胀杆2和第二膨胀杆3突出于管体1的外壁。

优选的方案中，第一膨胀杆2与第二膨胀杆3在靠近端头的位置铰接。优选的方案中，第一膨胀杆2与第二膨胀杆3在靠近中部的位置铰接。根据不同的工况，采用不同的方案，例如对于偏松软的岩壁，需要插入端头11的距离更长，而对于硬度较高的岩壁，则可以采用靠近端头位置铰接的方案。

优选的方案如图1中，所述的拉绳6穿过管体1的通孔与端头部9连接，以通过拉动拉绳6将膨胀段13切换到膨胀状态。由此结构，能够在下放到裂隙的预设位置后，通过拉动拉绳将封堵管切换到膨胀状态。

优选的方案如图4、5中，在膨胀段13设有至少一个膨胀囊4。由此结构，设置的膨胀囊4能够在膨胀杆的支撑条件下，进行膨胀，从而将膨胀杆之间间隙封堵，减少后继灌浆过程中的漏浆。

优选的方案中，所述的膨胀囊4通过与穿入到管体1内的管路连接，用于向膨胀囊4内灌入空气或液体。由此方案，能够主动控制膨胀囊4在合适的地点和合适的时间开始膨胀，从而提高封堵成功率。本例可以和设置拉绳6的方案组合使用。

优选的方案中，所述的膨胀囊4内填充有吸水凝胶，膨胀囊4设有用于进水的孔或管路，通过吸水凝胶的吸水使膨胀管3切换到膨胀状态。由此结构，能够无需控制的自主膨胀，该方案尤其适用于水下裂隙的处理。该方案可以和灌入空气或液体的方案组合使用，也可以和设置拉绳6的方案组合使用。或者三者方案同时使用。优选的，所述的管体1上设有多个膨胀段13，在各个膨胀段13从上到下依次设有多个膨胀囊4，在部分膨胀囊4内通过管路连接至地面，部分膨胀囊4内填充有吸水凝胶，拉绳6穿过管体管体1，与最低端的端头部9连接。以根据工况实现组合效果。

优选的方案中，所述的吸水凝胶为琥珀酰壳聚糖、羧甲基纤维素和环氧氯丙烷的组合物；

制备方法为：

S01、将重量份计的3-4份琥珀酰壳聚糖溶解至NaOH溶液中，加入6-10份羧甲基纤维素搅拌至完全溶解；

NaOH溶液浓度为20-40g·L^-1，羧甲基纤维素浓度为35-55g·L^-1；

S02、将重量份计的5-7份的环氧氯丙烷、1-8份明矾、0.1-0.5份聚丙烯酸钠加入混合均匀；

S03、加温并保温至50-70℃，反应3小时以上；

S04、取出湿的吸水凝胶，洗涤干燥后得到吸水凝胶。采用以上的方案，能够在将吸水凝胶放入膨胀囊4后，通过从管路中通入不同酸碱度的液体，以控制吸水凝胶的膨胀率在10克~800克/克之间。

优选的方案中，在管体1上设有多个注浆孔5；本例中注浆孔5优选的位于膨胀段13的最上方。

所述的膨胀段13为多个；

在管体1与第一膨胀杆2铰接的位置设有第一斜面16，在第一膨胀杆2相应位置设有第二斜面17，第一斜面16与第二斜面17在第一膨胀杆2竖直状态下互相接触，以使第一膨胀杆2保持竖直。由此结构，用于限制膨胀杆的转角，以使在套上弹性圈8时，膨胀杆不会向内塌陷。进一步优选的，在设置拉绳6的方案中，第一销14和第二销15的位置并不在一条竖直的直线上，其中第二销15的位置更靠近管体1的外壁方向，而第一销14的位置更靠近管体1的轴线方向，由此结构，便于通过拉动拉绳使膨胀杆张开。

首先通过摄像头或超声成像确定裂隙参数，拟定封堵方案。使用时，检查封堵管是否完好，注浆管7、拉绳6和用于充水的管路是否通畅，并连接牢固。将注浆管7固定在预设长度，在裂隙中投入封堵管，如图7中所示。到达预定位置后，通过拉绳，或注入水使封堵管的第一膨胀杆2和第二膨胀杆3张开，轻轻拉动，使膨胀杆挂上岩壁或土层，向管路中充水，使膨胀囊4膨胀，或者等待膨胀囊4内的吸水凝胶吸水膨胀。根据裂隙情况，依次投入多个封堵管，并使封堵管在俯视时，互相交叉，膨胀后完成后，即可进行下个封堵步骤，例如投入网片，进一步封堵膨胀囊4之间的缝隙，以减少漏浆，然后试注浆。必要的话，可以投入探头观察注浆情况。通过以上方式，大幅提高裂隙的封堵效果。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可控膨胀封堵管，包括管体（1），其特征是：管体（1）上设有至少一个膨胀段（13），在膨胀段（13），管体（1）与多个沿圆周分布的第一膨胀杆（2）铰接，端头部（9）与多个沿圆周分布的第二膨胀杆（3）铰接，相邻的第一膨胀杆（2）和第二膨胀杆（3）两个一组的互相铰接。

2.根据权利要求1所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：在收缩状态下，第一膨胀杆（2）和第二膨胀杆（3）沿着管体（1）的外壁延伸，第一膨胀杆（2）和第二膨胀杆（3）被弹性圈（8）约束；

在膨胀状态下，第一膨胀杆（2）和第二膨胀杆（3）突出于管体（1）的外壁。

3.根据权利要求1所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：第一膨胀杆（2）与第二膨胀杆（3）在靠近端头的位置铰接。

4.根据权利要求1所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：第一膨胀杆（2）与第二膨胀杆（3）在靠近中部的位置铰接。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：所述的拉绳（6）穿过管体（1）的通孔与端头部（9）连接，以通过拉动拉绳（6）将膨胀段（13）切换到膨胀状态。

6.根据权利要求1~4任一项所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：在膨胀段（13）设有至少一个膨胀囊（4）。

7.根据权利要求6所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：所述的膨胀囊（4）通过与穿入到管体（1）内的管路连接，用于向膨胀囊（4）内灌入空气或液体。

8.根据权利要求6所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：所述的膨胀囊（4）内填充有吸水凝胶，膨胀囊（4）设有用于进水的孔或管路，通过吸水凝胶的吸水使膨胀管（3）切换到膨胀状态。

9.根据权利要求1~4、7~8任一项所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：所述的吸水凝胶为琥珀酰壳聚糖、羧甲基纤维素和环氧氯丙烷的组合物；

制备方法为：

S01、将重量份计的3-4份琥珀酰壳聚糖溶解至NaOH溶液中，加入6-10份羧甲基纤维素搅拌至完全溶解；

NaOH溶液浓度为20-40g·L^-1，羧甲基纤维素浓度为35-55g·L^-1；

S02、将重量份计的5-7份的环氧氯丙烷、1-8份明矾、0.1-0.5份聚丙烯酸钠加入混合均匀；

S03、加温并保温至50-70℃，反应3小时以上；

S04、取出湿的吸水凝胶，洗涤干燥后得到吸水凝胶。

10.根据权利要求1~4、7~8任一项所述的一种可控膨胀封堵管，其特征是：在管体（1）上设有多个注浆孔（5）；

所述的膨胀段（13）为多个；

在管体（1）与第一膨胀杆（2）铰接的位置设有第一斜面（16），在第一膨胀杆（2）相应位置设有第二斜面（17），第一斜面（16）与第二斜面（17）在第一膨胀杆（2）竖直状态下互相接触，以使第一膨胀杆（2）保持竖直。