CN110725659A - 一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法公开了一种深层钻孔封堵，通过和钻孔内壁更好接触进行密封的堵棒及其制备方法。其特征在于包括顶帽、钢筋和水泥包裹层，顶帽套置于钢筋一端上，钢筋表面包裹有水泥包裹层，且两端预留一定长度的钢筋，水泥包裹层的一端和顶帽贴合，另一端为锥形，水泥包裹层沿轴向套置有多个橡胶圈，所述橡胶圈内圈嵌置于水泥包裹层内，外圈高于水泥包裹层表面，所述相邻的两个橡胶圈之间的水泥包裹层为斜面。
Description
本申请为中国专利申请号为201710762238.1的分案申请，通过引用前述中国申请结合到本申请中。
技术领域
本发明一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法，涉及一种在水利施工过程中，对钻孔进行孔口封堵的堵棒及其制备方法，属于金属加工领域。特别涉及一种深层钻孔封堵，通过和钻孔内壁更好接触进行密封的堵棒及其制备方法。
背景技术
目前，在水利施工过程中，需要钻孔是施工固定和检测取样的主要方式，在施工接完成后，需要对钻孔进行封堵，由于钻孔深度较深，孔径较小，在封堵时常常出现封堵不连续等问题，封堵密封性差，目前常用的钻孔封堵都采用注浆封堵，向钻孔内注入浆液，使得浆液在钻孔内进行凝固，由于钻孔较深，注浆量难以控制，尤其是在孔壁周围出现空洞或裂隙时，注浆量更是难以预测，，且注浆后浆液凝固需要时间，在浆液凝固过程中，内部混合有空气，凝固后，内部气体空隙会出现连通的情况，钻孔内的带封堵物会通过空隙进行渗透，最终从钻孔口部溢出，也有采用气囊对钻孔进行封堵的，将气囊放入钻孔内，然后对气囊进行充气，使得气囊膨胀，对钻孔进行封堵，气囊在转孔内，随着长期的使用，会出现泄气或破损的情况，进而起不到钻孔封堵的作用，由于气囊存在弹性，和钻孔内壁接触位置是会存在间隙，不会完全贴合，容易出现渗透泄露，封堵密封差的情况，且气囊本身不存在刚度，其封堵后的承重主要依靠气体，向钻孔内放置气囊时，深处的难以放置到位，影响充气封堵。
发明内容
为了改善上述情况，本发明一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法提供了一种深层钻孔封堵，通过和钻孔内壁更好接触进行密封的堵棒及其制备方法。
本发明一种水利施工钻孔堵棒包括顶帽、钢筋和水泥包裹层，顶帽套置于钢筋一端上，钢筋表面包裹有水泥包裹层，且两端预留一定长度的钢筋，水泥包裹层的一端和顶帽贴合，另一端为锥形，水泥包裹层沿轴向套置有多个橡胶圈，所述橡胶圈内圈嵌置于水泥包裹层内，外圈高于水泥包裹层表面，所述相邻的两个橡胶圈之间的水泥包裹层为斜面。
本发明一种水利施工钻孔堵棒的使用方法，其特征在于包括以下步骤：将堵棒钢筋的另一端放入钻孔内，做导向杆用，然后将通过外力通过顶帽下压，推动钢筋向孔内移动，同时水泥包裹层也受力进入孔内，内孔沿着水泥包裹层锥形端扩展，水泥包裹层将钻孔内壁挤压紧实致密，并对水泥包裹层形成反向的包裹挤压，使得钻孔内壁和对应的橡胶圈之间形成的斜面紧密贴合，然后继续下压顶帽，使得橡胶圈逐步的进入钻孔内，使得相邻的橡胶圈之间形成的密封垫分别和钻孔内壁接触，进而形成深度上的紧密结合，对钻孔进行封堵。
所述橡胶环的设计的目的是为了水泥包裹层和钻孔内壁形成膨胀贴合，将水泥包裹层卡死在钻孔内，将水泥包裹层分段贴合密封，防止泄露封堵不严。
本发明一种水利施工钻孔堵棒的制备方法，包括以下步骤：
1）将钢筋截割成等长，长度为：50cm-80cm；
2）调制水泥浆，使其达到所用密度；
所述水泥浆的密度为1.25-1.31g/cm3；
所述水泥浆的质量份组成配比为：水泥80-100份、减轻剂液体二氧化硅35-45份、膨胀玻化微珠24-40份、纤维素醚10-18份、格蕾丝聚羧酸减水剂2-8份、碱式氯化铝4-8份、六偏磷酸钠3-6份、消泡剂1.2-2.4份；
优选的为，所述每升水泥浆中包括纤维0.12-0.24g；
优选的为，所述液体二氧化硅的平均粒径为0.15-0.18μm；
优选的为，所述膨胀玻化微珠的平均直径为0.28-0.32μm，抗压强度达 124MPa以上；
进一步的，所述纤维素醚选用羟丙基甲基纤维素；
所述消泡剂选用聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯甘油醚、乳化硅油中的一种；
3）将配比好的水泥浆倒入水泥浆池内，然后将钢筋表面采用清水喷淋，然后将钢筋逐一悬挂在挂架上；
4）然后下降挂架，使得钢筋浸入水泥浆内，静置5min；然后提出挂架，使得钢筋全部离开水泥浆面，静置至水泥浆表层凝固，形成底层的包裹层，完成初步挂浆步骤；
5）重复步骤4，20-30次，完成水泥浆包裹步骤，所述在钢筋表面形成5-8cm厚度的水泥包裹层；
6）在重复步骤4至最后3-5次时，在水泥包裹层表面套置多个橡胶环，所述橡胶圈之间距离8-10cm，橡胶圈截面直径为5-8mm；
最后进行挂浆的水泥浆在橡胶圈位置进行分段，在重力作用下向下流动，使得相邻的两个橡胶圈之间的水泥浆型芯斜面，并将橡胶圈内圈进行包裹固定；
在水泥浆包裹过程中，水泥浆在重力作用下向下流动，使得水泥包裹层的顶部为锥形；
7）将钢筋底端的水泥包裹层截去，然后将顶帽安装在钢筋上，进行顶帽安装作业，钻孔堵棒制备完成。
本发明还涉及一种钻孔堵棒挂浆装置，由双向泵、加热板、托盘、陶瓷内衬、主体箱、橡胶环、箱盖和泥浆箱组成，托盘置于主体箱底部，且和主体箱形成密闭空腔，主体箱底部均匀开有多个圆孔，且和托盘相连通，圆孔内置有陶瓷内衬，托盘上置有多组加热板，箱盖置于主体箱上，箱盖上开有多个通孔，且和主体箱上的圆孔相对应，通孔内置有橡胶环，泥浆箱置于主体箱一侧，且通过双向泵和主体箱相连通。
本发明一种钻孔堵棒挂浆装置的使用方法，包括以下步骤：将等长的钢筋段分别插入主体箱底部的圆孔内，然后将箱盖合上，使得钢筋对应从通孔穿出，然后加热板通电加热，使得钢筋热膨胀，和陶瓷内衬之间形成紧密配合，然后将制备好的水泥将放入泥浆箱内，启动双向泵，双向泵将泥浆抽入主体箱内，然后和钢筋表面接触，钢筋浸泡在水泥浆内一端时间后，双向泵反向收取，将主体箱内的水泥浆抽回泥浆箱内，加热板将热量通过钢筋进行穿出，使得主体箱内温度上升，促进钢筋表面的泥浆凝结，然后双向泵工作将泥浆箱内的水泥将抽入主体箱内，往复多次，在钢筋表面形成水泥包裹层，最后将主体箱内侧水泥将抽出，关闭电源，使得钢筋上的水泥浆自然凝结，钢筋降温收缩，从陶瓷内衬中取出，完成钢筋表面挂浆步骤。
所述橡胶环的设计是为了和钢筋之间形成弹性的缝隙，以便内部水气分排出，达到的目的。
有益效果。
一、结构简单，方便实用。
二、能够和钻孔内壁更好的贴合。
三、成本低廉，易于推广。
附图说明
图1为一种水利施工钻孔堵棒的结构示意图。
图2为一种钻孔堵棒挂浆装置的结构示意图。
附图中
其中零件为：顶帽（1），钢筋（2），水泥包裹层（3），橡胶圈（5），加热板（5），托盘（6），陶瓷内衬（7），主体箱（8），橡胶环（9），箱盖（10），泥浆箱（11），双向泵（12）
具体实施方式：
本发明一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法是这样实现的：
本发明一种水利施工钻孔堵棒包括顶帽（1）、钢筋（2）和水泥包裹层（3），顶帽（1）套置于钢筋（2）一端上，钢筋（2）表面包裹有水泥包裹层（3），且两端预留一定长度的钢筋（2），水泥包裹层（3）的一端和顶帽（1）贴合，另一端为锥形，水泥包裹层（3）沿轴向套置有多个橡胶圈（5），所述橡胶圈（5）内圈埋入水泥包裹层（3）内，外圈高于水泥包裹层（3）表面，所述相邻的两个橡胶圈（5）之间的水泥包裹层（3）为斜面。
本发明一种水利施工钻孔堵棒的使用方法，其特征在于包括以下步骤：将堵棒钢筋（2）的另一端放入钻孔内，做导向杆用，然后将通过外力通过顶帽（1）下压，推动钢筋（2）向孔内移动，同时水泥包裹层（3）也受力进入孔内，内孔沿着水泥包裹层（3）锥形端扩展，水泥包裹层（3）将钻孔内壁挤压紧实致密，并对水泥包裹层（3）形成反向的包裹挤压，使得钻孔内壁和对应的橡胶圈（5）之间形成的斜面紧密贴合，然后继续下压顶帽（1），使得橡胶圈（5）逐步的进入钻孔内，使得相邻的橡胶圈（5）之间形成的密封垫分别和钻孔内壁接触，进而形成深度上的紧密结合，对钻孔进行封堵，所述橡胶环（9）的设计的目的是为了水泥包裹层（3）和钻孔内壁形成膨胀贴合，将水泥包裹层（3）卡死在钻孔内，将水泥包裹层（3）分段贴合密封，防止泄露封堵不严，达到对水利施工钻孔进行封堵密封的目的。
本发明一种水利施工钻孔堵棒及其制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将钢筋（2）截割成等长，长度为：60cm；
2）调制水泥浆，使其达到所用密度，所述水泥浆的密度为1.27g/cm3。
所述水泥浆的质量份组成如下：水泥100份、减轻剂液体二氧化硅40份、膨胀玻化微珠32份、纤维素醚15份、格蕾丝聚羧酸减水剂5份、碱式氯化铝6份、六偏磷酸钠5份、消泡剂1.8份，每升水泥浆中包括纤维0.18g，
3）将配比好的水泥浆倒入水泥浆池内，然后将钢筋（2）表面采用清水喷淋，然后将钢筋（2）逐一悬挂在挂架上；
4）然后下降挂架，使得钢筋（2）浸入水泥浆内，静置5min；然后提出挂架，使得钢筋（2）全部离开水泥浆面，静置至水泥浆表层凝固，形成底层的包裹层，完成初步挂浆步骤；
5）重复步骤4，25次，完成水泥浆包裹步骤，所述在钢筋（2）表面形成5-8cm厚度的水泥包裹层（3）；
6）在重复步骤4至4次时，在水泥包裹层（3）表面套置多个橡胶环（9），所述橡胶圈（5）之间距离9cm，橡胶圈（5）截面直径为7mm；
最后进行挂浆的水泥浆在橡胶圈（5）位置进行分段，在重力作用下向下流动，使得相邻的两个橡胶圈（5）之间的水泥浆型芯斜面，并将橡胶圈（5）内圈进行包裹固定；
在水泥浆包裹过程中，水泥浆在重力作用下向下流动，使得水泥包裹层（3）的顶部为锥形；
7）将钢筋（2）底端的水泥包裹层（3）截去，然后将顶帽（1）安装在钢筋（2）上，进行顶帽（1）安装作业，钻孔堵棒制备完成。
本发明还涉及一种钻孔堵棒挂浆装置，其特征在于由双向泵（12）、加热板（5）、托盘（6）、陶瓷内衬（7）、主体箱（8）、橡胶环（9）、箱盖（10）和泥浆箱（11）组成，托盘（6）置于主体箱（8）底部，且和主体箱（8）形成密闭空腔，主体箱（8）底部均匀开有多个圆孔，且和托盘（6）相连通，圆孔内置有陶瓷内衬（7），托盘（6）上置有多组加热板（5），箱盖（10）置于主体箱（8）上，箱盖（10）上开有多个通孔，且和主体箱（8）上的圆孔相对应，通孔内置有橡胶环（9），泥浆箱（11）置于主体箱（8）一侧，且通过双向泵（12）和主体箱（8）相连通。
使用时，将等长的钢筋（2）段分别插入主体箱（8）底部的圆孔内，然后将箱盖（10）合上，使得钢筋（2）对应从通孔穿出，然后加热板（5）通电加热，使得钢筋（2）热膨胀，和陶瓷内衬（7）之间形成紧密配合，然后将制备好的水泥将放入泥浆箱（11）内，启动双向泵（12），双向泵（12）将泥浆抽入主体箱（8）内，然后和钢筋（2）表面接触，钢筋（2）浸泡在水泥浆内一端时间后，双向泵（12）反向收取，将主体箱（8）内的水泥浆抽回泥浆箱（11）内，加热板（5）将热量通过钢筋（2）进行穿出，使得主体箱（8）内温度上升，促进钢筋（2）表面的泥浆凝结，然后双向泵（12）工作将泥浆箱（11）内的水泥将抽入主体箱（8）内，往复多次，在钢筋（2）表面形成水泥包裹层（3），最后将主体箱（8）内侧水泥将抽出，关闭电源，使得钢筋（2）上的水泥浆自然凝结，钢筋（2）降温收缩，从陶瓷内衬（7）中取出，所述橡胶环（9）的设计是为了和钢筋（2）之间形成弹性的缝隙，以便内部水气分排出，达到钢筋（2）表面挂浆的目的。
Claims (2)
1.一种钻孔堵棒挂浆装置，其特征是：由双向泵、加热板、托盘、陶瓷内衬、主体箱、橡胶环、箱盖和泥浆箱组成，托盘置于主体箱底部，且和主体箱形成密闭空腔，主体箱底部均匀开有多个圆孔，且和托盘相连通，圆孔内置有陶瓷内衬，托盘上置有多组加热板，箱盖置于主体箱上，箱盖上开有多个通孔，且和主体箱上的圆孔相对应，通孔内置有橡胶环，泥浆箱置于主体箱一侧，且通过双向泵和主体箱相连通。
2.一种钻孔堵棒挂浆装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将等长的钢筋段分别插入主体箱底部的圆孔内；
2）将箱盖合上，使得钢筋对应从通孔穿出；
3）加热板通电加热，使得钢筋热膨胀，和陶瓷内衬之间形成紧密配合；
4）将制备好的水泥将放入泥浆箱内，启动双向泵，双向泵将泥浆抽入主体箱内，然后和钢筋表面接触，钢筋浸泡在水泥浆内一端时间后，双向泵反向收取，将主体箱内的水泥浆抽回泥浆箱内，加热板将热量通过钢筋进行穿出，使得主体箱内温度上升，促进钢筋表面的泥浆凝结，然后双向泵工作将泥浆箱内的水泥将抽入主体箱内，往复多次，在钢筋表面形成水泥包裹层，最后将主体箱内侧水泥将抽出，关闭电源，使得钢筋上的水泥浆自然凝结，钢筋降温收缩，从陶瓷内衬中取出，完成钢筋表面挂浆步骤。
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