CN111058459A - 一种可回收的超前小导管及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基坑施工超前支护技术领域，公开了一种可回收的超前小导管，包括端头弹出装置和套筒式注浆装置，端头弹出装置尾端连接套筒式注浆装置，端头弹出装置包括锥形管头、承压板、圆柱形外壳、上旋管和下旋管，锥形管头通过安装在其底端的承压板连接在圆柱形外壳上，承压板下面固接有上旋管，上旋管下端可旋转地连接下旋管。本发明还包括上述超前小导管的使用方法，具体包括如下步骤：组装好超前小导管；将组装好的超前小导管固定在岩土体上；待超前支护完成后，旋转外钢管使端头弹出装置内的上卡壳和下卡壳发生错位，将小导管从岩土体钻孔中抽出。本发明有利于超前小导管的回收再利用。

Description

一种可回收的超前小导管及其使用方法

技术领域

本发明涉及基坑施工超前支护技术领域，尤其涉及一种可回收的超前小导管及其使用方法。

背景技术

随着我国城市建设规模不断地扩大，基坑工程得到了广泛应用。而基坑支护在基坑的先期施工中发挥着重要稳定作用，超前小导管注浆是基坑支护的一种非常有效的方法。超前小导管注浆支护能够使混凝土浆液流入到导管周边岩土体裂隙中，浆液在经过一定时间的凝结，浆液和松散岩土体粘结成一个整体，可以加固软弱岩土体，提高了松散岩土体的强度和稳定性，确保基坑工程的顺利实施。

目前采用的超前小导管大都不能回收利用，在大型工程的基坑支护中需要大量的超前小导管，若超前小导管不能回收利用，则会造成大量的材料浪费，增加工程施工的成本。另外，在城市的工程基坑支护中不回收超前小导管，在后期的市政管线以及地下空间建筑的建设和施工中，残留在岩土体中的超前小导管会严重影响管线布置及建筑施工支护，降低工程施工效率，影响施工效果，会对城市地下空间的建设造成影响。

如中国专利公告号CN 204551486 U公开了一种一种锚杆型超前小导管与喷射钢筋砼筒形薄壁基坑支护结构，包括布置于基坑壁面从内至外的锚杆型超前小导管，它使用的环形格构钢桁架包括钢桁架标准节和竖向支撑标准节，钢桁架标准节置于锚杆型超前小导管外露端上，锚杆型超前小导管沿环形格构钢桁架支撑筒环向布置多层，不便于回收利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可回收的超前小导管及其使用方法，通过回收超前小导管，节约材料资源，降低工程成本，而且减少了岩土体中残留的超前小导管对后期市政管线布置及其他工程建设的影响。

为解决上述问题而采用了一种可回收的超前小导管，包括端头弹出装置和套筒式注浆装置，端头弹出装置尾端连接套筒式注浆装置首端，套筒式注浆装置尾端连接注浆装置注浆。

进一步地，端头弹出装置包括锥形管头、承压板、圆柱形外壳、上旋管和下旋管，锥形管头通过安装在其底端的承压板连接在圆柱形外壳上，承压板下面固接有上旋管，上旋管下端可旋转地连接下旋管。上旋管和下旋管经过旋转后可以卡接或者是分离，卡接时方便使用，分离后方便回收。

进一步地，上旋管的下端为自由端，并设有上卡壳，下旋管的自由端带有下卡壳，上卡壳与下卡壳对接切合。上卡壳和下卡壳合缝后有利于固定，经旋转后便于分离。

进一步地，下旋管自由端设有延伸筒体嵌套在所述下旋管内。延伸筒体有利于引导下旋管接入上旋管，而且，转动时，能保持以延伸筒体轴线为中轴线转动，方便操作和使用。

进一步地，下旋管内设有顶板，顶板上固接弹簧，弹簧上端抵接承压板，弹簧安置于上旋管和下旋管内。在下旋管和上旋管分离后，弹簧将使下旋管弹离上旋管，方便上旋管和下旋管的分离。

进一步地，套筒式注浆装置包括外钢管、内钢管和旋拉构件，外钢管端头连接端头弹出装置尾端，外钢管尾端连接旋拉构件，外钢管内套有内钢管，内钢管外壁与外钢管内壁贴合，套筒注浆装置上分布有注浆孔，注浆孔由外钢管外壁延伸至内钢管内壁。桨体经注浆孔和岩土体结合，有利于提高超前小导管的支护作用。

进一步地，注浆孔的布置方式为梅花状，外钢管或内钢管经转动后，二者的注浆孔能对正安设。注浆孔对正后，便于桨体流动。

进一步地，外钢管内壁的上、下端口处刻有转动凹槽，内钢管外壁的上、下端口处设有转动凸壳，转动凹槽与转动凸壳适配。转动凹槽和转动凸壳的适配方式为嵌套。

进一步地，内钢管内壁上设有单向缓凝剂注入塞。使缓凝剂单向只进入注浆孔中，避免发生倒流现象，缓凝剂有利于延缓桨体凝固。

进一步地，单向缓凝剂注入塞呈梅花状分布于内钢管内壁上。便于和注浆孔交错布置，有利于提高效率，方便使用。

进一步地，内钢管内壁上设有搅拌凸片。方便内钢管转动时搅拌桨体。

进一步地，搅拌凸片呈梅花状分布。有利于提高搅拌效果。

进一步地，内钢管管壁形成的空腔内布置有纵向加强筋。有利于提高管壁抵抗桨体的侧压力。

进一步地，内钢管下端端部设有缓凝剂注入口。方便注入缓凝剂

进一步地，外钢管外表面涂抹有减阻剂。有利于减少入土阻力。

进一步地，旋拉构件包括托板和旋转紧出螺母，托板套接在外钢管外壁下端，旋转紧出螺母套接在外钢管外壁端尾螺纹上，旋转紧出螺母紧贴托板。

本发明还包括上述超前小导管的使用方法，具体包括如下步骤：

1）将锥形管头的底端通过承压板连接在圆柱形外壳上，将上旋管端头固定在承压板下侧，将下旋管自由端的延伸筒体嵌入到上旋管自由端内，使上卡壳和下卡壳紧密对接，将弹簧内置于上旋管和下旋管内，并使弹簧上端顶托在承压板下方，下端卡在下旋管内壁的顶板上；

2）将外钢管的上端固定在下旋管的下端，将内钢管外壁端口处的转动凸壳嵌套在外钢管内壁端口处的转动凹槽内，将内钢管内套于外钢管，使内钢管外壁与外钢管内壁紧密接触，在注浆结束前确保内钢管的注浆孔与外钢管的注浆孔对正；

3）将加强筋纵向布置在内钢管的管壁腔体中，将单向缓凝剂注入塞和搅拌凸片安装在内钢管的内壁；

4）在外钢管的外表面涂抹减阻剂，将组装好的可回收超前小导管打入钻孔内，将托板套在外钢管下端口处，将旋紧螺母安装在外钢管尾端的螺纹丝扣上，通过螺母和托板将超前小导管固定在岩土体上；

5）将泵送浆液装置连接在注浆装置上开始注浆，直至浆液从注浆管尾端处溢出，随即停止注浆；

6）在浆液初凝前，将缓凝剂注入管连接到内钢管管壁端头注入口，使缓凝剂进入内钢管管壁形成的空腔中，并通过加压使缓凝阀进入到未凝结的浆体中，之后通过旋转内钢管使缓凝剂和浆液在离心力和搅拌凸片切割作用下搅拌混合均匀，延缓注浆管内浆液的凝结速度；

7）待超前支护完成后，旋转外钢管（11）使端头弹出装置内的上卡壳（4）和下卡壳（8）发生错位，在弹簧（10）作用下使小导管松动，紧接着旋转紧出螺母（21）将小导管从岩土体钻孔中抽出；

8）抽出小导管后，将小导管管内的浆体清理干净，从而实现超前小导管的回收再利用。

与现有技术相比，本申请有如下优点：

1、超前小导管，注浆装置由内外双层钢管构成，不仅满足注浆功能，而且为管内的浆液和岩土体裂隙中浆液的凝结速度实现差异提供条件。

2、超前小导管的外钢管外壁涂有减阻剂，极大地减小了小导管和周围加固岩土体的摩擦力，在小导管回收时用较小的扭矩便能使小导管转动，同时在抽出小导管时阻力较小。

3、超前小导管的端头弹出装置，在小导管发生转动后对小导管起到弹力作用，使得小导管在岩土体中发生较大程度的松动，从而便于将超前小导管从岩土体中取出。

4、超前小导管的尾端设有旋转紧出构件，通过旋转紧出螺母和外钢管端尾螺纹丝扣的配合工作，实现了较小的扭转力转换为较大的拉力，从而为超前小导管的回收创造保障条件。

5、超前小导管的内钢管具有缓凝剂添加功能，从而减缓了注浆管内浆液的凝结速度，便于回收时将注浆管内的浆体取出，实现小导管的回收再利用。

附图说明

图1为本申请实施例所述的弹出装置处于闭合状态时小导管结构剖面图。

图2为本申请实施例所述的弹出装置处于张开状态时小导管结构剖面图。

图3为本申请实施例所述的小导管结构主视图。

图4为本申请实施例所述的小导管注浆装置横截面图。

图5为本申请实施例所述的旋管在闭合状态下的主视图。

图6为本申请实施例所述的旋管在弹开状态下的主视图。

附图标记：1、锥形管头；2、承压板；3、圆柱形外壳；4、上卡壳；5、上旋管；6、下旋管；7、延伸筒体；8、下卡壳；9、弹簧顶板；10、弹簧；11、外钢管；12、转动凹槽；13、注浆孔；14、内钢管；15、单向缓凝剂注入塞；16、搅拌凸片；17、加强筋；18、转动凸壳；19、缓凝剂注入口；20、托板；21、旋转紧出螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，一种可回收的超前小导管，包括端头弹出装置、套筒式注浆装置。端头弹出装置与套筒式注浆装置外钢管11连接，端头弹出装置包括上旋管5和下旋管6，旋管内部空腔安设有弹簧10；套筒式注浆装置主要由外钢管11、内钢管14以及旋拉构件组成，外钢管11外表面涂抹有减阻剂，外钢管11和内钢管14管壁留设注浆孔13，外钢管11上、下端口刻有转动凹槽12，内钢管14外壁上、下端口处的转动凸壳18固定在转动凹槽12内，内钢管14管壁为空腔体，内钢管14内壁布设有单向缓凝剂注入塞15和搅拌凸片16。旋拉构件由旋转紧出螺母21和托板20组成，旋转紧出螺母21套于外钢管11外壁端尾螺纹上。

端头弹出装置包括锥形管头1，圆柱形外壳3，承压板2，带有卡壳的上旋管5和下旋管6，顶板9，弹簧10。

锥形管头1的底端通过承压板2连接在圆柱形外壳3上。

承压板2下方固定有上旋管5，上旋管5外壁自由端带有上卡壳4。

上旋管5下端对接有下旋管6，下旋管6自由端延伸出一部分缩小直径的延伸筒体7，下旋管6外筒体自由端带有下卡壳8。

下旋管6延伸部分嵌套在上旋管5内，上卡壳4与下卡壳8对接切合，避免上旋管5与下旋管6在注浆过程中发生滑开分离现象。

下旋管6内壁有顶板9，弹簧10置于上、下旋管6内，弹簧10下端卡在顶板9上，确保弹簧10处于压缩状态且能够发挥较大的弹性性能。

套筒式注浆装置与端头弹出装置内的下旋管6连接，套筒式注浆装置包括外钢管11，内钢管14，加强筋17，单向缓凝剂注入塞15，转动凸壳18，转动凹槽12，托板20，旋转紧出螺母21。

外钢管11的外壁涂有减阻剂，外钢管11端头的内壁处开有转动凹槽12，外钢管11的上端头与下旋管6固定对接。

外钢管11管壁开设有呈梅花状布置的注浆孔13。

内钢管14管壁为空腔体，内钢管14内套于外钢管11，且内钢管14外壁与外钢管11内壁紧密接触。

内钢管14管壁布置有注浆孔13，内钢管14的注浆孔13在注浆结束前与外钢管11的注浆孔13对正安设，保证注浆浆液顺利进入岩土体中。

内管内壁呈梅花状分布有单向缓凝剂注入塞15，使缓凝剂单向只进入注浆孔13中，避免发生倒流现象。

内钢管14内壁呈梅花状分布有搅拌凸片16，确保在搅拌时缓凝剂与注浆管内的浆液充分混合，确保延缓内钢管14内浆液的凝结速度。

内钢管14管壁的空腔内布置有纵向加强筋17，防止内钢管14管壁在注浆压力作用下发生挤压变形。

内钢管14外壁端口安装有转动凸壳18，转动凸壳18嵌套在外钢管11端头内壁的凹槽内。

内钢管14下端端部设有缓凝剂注入口19。

外钢管11下端头套有托板20，外钢管11下端头外壁刻有螺纹丝扣，螺纹上设有旋转紧出螺母21。

为了方便理解，以下通过具体使用方式对上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，包括以下步骤：

1）将锥形管头1的底端通过承压板2连接在圆柱形外壳3上。将上旋管5端头固定在承压板2下侧，将下旋管6自由端的延伸筒体7嵌入到上旋管5自由端内，使上卡壳4和下卡壳8紧密对接。将弹簧10内置于上旋管5、下旋管6，并使弹簧10上端顶托在承压板2下方，下端卡在下旋管6内壁的顶板9上。

2）将外钢管11的上端固定在下旋管6的下端，将内钢管14外壁端口处的转动凸壳18嵌套在外钢管11内壁端口处的转动凹槽12内，将内钢管14内套于外钢管11，使内钢管14外壁与外钢管11内壁紧密接触，在注浆结束前确保内钢管14的注浆孔13与外钢管11的注浆孔13对正。

3）将加强筋17纵向布置在内钢管14的管壁形成的腔体中，将单向缓凝剂注入塞15和搅拌凸片安装在内钢管14的内壁。

4）在外钢管11的外表面涂抹减阻剂，将组装好的可回收超前小导管打入钻孔内，将托板20套在外钢管11下端口处，将旋紧螺母21安装在外钢管11尾端的螺纹丝扣上，通过螺母和托板20将超前小导管固定在岩土体上。

5）将泵送浆液装置连接在注浆装置上开始注浆，直至浆液从注浆管尾端处溢出，随即停止注浆。

6）在浆液初凝前，将缓凝剂注入管连接到内钢管14管壁端头注入口，使缓凝剂进入内钢管14管壁形成的空腔中，并通过加压使缓凝阀进入到未凝结的浆体中，之后通过旋转内钢管14使缓凝剂和浆液在离心力和搅拌凸片16切割作用下搅拌混合均匀，延缓注浆管内浆液的凝结速度。

7）待超前支护完成后，旋转外钢管11使端头弹出装置内的上卡壳4和下卡壳8发生错位，在弹簧10作用下使小导管松动，紧接着旋转紧出螺母21将小导管从岩土体钻孔中抽出。

8）抽出小导管后，将小导管管内未凝结的浆体清理干净，从而实现超前小导管的回收再利用。

通过回收超前小导管，从而节约了材料资源，降低了工程成本，而且减少了岩土体中残留的超前小导管对后期市政管线布置及其他工程建设的影响。

Claims (16)

1.一种可回收的超前小导管，包括端头弹出装置和套筒式注浆装置，所述端头弹出装置尾端连接所述套筒式注浆装置，其特征在于，所述端头弹出装置包括锥形管头(1)、承压板(2)、圆柱形外壳(3)、上旋管(5)和下旋管(6)，所述锥形管头(1)通过安装在其底端的承压板(2)连接在所述圆柱形外壳(3)上，所述承压板(2)下面固接有上旋管(5)，所述上旋管(5)下端可旋转地连接下旋管(6)，所述下旋管(6)下端连接所述套筒式注浆装置。

2.如权利要求1所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述上旋管(5)的下端为自由端，并设有上卡壳(4)，所述下旋管(6)的自由端带有下卡壳(8)，所述上卡壳(4)与所述下卡壳(8)对接切合。

3.如权利要求2所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述下旋管(6)自由端设有延伸筒体(7)嵌套在所述下旋管(5)内。

4.如权利要求3所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述下旋管(6)内设有顶板(9)，所述顶板(9)上固接弹簧(10)，所述弹簧(10)上端抵接所述承压板(2)，所述弹簧安置于上旋管(5)和下旋管(6)内。

5.如权利要求1-4任意一项所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述套筒式注浆装置包括外钢管(11)、内钢管(14)和旋拉构件，所述外钢管(11)端头连接所述端头弹出装置尾端，所述外钢管(11)尾端连接所述旋拉构件，所述外钢管(11)内套有内钢管(14)，所述内钢管(14)外壁与所述外钢管(11)内壁贴合，所述套筒式注浆装置上分布有注浆孔(13)，所述注浆孔(13)由所述外钢管(11)外壁延伸至所述内钢管(14)内壁。

6.如权利要求5所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述注浆孔(13)的布置方式为梅花状，外钢管(11)或内钢管(14)经转动后，二者的注浆孔(13)能对正安设。

7.如权利要求6所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述外钢管(11)内壁的上、下端口处刻有转动凹槽(12)，所述内钢管(14)外壁的上、下端口处设有转动凸壳(18)，所述转动凹槽(12)与所述转动凸壳(18)适配。

8.如权利要求7所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述内钢管(14)内壁上设有单向缓凝剂注入塞(15)。

9.如权利要求8所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述单向缓凝剂注入塞(15)呈梅花状分布于所述内钢管(14)内壁上。

10.如权利要求9所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述内钢管(14)内壁上设有搅拌凸片(16)。

11.如权利要求10所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述搅拌凸片(16)呈梅花状分布。

12.如权利要求11所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述内钢管(14)管壁形成的空腔内布置有纵向加强筋(17)。

13.如权利要求12所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述内钢管(14)下端端部设有缓凝剂注入口(19)。

14.如权利要求13所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述外钢管(11)外表面涂抹有减阻剂。

15.如权利要求5所述的一种可回收的超前小导管，其特征在于，所述旋拉构件包括托板(20)和旋转紧出螺母(21)，所述托板(20)套接在所述外钢管(11)外壁下端，所述旋转紧出螺母(21)套接在所述外钢管(11)外壁端尾螺纹上，所述旋转紧出螺母(21)紧贴所述托板(20)。

16.一种可回收的超前小导管的使用方法，其具体包括以下步骤：

1)将锥形管头(1)的底端通过承压板(2)连接在圆柱形外壳(3)上，将上旋管(5)端头固定在承压板(2)下侧，将下旋管(6)自由端的延伸筒体(7)嵌入到上旋管(5)自由端内，使上卡壳(4)和下卡壳(8)紧密对接，将弹簧(10)内置于上旋管(5)和下旋管(6)内，并使弹簧(10)上端顶托在承压板(2)下方，下端卡在下旋管(6)内壁的顶板(9)上；

2)将外钢管(11)的上端固定在下旋管(6)的下端，将内钢管(14)外壁端口处的转动凸壳(18)嵌套在外钢管(11)内壁端口处的转动凹槽(12)内，将内钢管(14)内套于外钢管(11)，使内钢管(14)外壁与外钢管(11)内壁紧密接触，在注浆结束前确保内钢管(14)的注浆孔(13)与外钢管(11)的注浆孔(13)对正；

3)将加强筋(17)纵向布置在内钢管(14)的管壁腔体中，将单向缓凝剂注入塞(15)和搅拌凸片(16)安装在内钢管(14)的内壁；

4)在外钢管(11)的外表面涂抹减阻剂，将组装好的可回收超前小导管打入钻孔内，将托板(20)套在外钢管(11)下端口处，将旋紧螺母安装在外钢管(11)尾端的螺纹丝扣上，通过螺母和托板(20)将超前小导管固定在岩土体上；

5)将泵送浆液装置连接在注浆装置上开始注浆，直至浆液从注浆管尾端处溢出，随即停止注浆；

6)在浆液初凝前，将缓凝剂注入管连接到内钢管(14)管壁端头注入口，使缓凝剂进入内钢管(14)管壁空腔中，并通过加压使缓凝阀进入到未凝结的浆体中，之后通过旋转内钢管(14)使缓凝剂和浆液在离心力和搅拌凸片(16)切割作用下搅拌混合均匀，延缓注浆管内浆液的凝结速度；

7)待超前支护完成后，旋转外钢管(11)使端头弹出装置内的上卡壳(4)和下卡壳(8)发生错位，在弹簧(10)作用下使小导管松动，紧接着旋转紧出螺母(21)将小导管从岩土体钻孔中抽出；

8)抽出小导管后，将小导管管内的浆体清理干净，从而实现超前小导管的回收再利用。

Images