CN111794790A - 一种环形空间的快速封孔装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种环形空间的快速封孔装置及方法，涉及锚杆或锚索支护领域，可简单快速地完成环形空间封孔施工中的封堵环节。包括：定位推杆，包括定位杆、固定环和手柄；封孔定位片，包括定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片；固定环上设有夹持通孔，多根定位杆分别穿设于固定环的夹持通孔中；定位止浆上片上有盲孔，在定位连接片及定位止浆下片上分别具有通孔，定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片依次由上到下安装在定位杆上；定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片上分别对应设有注浆管定位通孔，在固定环、定位连接片及定位止浆下片分别还具有封堵管定位通孔；在注浆管定位通孔中插有注浆管，在封堵管定位通孔中插有封堵管。

Description

一种环形空间的快速封孔装置及方法

技术领域

本发明涉及锚杆或锚索支护技术领域，尤其涉及一种环形空间的快速封孔装置及方法。

背景技术

锚索和锚杆作为一种有效的巷道及边坡等支护加固方式，在岩土工程及矿山开采、地铁隧道建造等相关领域中得到广泛应用。而在锚索或锚杆支护施工中，将锚索或锚杆锚固于钻孔中形成的环形空间孔的封堵成为必须的一道工序。

为了进行注浆封孔施工，有必要提供一种简单快速的适用于在环形空间孔中实现封孔或封堵的辅助性装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种环形空间的快速封孔装置及方法，可以简单快速地完成环形空间封孔施工中的封堵环节，从而可以较方便地完成环形空间的封孔施工。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环形空间的快速封孔装置，包括：定位推杆和封孔定位片，所述定位推杆包括定位杆、固定环和手柄，所述封孔定位片包括定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片；

所述手柄为圆筒状结构，在所述圆筒状结构的一端轴向设有多根所述定位杆，多根所述定位杆沿所述手柄圆周方向围成一圆筒形空间，所述固定环上设有夹持通孔，多根所述定位杆分别穿设于所述固定环的夹持通孔中固定；

在所述定位杆上沿长度方向间隔设有多个横向凸起的止回部，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片分别为圆环形片状结构，所述定位止浆上片上具有盲孔，在定位连接片及定位止浆下片上分别具有通孔，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片依次由上到下安装在所述定位杆上；

其中，所述定位连接片及定位止浆下片通过所述通孔套在所述定位杆上，且下表面压在所述止回部上，所述定位止浆上片通过所述盲孔扣在所述定位杆上端；

在所述固定环、定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片上分别对应设有注浆管定位通孔，在所述固定环、定位连接片及定位止浆下片上分别还具有对应位置的封堵管定位通孔；

在所述注浆管定位通孔中穿插有注浆管，在所述封堵管定位通孔中穿插有用于向钻孔中注入膨胀封堵材料的封堵管。

优选地，所述凸起的止回部为倒刺状凸起或楔形状凸起。

优选地，所述固定环上设有用于夹持所述注浆管及封堵管的夹持器。

优选地，所述夹持器为线卡或卡箍。

优选地，所述盲孔及通孔为椭圆形或圆形，所述定位杆截面为圆弧形或圆形。

第二方面，本发明还实施例提供了一种封孔方法，基于第一方面任一所述封孔装置实施，应用于环形空间的封堵中，包括步骤：

完成钻孔后，将所述锚杆插入钻孔并用锚固剂锚固于钻孔中，在锚杆与钻孔之间形成环形空间；

将定位止浆下片、定位连接片、止浆定位上片依次安装到所述定位推杆的定位杆上，并将注浆管依次插入固定环及封孔定位片上的注浆管定位通孔中，将封堵管插入固定环及封孔定位片上的封堵管定位通孔中，并固定形成封孔装置整体；

将多根定位杆形成的圆筒状空间对准套在所述锚杆上，利用所述锚杆与所述圆筒状空间配合对所述定位杆定位；

缓慢将所述定位杆推入所述环形空间中，并到达预定设计位置；

松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管，将定位推杆拔出环形空间，其余部件在钻孔中形成封孔结构；

通过所述封堵管注入膨胀封堵材料，在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，完成环形空间封堵。

优选地，所述方法还包括：在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，通过注浆管向环形空间的封孔段至孔底的部分中注入注浆材料，以对钻孔周围围岩进行注浆加固。

优选地，在通过注浆管注浆时，先注入水泥稀浆，再注入水泥浓浆，最后注入膨胀性材料，以弥补水泥质注浆材料硬化收缩的空间，确保环形空间注浆后凝固材料密实，以提高锚杆支护体的抗拉性能，并实现封堵钻孔水。

优选地，所述固定环上设有夹持器；所述方法还包括：在将注浆管插入所述定位通孔中及封堵管插入封堵管定位通孔中之后，用固定环上的夹持器夹持所述注浆管及封堵管以与定位推杆固定成整体；

所述松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管为：松开所述夹持器，以将所述注浆管及封堵管与所述定位推杆分开。

优选地，所述封孔定位片的定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片的圆周面上分别也具有倒刺状凸起或楔形状凸起；

在将定位推杆拔出环形空间过程中，利用所述封孔定位片各组成部分上的倒刺状凸起或楔形状凸起顶在钻孔内壁上，以防止封孔定位片随着推杆向钻孔外滑动。

本发明实施例提供的一种封孔装置及方法，包括：定位推杆和封孔定位片，所述定位推杆包括定位杆、固定环和手柄，所述封孔定位片包括定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片；所述手柄为圆筒状结构，在所述圆筒状结构的一端轴向设有多根所述定位杆，多根所述定位杆沿所述手柄圆周方向围成一圆筒形空间，所述固定环上设有夹持通孔，多根所述定位杆分别穿设于所述固定环的夹持通孔中固定；在所述定位杆上沿长度方向间隔设有多个横向凸起的止回部，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片分别为圆环形片状结构，所述定位止浆上片上具有盲孔，在定位连接片及定位止浆下片上分别具有通孔，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片依次由上到下安装在所述定位杆上；所述定位连接片及定位止浆下片通过所述通孔套在所述定位杆上，且下表面压在所述止回部上，所述定位止浆上片通过所述盲孔扣在所述定位杆上端；在所述固定环、定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片上分别对应设有注浆管定位通孔，在所述固定环、定位连接片及定位止浆下片上分别还具有对应位置的封堵管定位通孔；在所述注浆管定位通孔中穿插有注浆管，在所述封堵管定位通孔中穿插有用于向钻孔中注入膨胀封堵材料的封堵管。在钻孔完成插入锚杆形成环形空间之后，将定位推杆及其上的封孔定位片推入钻孔中，再拔出定位推杆，即可简单快速地完成环形空间封孔施工中的封堵环节钻孔封堵，再进一步地通过所述注浆管及封堵管向环形空间中注浆及膨胀材料，就可以较方便地完成环形空间的封孔施工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明一实施例中封孔装置在围岩中的应用结构示意图；

图2为图1中一实施例定位止浆上片结构俯视图；

图3为图2中定位止浆上片结构剖视图

图4为图1中一实施例定位连接片结构俯视图；

图5为图4中定位连接片结构剖视图；

图6为一实施例定位止浆下片结构俯视图；

图7为图6中定位止浆下片结构剖视图；

图8为图1中一实施例定位推杆结构示意图；

图9为图8中定位推杆俯视图；

图10为本发明又一实施例封孔装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参看图1至图9所示，本发明实施例提供的用于环形空间的封孔装置，主要用于矿井巷道、隧道或地铁旁通道等地下工程含水区域锚索或锚杆支护中，对设置有锚杆或锚索110的钻孔100进行封孔。

所述装置包括定位推杆和封孔定位片，所述定位推杆包括定位杆1、固定环2和手柄3，所述封孔定位片包括定位止浆上片4、定位连接片5、定位止浆下片6；

所述手柄3为圆筒状结构，用于提供推力和控制定位推杆深度；在所述圆筒状结构的一端轴向设有多根所述定位杆1，多根所述定位杆1沿所述手柄3圆周方向围成一圆筒形空间，所述固定环2上设有夹持通孔，多根所述定位杆1分别穿设于所述固定环2的夹持通孔中固定；

在所述定位杆1上沿长度方向间隔设有多个横向凸起的止回部7，在一些实施例中，所述凸起的止回部7为倒刺状凸起或楔形状凸起。所述定位止浆上片4、定位连接片5及定位止浆下片6分别为圆环形片状结构，所述定位止浆上片4上具有盲孔41，在定位连接片5及定位止浆下片6上分别具有通孔51，所述定位止浆上片4、定位连接片5及定位止浆下片6依次由上到下安装在所述定位杆1上。

在一些实施例中，所述盲孔及通孔为椭圆形或圆形，所述定位杆1截面为圆弧形或圆形。选择封孔定位片各组成片的内径尺寸略小于所述多根定位杆1形成的圆筒形空间的内径，其外径尺寸略大于钻孔100孔径，以实现对钻孔100的密封封堵。

其中，所述定位连接片5及定位止浆下片6通过所述通孔51套在所述定位杆1上，且下表面压在所述止回部7上，所述定位止浆上片4通过所述盲孔41扣在所述定位杆1上端。

在所述固定环2、定位止浆上片4、定位连接片5及定位止浆下片6上分别对应设有注浆管定位通孔8，在所述固定环2、定位连接片5及定位止浆下片6上分别还具有对应位置的封堵管定位通孔9；在所述注浆管定位通孔8中穿插有注浆管10，在所述封堵管定位通孔9中穿插有用于向钻孔100中注入膨胀封堵材料的封堵管11。这样，可以在封孔定位片将钻孔100封堵之后，便于实现注浆加固封孔施工。

本发明实施例提供的一种封孔装置，包括：定位推杆和封孔定位片，在钻孔100完成插入锚杆形成环形空间之后，将定位推杆及其上的封孔定位片推入钻孔100中，再拔出定位推杆，即可简单快速地完成环形空间封孔施工中的封堵环节钻孔100封堵，再进一步地通过所述注浆管及封堵管向环形空间中注浆及膨胀材料，就可以较方便地完成环形空间的封孔施工。

基于本发明实施例提供的封孔装置，还提供了一种封孔方法，应用于环形空间的封堵中，包括步骤：

110、完成钻孔100后，将所述锚杆插入钻孔100并用锚固剂锚固于钻孔100中，在锚杆与钻孔100之间形成环形空间。

120、将定位止浆下片6、定位连接片5、止浆定位上片依次安装到所述定位推杆的定位杆1上，并将注浆管依次插入固定环2及封孔定位片上的注浆管定位通孔8中，将封堵管插入固定环2及封孔定位片上的封堵管定位通孔中，并固定形成封孔装置整体；

130、将多根定位杆1形成的圆筒状空间对准套在所述锚杆上，利用所述锚杆与所述圆筒状空间配合对所述定位杆1定位；

140、缓慢将所述定位杆1推入所述环形空间中，并到达预定设计位置；

150、松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管，将定位推杆拔出环形空间，其余部件在钻孔100中形成封孔结构；

160、通过所述封堵管注入膨胀封堵材料，在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，完成环形空间封堵。

这样，基于所述封孔装置，可以可简单快速地完成环形空间封孔施工中的封堵环节钻孔100封堵，再进一步地通过所述注浆管及封堵管向环形空间中注浆及膨胀材料，就可以较方便地完成环形空间的封孔施工。

其中，封堵材料可以为高强度膨胀封堵材料，也可以是先注入高强度材料，再注入膨胀性材料混合材料。

所述高强度膨胀封堵材料包括聚氨酯类材料、环氧树脂类材料等高分子有机材料及堵漏王、膨胀水泥等无机材料。

高强度材料指低膨胀或收缩性，普通水泥材料等无机材料，膨胀材料包括：不饱和聚酯树脂、环氧树脂等高分子有机材料。

在一些实施例中，所述方法还包括：在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，通过注浆管向环形空间的封孔段至孔底的部分中注入注浆材料，以对钻孔100周围围岩进行注浆加固。

具体地，在通过注浆管注浆时，先注入水泥稀浆，再注入水泥浓浆，最后注入膨胀性材料，以弥补水泥质注浆材料硬化收缩的空间，确保环形空间注浆后凝固材料密实，以提高锚杆支护体的抗拉性能，并实现封堵钻孔100水。

在本发明的一些实施例中，所述定位止浆上片4包括多个盲孔，所述盲孔用于扣在所述定位杆1顶端；定位连接片5及定位止浆下片6分别包括多个通孔，用于穿设定位杆1。

所述定位止浆上片4、定位连接片5、定位止浆下片6的圆周面上分别也具有倒刺状凸起或楔形状凸起52，用于顶在钻孔100内壁上，以防止在钻孔100中下滑。

本实施例中，所述封孔方法还包括：在将定位推杆拔出环形空间过程中，利用所述封孔定位片各组成部分上的倒刺状凸起或楔形状凸起顶在钻孔100内壁上，以防止封孔定位片随着推杆向钻孔100外滑动，便于实现对封孔定位片的定位。

在另一些实施例中，所述固定环2上设有用于夹持所述注浆管及封堵管的夹持器21，所述夹持器21具体可以为线卡或卡箍，也可以直接用铁丝缠绕拧紧。

本实施例中，所述封孔方法还包括：在将注浆管插入所述定位通孔中及封堵管插入封堵管定位通孔中之后，用固定环2上的夹持器21夹持所述注浆管及封堵管以与定位推杆固定成整体。

所述松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管为：松开所述夹持器21，以将所述注浆管及封堵管与所述定位推杆分开。

在一些实施例中，所述定位杆1上设有尺寸刻度，便于施工人员控制定位杆1的推入深度。

定位杆1可以根据不同设计深度要求进行对接组装，有多个定位杆1组合而成，其中，定位杆1顶端磨平或磨圆，防止推入钻孔100过程中穿透定位止浆上片4。

参看图10所示，封孔定位片与定位推杆为圆筒状一体结构，具体包括定位止浆上片4、定位连接片5、定位止浆下片6和多根定位推杆1，下一步将封堵管和注浆管插入圆筒状一体结构，并通过夹持器固定好形成整体之后，直接推入环形空间。

另外也可以，封孔定位片、定位推杆封堵管和注浆管组合为圆筒状一体结构，具体包括定位止浆上片4、定位连接片5、定位止浆下片6、多根定位推杆1、封堵管和注浆管，直接推入环形空间。作为一可替代实施方式，所述封孔定位片也可以仅包括定位止浆上片4、止浆定位下片，定位推杆为带纵向切缝的管，用于将定位止浆上片4分割开的钻孔100内的上下空间导通。

所述定位止浆上片4包括注浆管定位通孔8，穿入注浆管，被定位推杆推入预定设计位置。定位止浆下片6包括注浆管定位通孔8和封堵管定位通孔9，穿入注浆管和封堵管或者穿入注浆管，被定位推杆推至预定设计位置。

在通过注浆管向钻孔100内注入注浆材料过程中，利用所述定位推杆的切缝使注浆材料在定位止浆上片4分割开的上下空间内流动，以实现对钻孔100内环形空间的注浆加固，并通过所述封堵管注入膨胀封堵材料，完成封孔。

需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系的用语，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。诸如，第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种环形空间的快速封孔装置，其特征在于，包括：定位推杆和封孔定位片，所述定位推杆包括定位杆、固定环和手柄，所述封孔定位片包括定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片；

所述手柄为圆筒状结构，在所述圆筒状结构的一端轴向设有多根所述定位杆，多根所述定位杆沿所述手柄圆周方向围成一圆筒形空间，所述固定环上设有夹持通孔，多根所述定位杆分别穿设于所述固定环的夹持通孔中固定；

在所述定位杆上沿长度方向间隔设有多个横向凸起的止回部，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片分别为圆环形片状结构，所述定位止浆上片上具有盲孔，在定位连接片及定位止浆下片上分别具有通孔，所述定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片依次由上到下安装在所述定位杆上；

其中，所述定位连接片及定位止浆下片通过所述通孔套在所述定位杆上，且下表面压在所述止回部上，所述定位止浆上片通过所述盲孔扣在所述定位杆上端；

在所述固定环、定位止浆上片、定位连接片及定位止浆下片上分别对应设有注浆管定位通孔，在所述固定环、定位连接片及定位止浆下片上分别还具有对应位置的封堵管定位通孔；

在所述注浆管定位通孔中穿插有注浆管，在所述封堵管定位通孔中穿插有用于向钻孔中注入膨胀封堵材料的封堵管。

2.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，所述凸起的止回部为倒刺状凸起或楔形状凸起。

3.根据权利要求1或2所述的封孔装置，其特征在于，所述固定环上设有用于夹持所述注浆管及封堵管的夹持器。

4.根据权利要求3所述的封孔装置，其特征在于，所述夹持器为线卡或卡箍。

5.根据权利1所述的封孔装置，其特征在于，所述盲孔及通孔为椭圆形或圆形，所述定位杆截面为圆弧形或圆形。

6.一种封孔方法，其特征在于，基于权利要求1至5任一所述封孔装置实施，所述方法应用于环形空间的封堵中，包括步骤：

完成钻孔后，将所述锚杆插入钻孔并用锚固剂锚固于钻孔中，在锚杆与钻孔之间形成环形空间；

将定位止浆下片、定位连接片、止浆定位上片依次安装到所述定位推杆的定位杆上，并将注浆管依次插入固定环及封孔定位片上的注浆管定位通孔中，将封堵管插入固定环及封孔定位片上的封堵管定位通孔中，并固定形成封孔装置整体；

将多根定位杆形成的圆筒状空间对准套在所述锚杆上，利用所述锚杆与所述圆筒状空间配合对所述定位杆定位；

缓慢将所述定位杆推入所述环形空间中，并到达预定设计位置；

松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管，将定位推杆拔出环形空间，其余部件在钻孔中形成封孔结构；

通过所述封堵管注入膨胀封堵材料，在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，完成环形空间封堵。

7.根据权利要求6所述的封孔方法，其特征在于，所述方法还包括：在膨胀封堵材料膨胀充满环形空间的封孔段并凝固之后，通过注浆管向环形空间的封孔段至孔底的部分中注入注浆材料，以对钻孔周围围岩进行注浆加固。

8.根据权利要求7所述的封孔方法，其特征在于，在通过注浆管注浆时，先注入水泥稀浆，再注入水泥浓浆，最后注入膨胀性材料，以弥补水泥质注浆材料硬化收缩的空间，确保环形空间注浆后凝固材料密实，以提高锚杆支护体的抗拉性能，并实现封堵钻孔水。

9.根据权利要求6所述的封孔方法，其特征在于，所述固定环上设有夹持器；

在将注浆管插入所述定位通孔中及封堵管插入封堵管定位通孔中之后，用固定环上的夹持器夹持所述注浆管及封堵管以与定位推杆固定成整体；

所述松开定位推杆上固定的注浆管及封堵管为：松开所述夹持器，以将所述注浆管及封堵管与所述定位推杆分开。

10.根据权利要求6所述的封孔方法，其特征在于，所述封孔定位片的定位止浆上片、定位连接片、定位止浆下片的圆周面上分别也具有倒刺状凸起或楔形状凸起；

在将定位推杆拔出环形空间过程中，利用所述封孔定位片各组成部分上的倒刺状凸起或楔形状凸起顶在钻孔内壁上，以防止封孔定位片随着推杆向钻孔外滑动。

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