CN113323673A - 隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法 - Google Patents

隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法；隧道超前注浆预加固装置包括：注浆导管；注浆导管包括：管头和管身；管头固定至管身的前端；管身设有多个注浆孔；隧道超前注浆预加固装置，包括：用于向注浆导管内注浆并可以实现辅助加压的注料加压装置；注料加压装置安装至管身的后端；注料加压装置包括：加压套管、端盖、活塞板、丝杆、丝杆螺母和供用户转动的手转轮；加压套管的前端通过螺纹连接的方式安装至注浆导管的后端使加压套管的内部与注浆导管的内部连通；加压套管的管壁设有用于向加压套管内输入浆液的进浆管；端盖固定至注浆导管并封闭注浆导管的后端。本发明的有益之处在于，具有较好的注浆效果。

Description

隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法
技术领域
本发明涉及一种隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法。
背景技术
超前导管，是隧道工程掘进施工过程中的一种工艺方法，主要用于自稳时间短的软弱破碎带、浅埋段、洞口偏压段、砂层段、砂卵石段、断层破碎带等地段的预支护。小导管来源于新奥法地下洞室施工，其意图是在围岩软弱地段隧道开挖前沿隧道设计轮廓线外顺轴线方向预先环向施工带有外插角的超前导管，在小导管内注浆，通过浆液扩散预先将开挖轮廓线附近围岩内部形成一道比较围岩致密的拱形结构，加上小导管自身刚度产生的径向力，使灌浆加固的围岩和小导管共同作用在围堰内部形成一个比较完成的承载体。这个承载体直接承受由于隧道开挖而引起的围岩应力重分布从而保持围岩的稳定，从而大大降低了软弱围岩开挖过程中出现塌方的风险。隧道开挖完成后在及时进行钢架、系统锚杆、挂钢筋网及喷混凝土联合支护施工，确保了隧道在混凝土二次衬砌施工前安全稳定的运行。
授权公告号为CN208502792U的专利文件公开了一种超前小导管，通过超前小导管注浆后对隧道周围围岩形成较好的保护拱，能保障围岩的稳定性，控制施工引起的位移。但是无法实现对注浆的加压，注浆效果不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种隧道超前注浆预加固装置和隧道超前注浆预加固方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种隧道超前注浆预加固装置，包括：注浆导管；注浆导管包括：管头和管身；管头固定至管身的前端；管身设有多个注浆孔；
隧道超前注浆预加固装置，包括：用于向注浆导管内注浆并可以实现辅助加压的注料加压装置；注料加压装置安装至管身的后端；
注料加压装置包括：加压套管、端盖、活塞板、丝杆、丝杆螺母和供用户转动的手转轮；加压套管的前端通过螺纹连接的方式安装至注浆导管的后端使加压套管的内部与注浆导管的内部连通；加压套管的管壁设有用于向加压套管内输入浆液的进浆管；端盖固定至注浆导管并封闭注浆导管的后端；丝杆的前端可转动地连接至活塞板；丝杆的后端固定至手转轮；丝杆和丝杆螺母构成丝杆螺母传动机构；活塞板设置于加压套管内；丝杆螺母固定至端盖；
手转轮转动带动丝杆转动通过丝杆螺母传动机构带动活塞板在加压套管内运动以推动加压套管的浆液向注浆导管内运动。
作为本发明进一步的方案：加压套管的内壁面为圆柱面。
作为本发明进一步的方案：加压套管的内径小于等于管身的内径且大于进浆管的内径。
作为本发明进一步的方案：活塞板为圆盘状；活塞板的外边缘设有与加压套管的内壁面贴合的密封件。
作为本发明进一步的方案：端盖通过螺纹连接的方式固定至注浆导管。
作为本发明进一步的方案：丝杆螺母通过螺栓连接的方式固定至端盖。
作为本发明进一步的方案：活塞板具有最大挤压位置和初始位置；活塞板在最大挤压位置和初始位置之间运动；在丝杆的轴线方向上，最大挤压位置和初始位置位于进浆管的同侧。
作为本发明进一步的方案：管身为热轧无缝钢管。
作为本发明进一步的方案：注浆孔为圆孔。
一种采用上述隧道超前注浆预加固装置的隧道超前注浆预加固方法，包括以下步骤：
钻设注浆导管放置孔；
将注浆导管插入至注浆导管放置孔内，其中注浆导管的管头伸入至注浆导管放置孔的底部，注浆导管的管身的后端露出在注浆导管放置孔之外；
将加压套管旋转至注浆导管的后端从而实现将注料加压装置安装至注浆导管；
将注浆管通过管路连通至注浆泵，通过注浆泵从进浆管泵入浆液，使浆液从加压套管进入注浆导管并通过注浆孔向外流出；
当流量计显示无注浆量时，关闭注浆泵停止注浆，并通过转动手转轮带动活塞板运动进行加压；
断开进浆管与管路的连接，拆卸注料加压装置，并通过转动手转轮实现对活塞板的复位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有较好的注浆效果。
通过注料加压装置进行加压时，不会造成加压套管以及进浆管的位置的变化，加压稳定性高。注浆导管和加压套管位置固定，进行加压时不会由于加压作用力偏斜造成活塞板偏斜。
附图说明
图1是一种隧道超前注浆预加固装置的示意图；
图2是图1中隧道超前注浆预加固装置的剖视图；
图3是图1中采用隧道超前注浆预加固装置的隧道超前注浆预加固方法的流程图。
隧道超前注浆预加固装置100，注浆导管10，管头11，管身12，注浆孔121，注料加压装置20，加压套管21，进浆管211，端盖22，活塞板23，丝杆24，丝杆螺母25，手转轮26。
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做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。
请参阅图1至图3，本发明实施例中，一种隧道超前注浆预加固装置100，包括：注浆导管10。注浆导管10包括：管头11和管身12。管头11固定至管身12的前端。管身12设有多个注浆孔121。隧道超前注浆预加固装置100，包括：用于向注浆导管10内注浆并可以实现辅助加压的注料加压装置20。注料加压装置20安装至管身12的后端。
作为一种优选的实施方式，注料加压装置20包括：加压套管21、端盖22、活塞板23、丝杆24、丝杆螺母25和供用户转动的手转轮26。
加压套管21的前端通过螺纹连接的方式安装至注浆导管10的后端使加压套管21的内部与注浆导管10的内部连通。加压套管21的前端设有内螺纹结构。注浆导管10的后端设有外螺纹结构。加压套管21的内螺纹结构和注浆导管10的外螺纹结构构成螺纹连接。
加压套管21的管壁设有用于向加压套管21内输入浆液的进浆管211。端盖22固定至注浆导管10并封闭注浆导管10的后端。丝杆24的前端可转动地连接至活塞板23。丝杆24的后端固定至手转轮26。丝杆24和丝杆螺母25构成丝杆螺母传动机构。活塞板23设置于加压套管21内。丝杆螺母25固定至端盖22。手转轮26转动带动丝杆24转动通过丝杆螺母传动机构带动活塞板23在加压套管21内运动以推动加压套管21的浆液向注浆导管10内运动。活塞板23在加压套管21内朝向注浆导管10运动推动浆液从加压套管21向注浆导管10内运动实现加压。
作为一种优选的实施方式，加压套管21的内壁面为圆柱面。活塞板23为圆盘状。活塞板23的外边缘设有与加压套管21的内壁面贴合的密封件。通过密封件进行密封提升加压和保压的稳定性避免泄压。
作为一种具体的实施方式，加压套管21的内径小于等于管身12的内径且大于进浆管211的内径。端盖22通过螺纹连接的方式固定至注浆导管10。通过螺纹连接的方式连接端盖22和注浆导管10。方便拆卸端盖22取出活塞板23和丝杆24，便于维护和清洁。
作为一种具体的实施方式，丝杆螺母25通过螺栓连接的方式固定至端盖22。
作为一种具体的实施方式，活塞板23具有最大挤压位置和初始位置。活塞板23在最大挤压位置和初始位置之间运动。在丝杆24的轴线方向上，最大挤压位置和初始位置位于进浆管211的同侧。活塞板23的最大挤压位置仍处于进浆管211的右侧。作为一种具体的实施方式，管身12为热轧无缝钢管。注浆孔121为圆孔。管身12的壁厚为5mm。管身12的长度大于4m且小于6m。管头11的前端为圆锥形。管头11封闭管身12的前端。
一种采用隧道超前注浆预加固装置100的隧道超前注浆预加固方法，包括以下步骤：
钻设注浆导管放置孔。
将注浆导管10插入至注浆导管放置孔内，其中注浆导管10的管头11伸入至注浆导管放置孔的底部，注浆导管10的管身12的后端露出在注浆导管放置孔之外。
将加压套管21旋转至注浆导管10的后端从而实现将注料加压装置20安装至注浆导管10。
将注浆管通过管路连通至注浆泵，通过注浆泵从进浆管211泵入浆液，使浆液从加压套管21进入注浆导管10并通过注浆孔121向外流出。
当流量计显示无注浆量时，关闭注浆泵停止注浆，并通过转动手转轮26带动活塞板23运动进行加压。
断开进浆管与管路的连接，拆卸注料加压装置20，并通过转动手转轮26实现对活塞板23的复位。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种隧道超前注浆预加固装置，包括：注浆导管；所述注浆导管包括：管头和管身；所述管头固定至所述管身的前端；所述管身设有多个注浆孔；
其特征在于，所述隧道超前注浆预加固装置，包括：用于向所述注浆导管内注浆并可以实现辅助加压的注料加压装置；所述注料加压装置安装至所述管身的后端；
所述注料加压装置包括：加压套管、端盖、活塞板、丝杆、丝杆螺母和供用户转动的手转轮；所述加压套管的前端通过螺纹连接的方式安装至所述注浆导管的后端使所述加压套管的内部与所述注浆导管的内部连通；所述加压套管的管壁设有用于向所述加压套管内输入浆液的进浆管；所述端盖固定至所述注浆导管并封闭所述注浆导管的后端；所述丝杆的前端可转动地连接至所述活塞板；所述丝杆的后端固定至所述手转轮；所述丝杆和所述丝杆螺母构成丝杆螺母传动机构；所述活塞板设置于所述加压套管内；所述丝杆螺母固定至所述端盖；
所述手转轮转动带动所述丝杆转动通过丝杆螺母传动机构带动所述活塞板在所述加压套管内运动以推动所述加压套管的浆液向所述注浆导管内运动。
2.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述加压套管的内壁面为圆柱面。
3.根据权利要求2所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述加压套管的内径小于等于所述管身的内径且大于所述进浆管的内径。
4.根据权利要求2所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述活塞板为圆盘状；所述活塞板的外边缘设有与所述加压套管的内壁面贴合的密封件。
5.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述端盖通过螺纹连接的方式固定至所述注浆导管。
6.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述丝杆螺母通过螺栓连接的方式固定至所述端盖。
7.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述活塞板具有最大挤压位置和初始位置；所述活塞板在所述最大挤压位置和所述初始位置之间运动；在所述丝杆的轴线方向上，所述最大挤压位置和所述初始位置位于所述进浆管的同侧。
8.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述管身为热轧无缝钢管。
9.根据权利要求1所述的一种隧道超前注浆预加固装置，其特征在于，
所述注浆孔为圆孔。
10.一种采用权利要求1至9任意一项所述的隧道超前注浆预加固装置的隧道超前注浆预加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
钻设注浆导管放置孔；
将所述注浆导管插入至所述注浆导管放置孔内，其中所述注浆导管的所述管头伸入至所述注浆导管放置孔的底部，所述注浆导管的所述管身的后端露出在所述注浆导管放置孔之外；
将所述加压套管旋转至所述注浆导管的后端从而实现将所述注料加压装置安装至所述注浆导管；
将所述注浆管通过管路连通至所述注浆泵，通过注浆泵从所述进浆管泵入浆液，使浆液从所述加压套管进入所述注浆导管并通过注浆孔向外流出；
当流量计显示无注浆量时，关闭所述注浆泵停止注浆，并通过转动所述手转轮带动所述活塞板运动进行加压；
断开所述进浆管与管路的连接，拆卸所述注料加压装置，并通过转动手转轮实现对所述活塞板的复位。
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