CN113756840B - 一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及地基加固施工技术领域，尤其涉及一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置及施工方法，包括钢管、球阀、垫片、第一密封圈、第二密封圈、注浆头、袖阀钢管和锥头，所述注浆头由上部的环形钢套筒和下部的螺纹管组成，所述环形钢套筒内壁上方设有用于放置第一密封圈和第二密封圈的L形槽，所述环形钢套筒的顶部焊接有所述垫片，所述螺纹管与管片注浆孔匹配螺纹连接；所述袖阀钢管呈管状结构套装于所述注浆头的内侧，其侧壁上设有若干孔洞，其顶部与所述钢管的底部之间通过球阀连接，所述锥头固定于所述袖阀钢管的底部。本发明能够解决在富水砂层中施打袖阀钢管出现涌水涌砂等技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及地基加固施工技术领域，尤其涉及一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置及施工方法。
背景技术
现阶段地铁建设发展速度较快，在液化砂层、淤泥等地层中成型隧道易发生沉降，影响列车运行，如不能有效处理成型隧道后期管片沉降问题，严重可能造成列车停运的风险。
成型隧道管片防沉降一般主要采用隧底注浆方法实现，通过在管片下方土体预埋袖阀管，采用注浆芯管进行后退式注浆，完成隧道底部注浆施工。现有的预埋袖阀钢管方法是通过先安装球阀，然后再施打袖阀钢管的方法，但是此种方法对袖阀钢管直径提出了要求，不能大于球阀的圆球直径，一旦大于便不能先安装球阀，只能先施打袖阀钢管，再安装球阀，按照此工序在富水砂层中施工，会发生较严重的涌水涌砂情况。
在此背景下，本发明的施打袖阀钢管的防喷涌装置，在注浆头上部“L”形槽内放置两个密封圈，顶部焊接垫片，袖阀钢管底部焊接锥头，顶部外丝连接球阀。通过垫片紧固两个密封圈，两个密封圈的凹槽设计充分把水隔断在密封圈以下，锥头避免管片壁后的水、砂直接从套管底部大量流入，球阀防止袖阀钢管预留孔洞内进来的水从套管顶部喷出，从而有效解决注浆头和袖阀钢管之间涌水涌沙的问题和注浆过程中返浆的情况，降低富水砂层隧道底注浆加固施工过程安全风险。本发明构造简单，易上手，可有效提高注浆效率，加快施工进度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置及施工方法，用以解决在富水砂层中施打袖阀钢管出现涌水涌砂等技术问题。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：
本发明公开了一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，包括钢管、球阀、垫片、第一密封圈、第二密封圈、注浆头、袖阀钢管和锥头，
所述注浆头由上部的环形钢套筒和下部的螺纹管组成，所述环形钢套筒内壁上方设有用于放置第一密封圈和第二密封圈的L形槽，所述环形钢套筒的顶部焊接有所述垫片，所述螺纹管与管片注浆孔匹配螺纹连接；
所述袖阀钢管呈管状结构套装于所述注浆头的内侧，其侧壁上设有若干孔洞，其顶部与所述钢管的底部之间通过球阀连接；
所述锥头通过连接机构固定于所述袖阀钢管的底部，所述连接机构包括连接块、限位槽、限位块和压缩弹簧，所述连接块呈外径与所述袖阀钢管内径相等的圆柱形结构，其底部与所述锥头的顶部相连，所述连接块的外壁两侧设有用于限位块滑动的限位槽，所述限位块呈圆柱形结构，其前端设有用于与所述袖阀钢管侧壁下方的卡接孔匹配卡合的卡接块，所述卡接块呈圆柱形结构，其外径小于所述限位块的外径，所述限位块的内端与所述限位槽的内端端壁之间连接有所述压缩弹簧。
所述球阀的内壁上方和内壁下方分别设有球阀上部内螺纹和球阀下部内螺纹，所述球阀上部内螺纹与钢管外壁下方的外螺纹匹配连接，所述球阀下部内螺纹与袖阀钢管顶部的袖阀钢管顶部外丝匹配连接；所述球阀通过旋转其外壁上的球阀手柄控制其内部的滚珠转动，所述滚珠的中部设有与所述球阀内径相同的通道。
所述第一密封圈和第二密封圈呈底部设有环形凹槽的环形结构，其内径与所述袖阀钢管的外径相同，其外径与所述L形槽的直径相同。
所述垫片为环形垫片，其内径与第一密封圈和第二密封圈的内径相同，所述垫片焊接于注浆头顶部。
所述钢管下部外丝与球阀上部内螺纹连接，上部与振动器连接，进行施打。
一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：将注浆头下部的螺纹管与管片注浆孔螺纹连接；
步骤二：将第二密封圈凹槽朝下放置于注浆头上部环形钢套筒的L形槽内，接着放置第一密封圈，环形凹槽朝下，两个密封圈叠放；
步骤三：将垫片与注浆头顶部焊接连接；
步骤四：将袖阀钢管底部与锥头焊接连接，顶部的袖阀钢管顶部外丝与球阀下部内螺纹连接，球阀保持关闭状态；
步骤五：将钢管下部外丝与球阀上部内螺纹连接；
步骤六：将钻头通过注浆头孔径，钻透管片壁后的加固层，接着将步骤四、步骤五完成的袖阀钢管从注浆头内插入，用振动器作用于钢管上，把袖阀钢管向管片壁后进行施打；
步骤七：将袖阀钢管施打到球阀接近注浆头位置，然后取下钢管。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过设置两个密封圈和一个垫片，一方面通过垫片固定两个密封圈，另一方面两个密封圈的凹槽设计、凹槽面迎水放置、两密封圈叠放，充分把水隔断在密封圈以下，并且保证了袖阀钢管施打的流畅性，解决了注浆头和袖阀钢管之间涌水涌沙的问题；
（2）本发明通过在袖阀钢管底部连接锥头，既保证了袖阀钢管施打的流畅性，又保证了管片壁后的水、砂不会直接从套管底部大量流入，只能从袖阀钢管的预留孔洞内涌出；
（3）本发明通过袖阀钢管顶部球阀的设置，防止了从袖阀钢管预留孔洞内进来的水、砂从套管顶部喷出；
（4）本发明所需构件易得，且充分利用了可周转施工的特点，可批量定制化施工。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中钢管、球阀和袖阀钢管的分解示意图；
图3为本发明中垫片、第一密封圈、第二密封圈和注浆头的分解示意图；
图4为本发明中球阀的剖面立体图；
图5为本发明中注浆头的剖面立体图；
图6为本发明的剖面立体图；
图7为本发明中锥头与袖阀钢管的连接示意剖面图。
图中：1-钢管、2-球阀、3-垫片、4-第一密封圈、5-第二密封圈、6-注浆头、7-袖阀钢管、8-锥头、9-管片注浆孔、10-环形钢套筒、11-螺纹管、12-球阀上部螺纹、13-球阀下部螺纹、14-滚珠、15-球阀手柄、16-袖阀钢管顶部外丝、17-孔洞、18-L形槽、19连接块、20-限位槽、21-限位块、22-压缩弹簧、23-卡接孔、24-卡接块。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明：
请参阅图1-7，
本发明公开了一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，包括钢管1、球阀2、垫片3、第一密封圈4、第二密封圈5、注浆头6、袖阀钢管7和锥头8，
所述注浆头6由上部的环形钢套筒10和下部的螺纹管11组成，所述环形钢套筒10内壁上方设有用于放置第一密封圈4和第二密封圈5密封圈的L形槽18，所述环形钢套筒10的顶部焊接有所述垫片3，所述螺纹管11与管片注浆孔9匹配螺纹连接，两个密封圈叠放，叠放厚度与L形槽18厚度相同；注密封圈叠放于L形槽18后，将垫片3焊接于环形钢套筒10顶部，固定两个密封圈位置，有效解决注浆头6和袖阀钢管7之间涌水涌沙的问题。
所述袖阀钢管7呈管状结构套装于所述注浆头6的内侧，其侧壁上设有若干孔洞17，其顶部与所述钢管1的底部之间通过球阀2连接，袖阀钢管7管身预留多个孔洞17，用于浆液的流出及防止管片壁后的水、砂大量流入，造成涌水涌砂风险；袖阀钢管7外径与密封圈内径相同。
所述锥头8通过连接机构固定于所述袖阀钢管7的底部，所述连接机构包括连接块19、限位槽20、限位块21和压缩弹簧22，所述连接块19呈外径与所述袖阀钢管7内径相等的圆柱形结构，其底部与所述锥头8的顶部相连，所述连接块19的外壁两侧设有用于限位块21滑动的限位槽20，所述限位块21呈圆柱形结构，其前端设有用于与所述袖阀钢管7侧壁下方的卡接孔23匹配卡合的卡接块24，所述卡接块24呈圆柱形结构，其外径小于所述限位块21的外径，所述限位块21的内端与所述限位槽20的内端端壁之间连接有所述压缩弹簧22，通过设置锥头8，既保证了袖阀钢管7施打的流畅性，又保证了管片壁后的水、砂不会直接从套管底部大量流入，只能从袖阀钢管7的预留孔洞17内涌出，锥头8通过连接机构连接于袖阀钢管7底部，便于其安装与拆卸；安装时，使用者将两侧的卡接块24按压入限位槽20内，然后将连接块19插入袖阀钢管7底部，此时压缩弹簧22处于压缩状态，当卡接块24移动至袖阀钢管7的卡接孔23时，由于压缩弹簧22的复位作用，卡接块24弹出与卡接孔23匹配卡合，完成锥头8与袖阀钢管7的连接；当需要取下锥头8时，按压卡接块24使得卡接块24与卡接孔23接触卡合，同时向下移动锥头8即可。
所述球阀2的内壁上方和内壁下方分别设有球阀上部内螺纹12和球阀下部内螺纹13，所述球阀上部内螺纹12与钢管1外壁下方的外螺纹匹配连接，所述球阀下部内螺纹13与袖阀钢管7顶部的袖阀钢管顶部外丝16匹配连接；所述球阀2通过旋转其外壁上的球阀手柄15控制其内部的滚珠14转动，所述滚珠14的中部设有与所述球阀2内径相同的通道，防止了从袖阀钢管7预留孔洞内进来的水、砂从套管顶部喷出。
所述第一密封圈4和第二密封圈5呈底部设有环形凹槽的环形结构，其内径与所述袖阀钢管7的外径相同，其外径与所述L形槽18的直径相同，放置密封圈时，环形凹槽朝下放置，增强止水效果，两个密封圈采用叠放，放置于注浆头6上部L形槽18内，把水隔断在密封圈以下。
所述垫片3为环形垫片，其内径与第一密封圈4和第二密封圈5的内径相同，所述垫片3焊接于注浆头6顶部，垫片3焊接于注浆头6顶部，固定密封圈，增强密封性。
所述钢管1下部外丝与球阀上部内螺纹12连接，上部与振动器连接，进行施打。
本发明公开了一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：将注浆头6下部的螺纹管11与管片注浆孔9螺纹连接；
步骤二：将第二密封圈5凹槽朝下放置于注浆头6上部环形钢套筒10的L形槽18内，接着放置第一密封圈4，环形凹槽朝下，两个密封圈叠放；
步骤三：将垫片3与注浆头6顶部焊接连接；
步骤四：将袖阀钢管7底部与锥头8焊接连接，顶部的袖阀钢管顶部外丝16与球阀下部内螺纹13连接，球阀2保持关闭状态；
步骤五：将钢管1下部外丝与球阀上部内螺纹12连接；
步骤六：将钻头通过注浆头6孔径，钻透管片壁后的加固层，接着将步骤四、步骤五完成的袖阀钢管7从注浆头6内插入，用振动器作用于钢管1上，把袖阀钢管7向管片壁后进行施打；
步骤七：将袖阀钢管7施打到球阀2接近注浆头6位置，然后取下钢管1。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，其特征在于：包括钢管（1）、球阀（2）、垫片（3）、第一密封圈（4）、第二密封圈（5）、注浆头（6）、袖阀钢管（7）和锥头（8），
所述注浆头（6）由上部的环形钢套筒（10）和下部的螺纹管（11）组成，所述环形钢套筒（10）内壁上方设有用于放置第一密封圈（4）和第二密封圈（5）密封圈的L形槽（18），所述环形钢套筒（10）的顶部焊接有所述垫片（3），所述螺纹管（11）与管片注浆孔（9）匹配螺纹连接；
所述袖阀钢管（7）呈管状结构套装于所述注浆头（6）的内侧，其侧壁上设有若干孔洞（17），其顶部与所述钢管（1）的底部之间通过球阀（2）连接；
所述锥头（8）通过连接机构固定于所述袖阀钢管（7）的底部，所述连接机构包括连接块（19）、限位槽（20）、限位块（21）和压缩弹簧（22），所述连接块（19）呈外径与所述袖阀钢管（7）内径相等的圆柱形结构，其底部与所述锥头（8）的顶部相连，所述连接块（19）的外壁两侧设有用于限位块（21）滑动的限位槽（20），所述限位块（21）呈圆柱形结构，其前端设有用于与所述袖阀钢管（7）侧壁下方的卡接孔（23）匹配卡合的卡接块（24），所述卡接块（24）呈圆柱形结构，其外径小于所述限位块（21）的外径，所述限位块（21）的内端与所述限位槽（20）的内端端壁之间连接有所述压缩弹簧（22）。
2.根据权利要求1所述的一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，其特征在于，所述球阀（2）的内壁上方和内壁下方分别设有球阀上部内螺纹（12）和球阀下部内螺纹（13），所述球阀上部内螺纹（12）与钢管（1）外壁下方的外螺纹匹配连接，所述球阀下部内螺纹（13）与袖阀钢管（7）顶部的袖阀钢管顶部外丝（16）匹配连接；所述球阀（2）通过旋转其外壁上的球阀手柄（15）控制其内部的滚珠（14）转动，所述滚珠（14）的中部设有与所述球阀（2）内径相同的通道。
3.根据权利要求1所述的一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，其特征在于，所述第一密封圈（4）和第二密封圈（5）呈底部设有环形凹槽的环形结构，其内径与所述袖阀钢管（7）的外径相同，其外径与所述L形槽（18）的直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，其特征在于，所述垫片（3）为环形垫片，其内径与第一密封圈（4）和第二密封圈（5）的内径相同，所述垫片（3）焊接于注浆头（6）顶部。
5.根据权利要求1所述的一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置，其特征在于，所述钢管（1）下部外丝与球阀上部内螺纹（12）连接，上部与振动器连接，进行施打。
6.一种在富水砂层中施打袖阀钢管的防喷涌装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将注浆头（6）下部的螺纹管（11）与管片注浆孔（9）螺纹连接；
步骤二：将第二密封圈（5）凹槽朝下放置于注浆头（6）上部环形钢套筒（10）的L形槽（18）内，接着放置第一密封圈（4），环形凹槽朝下，两个密封圈叠放；
步骤三：将垫片（3）与注浆头（6）顶部焊接连接；
步骤四：将袖阀钢管（7）底部与锥头（8）焊接连接，顶部的袖阀钢管顶部外丝（16）与球阀下部内螺纹（13）连接，球阀（2）保持关闭状态；
步骤五：将钢管（1）下部外丝与球阀上部内螺纹（12）连接；
步骤六：将钻头通过注浆头（6）孔径，钻透管片壁后的加固层，接着将步骤四、步骤五完成的袖阀钢管（7）从注浆头（6）内插入，用振动器作用于钢管（1）上，把袖阀钢管（7）向管片壁后进行施打；
步骤七：将袖阀钢管（7）施打到球阀（2）接近注浆头（6）位置，然后取下钢管（1）。
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| KR102130535B1 (ko) * | 2020-02-05 | 2020-08-06 | (주)씨엔피텍 | 회수식 확공비트를 이용한 직천공 터널 보강 동시 그라우팅 장치 및 이를 이용한 직천공 터널 보강 동시 그라우팅 방법 |
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2021
- 2021-09-13 CN CN202111068803.7A patent/CN113756840B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|
| 盾构隧道底部注浆加固技术;朱相乾;钟志全;;建筑机械化;20080515(第05期);52-54 * |
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