CN114412555A - 一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法，包括弹簧卡箍装置，所述弹簧卡箍装置包括伸缩固定组件，所述伸缩固定组件通过支架挂钩和卡口扣紧进行固定，钻杆通过带动旋转弹簧卡箍装置主体向上移动，从而带动护壁管向上移动，从而实现护壁管的回收。本发明将液压拔管机引入到采空区注浆处治护壁管回收的工程应用中，并配合适用于护壁管回收的旋转弹簧卡箍装置对护壁管进行回收，充分利用了钻机的用途，节省了大量钢材料成本，利用钻机配套橡胶套偏心钻头的方式对护壁管进行敲击振动，简单方面易操作且节省了架设振动器的环节，节约了机械成本、时间成本及劳务成本。

Description

一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法

技术领域

本发明属于护壁管回收施工技术领域，具体涉及一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法。

背景技术

随着我国城市经济快速发展，城市扩张速度加快，越来越多的采空区工程建设场地进入都市圈，采空区注浆法作为一种最常规且应用最广泛的处治方法，采空区注浆处治工程中为保证浆液能通过注浆泵在一定的压力下充填断裂带、垮落带及采空空洞区域，护壁管作为防塌孔及保证注浆压力的基本保障，而注浆压力决定了采空区注浆充填的质量，所以采空区注浆过程中必须采用护壁管，护壁管安装完成后使用固管材料进行固定后，护壁管就很难取下来了，不能够进行二次回收使用，因此护壁管作为一次性消耗品占据了采空区注浆处治的巨额成本，同时也造成了巨大的资源浪费。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种采空区注浆护壁管回收装置，护壁管包括护壁管管体，所述护壁管管体上开设有若干个卡口，偏心钻头，所述偏心钻头包括偏心钻头主体，所述偏心钻头主体上固定连接有偏心部分实体，所述偏心部分实体上套接有橡胶套，所述橡胶套用于对固管材料进行震动

弹簧卡箍装置，包括：旋转弹簧卡箍装置主体，所述旋转弹簧卡箍装置主体上开设有若干个第一切面，所述旋转弹簧卡箍装置主体螺纹与钻杆连接；

伸缩固定组件，包括若干个旋转弹簧卡箍装置支架、若干个支架挂钩和若干个弹簧，所述旋转弹簧卡箍装置支架上端与旋转弹簧卡箍装置主体活动连接在，所述弹簧的一端与第一切面固定连接，所述弹簧的另一端和旋转弹簧卡箍装置支架的中部相连，所述旋转弹簧卡箍装置支架的下端和支架挂钩固定连接；

所述伸缩固定组件通过支架挂钩与卡口扣紧进行固定，钻杆通过带动旋转弹簧卡箍装置主体向上移动，从而带动护壁管向上移动，从而实现护壁管的回收。

作为本发明的进一步改进，所述卡口的口径大于支架挂钩的长度。

作为本发明的进一步改进，所述伸缩固定组件还包括支架旋转销轴，所述旋转弹簧卡箍装置支架通过支架旋转销轴与第一切面进行固定。

作为本发明的进一步改进，所述弹簧为伸缩性弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述支架挂钩的底部固定有弹簧。

作为本发明的进一步改进，所述偏心钻头主体上设有第二螺纹孔，所述偏心钻头主体通过第二螺纹孔与钻杆连接。

一种采空区注浆护壁管回收施工方法，包括以下步骤：

S1、首先进行钻孔定位，使用钻机进行钻孔；

S2、钻孔完成后将检查好的护壁管下放到孔内，使用固管材料进行固管；

S3、进行二次钻孔，钻孔钻到采空区底板下面，采空区进行注浆；

S4、注浆结束后将偏心钻头装到钻杆上，便可以使用偏心钻头敲击护壁管的管壁；

S5、下放弹簧卡箍装置，支架挂钩下放到卡口位置后，旋转钻杆，将弹簧卡箍装置紧扣护壁管管体后，钻机提拉联合液压拔管机进行拔管。

作为本发明的进一步改进，采用水灰比1：2，固相比2：8的固管材料。

作为本发明的进一步改进，所述护壁管外涂润滑油，包裹一层PVC薄膜。

作为本发明的进一步改进，所述护壁管管体位于底节或者次底节，便于后期拔管时护壁管不会产生脱节。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过弹簧卡箍装置将护壁管从注浆处回收进行二次使用，减少了护壁管的浪费，节省了大量钢材料成本，减少了资源的浪费。

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中记载的一些实施例，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他的附图。

图1为本发明一实施例中一种采空区注浆护壁管回收装置中旋转弹簧卡箍装置结构示意图；

图2为本发明一实施例中一种采空区注浆护壁管回收装置中旋转弹簧卡箍装置主视图；

图3为本发明一实施例中一种采空区注浆护壁管回收装置中旋转弹簧卡箍装置俯视图；

图4为本发明一实施例中一种采空区注浆护壁管回收装置中偏心钻头结构；

图5为本发明一实施例中一种采空区注浆护壁管回收装置中橡胶保护套结构；

图6为本发明一实施例中护壁管最底节或者次底节护壁管管体的结构示意图。

图中：100.旋转弹簧卡箍装置主体、101.旋转弹簧卡箍装置支架、102.弹簧、103.小滑轮、104.支架挂钩、105.支架旋转销轴、106.第一螺纹孔、200.偏心钻头主体、201.偏心部分实体、202.第二螺纹孔、203.橡胶套、300.护壁管管体、301.卡口。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本发明一实施例公开的一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法，包括采空区注浆护壁管回收施工方法，首先，施工场地整平并检测平整度，钻机进场，钻机进行钻孔定位，钻机钻孔时应严格控制钻孔的垂直度，两米检查一次，若出现倾斜时应及时纠偏，防止后期下护壁管时出现倾斜，从而导致回收装置无法将护壁管回收，钻孔的直径径根据护壁管直径而定，一般略大于护壁管直径，钻孔至所需的深度，一般为进入完整基岩的4-6米，并且进行及时清孔，下护壁管前也需进行二次清孔，防止下护壁管时达不到所需深度，提高了注浆的成功率。

护壁管采用的是钢材质的，具有高强度，并且在回收后可以进行多次利用，节省了大量的钢材成本，在保证护壁的同时，还具有光滑度，便于后期将护壁管从固管材料中更加顺滑的抽出，护壁管进入现场后需经过仔细的验收，检查护壁管主体及连接部位加工的平直度、完整性等，护壁管一般是由单节长度2-5米的无缝钢管螺纹拼接而成，并且螺纹连接的直径大于等于133mm，护壁管的底节或次底节的护壁管管体300预留3组卡口301，卡口301之间的间距为1m，便于后期拔管时护壁管不会产生脱节。

为便于加工，卡口301结构为圆孔状，为了在一定程度上确保支架挂钩104能够准确与卡口301卡紧，卡口301的大小应大于支架挂钩104的大小，根据地面试验支架挂钩104在卡口301多大的时候，卡紧的成功率最高，然后综合确定卡口301大小进行加工处理，支架挂钩104与卡口301卡紧后，保证拔管作业的过程中不发生滑动。

卡口301处应用强力金属胶带进行缠绕，强力金属胶带将卡口301密封，防止后期固管材料及注浆灌浆料不会凝结在卡口中，下管前，在护壁管外部涂润滑油并紧密缠绕PVC薄膜，下护壁管时PVC薄膜不易被破坏且不影响正常下管效率，PVC薄膜可很好的把护壁管与固管材料隔离开，并一定程度上起到了保护护壁管的作用，便于后期的回收护壁管，将护壁管下放至提前钻好的孔里，下管过程中详细记录预留的卡口301标高，方便后续支架挂钩104下方到相同位置，并且护壁管高出地面1米方便后期连接注浆设备及液压拔管机作业。

护壁管下放到所需位置后，通过钻杆上安装止浆塞的方式，在护壁管底部开始由内到外进行压浆，水泥黏土浆液从护壁管外流至地面后停止压浆，待固管材料终凝后，用小口径钻头钻至采空区底板下1-2米后，孔口连接注浆装置进行注浆作业，注浆处达到单孔结束标准后及时用清水清洗护壁管，便于后面的装置能够顺利的塞入到护壁管内，提高护壁管回收的成功率。

护壁管外侧的固管材料是水灰比质量比1：2，固相比水泥：黏土2：8混合而成的，可以再一定程度上保证了护壁管回收时固管材料形成一定的薄膜，具有良好的耐热性、韧性、展性等，可良好的包裹住涂了润滑油的护壁管。

采空区注浆结束后，即可进行拔管作业，拔管前应松散护壁管外固管材料结实体，为了减轻拔管的难度，充分利用钻机在现场的便利条件，采用钻杆连接偏心钻头主体200，偏心钻头主体200上开设有第二螺纹孔202，钻杆和偏心钻头主体200之间通过螺纹连接，偏心钻头主体200上固定有偏心部分实体201，偏心部分实体201上套有橡胶套203，橡胶套203为橡胶材质，橡胶套203具有一定得弹性，可以很好的对偏心部分实体201起到一个保护作用，钻机控制钻杆的旋转，钻杆带动连接的偏心钻头主体200旋转、偏心部分实体201和套在偏心部分实体201上的橡胶套203便随着偏心钻头主体200一起旋转，偏心部分实体201和包裹在偏心部分实体201外面的橡胶套203，产生偏心转动，敲击护壁管内部，通过护壁管对护壁管外侧的固管材料进行震动，从而起到了对护壁管外固管材料结实体松散的效果，钻机上下反复多次敲击护壁管内部，充分松散固管凝结材料，简单方面易操作且节省了架设振动器的环节，节约了机械成本、时间成本及劳务成本。

完成松散固管凝结材料的步骤后，将钻杆与旋转弹簧卡箍装置主体100通过第一螺纹孔106螺纹连接，钻杆向下旋转时，旋转弹簧卡箍装置主体100也向下旋转移动，弹簧103自身转动，保证了与护壁管内部接触的支架挂钩104能够运动顺利，根据下护壁管作业时记录的卡口301的多组标高，将支架挂钩104下放到卡口301位置处，通过钻机控制钻杆顺时针旋转，由于旋转弹簧卡箍装置主体100连接在钻杆上，支架挂钩104通过旋转弹簧卡箍装置支架101和支架旋转销轴105连接在旋转弹簧卡箍装置主体100上，所以支架挂钩104会随着钻杆一起在护壁管管体300内顺时针旋转，因为卡口301的口径比支架挂钩104的大，支架挂钩104可以很容易的旋转至卡口301的标高处后，弹簧102向外具有一个弹力并且弹簧102在护壁管管体300内无内部约束，因此将支架挂钩104弹入到卡口301内，支架挂钩104紧扣住卡口301，支架挂钩104被固定住后，旋转弹簧卡箍装置主体100也被固定住了，此时钻杆便无法转动，便于后期进行拔管作业，减少了人员的使用，节约了劳务成本。

此时，地表架设液压拔管机，钻机将钻杆向上提拉，与钻杆连接的旋转弹簧卡箍装置主体100便带动护壁管管体300向上移动，协同液压拔管机一起进行拔管作业，由于严格控制注浆孔的垂直度、护壁管外部进行涂润滑油包并缠绕PVC薄膜处理并且敲击护壁管内部，形成对护壁管外固管材料结实体松散的效果等前期工作的存在，大大提高了拔管的成功率。

本发明一实施例公开的一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法还包括一种采空区注浆护壁管回收装置，旋转弹簧卡箍装置主体100内设置有第一螺纹孔106，旋转弹簧卡箍装置主体100通过第一螺纹孔106与钻杆连接，这种连接方式既方便后续拆卸步骤，又便于旋转弹簧卡箍装置主体100自身随着钻杆旋转，旋转弹簧卡箍装置主体100的直径小于护壁管内部的直径，为了便于旋转弹簧卡箍装置主体100顺利的进入护壁管管体300内，旋转弹簧卡箍装置主体100的圆周表面开设有三组第一切面，旋转弹簧卡箍装置主体100上通过支架旋转销轴105连接有三组旋转弹簧卡箍装置支架101，支架旋转销轴105位于第一切面上，第一切面便于旋转弹簧卡箍装置支架101可以围绕着支架旋转销轴105上下旋转，旋转弹簧卡箍装置主体100和旋转弹簧卡箍装置支架101之间还连接有弹簧102，弹簧102具有伸缩性可以将旋转弹簧卡箍装置支架101向外弹出，便于后期将支架挂钩104弹入到卡口301内，提高装置卡紧的成功率。

旋转弹簧卡箍装置支架101的底部固定连接有支架挂钩104，支架挂钩104的长度要小于卡口301的口径，便于后期支架挂钩104的塞入，为避免护壁管内部加工留下的不均匀褶皱或凹凸面阻止支架挂钩104向下运动至卡口301，通过在支架挂钩104的底端设置有弹簧103的方式解决此问题，弹簧103可以从凸起或者凹面上面通过自身滑动通过，在一定程度上确保了支架挂钩104能够顺利的到达卡口301的位置，提高了支架挂钩104和卡口301相互扣紧的准确度。

在使用时，首先将装置通过第一螺纹孔106装到钻杆上，将装置上的三组旋转弹簧卡箍装置支架101整体向内收紧，利用钻机把装置塞入到护壁管内，让其沿着护壁管向下运动，护壁管管体300位于护壁管的低节或者是次低节，工作人员在下护壁管时，记录卡口301所在的位置，便于后面能够整体的将护壁管拉出来，当装置上的支架挂钩104运动到护壁管上卡口301的位置上时，旋转钻杆，使得支架挂钩104随着钻杆一起转动，方便将支架挂钩104塞入到卡口301内，当支架挂钩104运动到卡口301的位置时，由于弹簧102具有向外的一个弹力，便将支架挂钩104推入到卡口301内进行扣紧，确保在向上拉动的时候能够有一个支撑，在一定程度上提高了护壁管回收的成功率，这样护壁管可以多次使用，节省了大量的钢材成本，有利于推广。

由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、传统采空区注浆处治护壁管作为一次性易耗品造成巨额成本与资源浪费，将液压拔管机引入到采空区注浆处治护壁管回收的工程应用中，并配合发明的适用于护壁管回收的旋转弹簧卡箍装置对护壁管进行回收，充分利用了钻机的用途，优点在于节省了大量钢材料成本，节能减材，利于推广。

2、相比传统钻孔灌注桩钢护筒的回收采用筒口架设振动器的方法，本发明根据工程特征，利用钻机配套橡胶套偏心钻头的方式对护壁管进行敲击振动，简单方面易操作且节省了架设振动器的环节，节约了机械成本、时间成本及劳务成本。

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例加以描述，但并非每个实施例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)

1.一种采空区注浆护壁管回收装置，护壁管包括护壁管管体，所述护壁管管体上开设有若干个卡口，其特征在于，包括：

偏心钻头，所述偏心钻头包括偏心钻头主体，所述偏心钻头主体上固定连接有偏心部分实体，所述偏心部分实体上套接有橡胶套，所述橡胶套用于对固管材料进行震动

弹簧卡箍装置，包括旋转弹簧卡箍装置主体和伸缩固定组件，所述旋转弹簧卡箍装置主体上开设有若干个第一切面，所述旋转弹簧卡箍装置主体与钻杆螺纹连接；

所述伸缩固定组件包括若干个旋转弹簧卡箍装置支架、若干个支架挂钩和若干个弹簧，所述旋转弹簧卡箍装置支架上端与旋转弹簧卡箍装置主体活动连接，所述弹簧的一端与第一切面固定连接，所述弹簧的另一端和旋转弹簧卡箍装置支架的中部相连，所述旋转弹簧卡箍装置支架的下端和支架挂钩固定连接；

所述伸缩固定组件通过支架挂钩与卡口扣紧，钻杆通过带动旋转弹簧卡箍装置主体向上移动，从而带动护壁管向上移动，从而实现护壁管的回收。

2.根据权利要求1所述的一种采空区注浆护壁管回收装置，其特征在于，所述卡口的口径大于支架挂钩的长度。

3.根据权利要求2所述的一种采空区注浆护壁管回收装置，其特征在于，所述伸缩固定组件还包括支架旋转销轴，所述旋转弹簧卡箍装置支架通过支架旋转销轴固定在第一切面上。

4.根据权利要求3所述的一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法，其特征在于，所述弹簧为伸缩弹簧。

5.根据权利要求2或3所述的一种采空区注浆护壁管回收装置及施工方法，其特征在于，所述支架挂钩的底部固定有小滑轮，所述小滑轮用于将支架挂钩顺利的向下滑动。

6.根据权利要求1所述的一种采空区注浆护壁管回收装置，其特征在于，所述偏心钻头主体上设有第二螺纹孔，所述偏心钻头主体通过第二螺纹孔与钻杆连接。

7.一种采空区注浆护壁管回收施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先进行钻孔定位，使用钻机进行钻孔；

S2、钻孔完成后将检查好的护壁管下放到孔内，使用固管材料进行固管；

S3、进行二次钻孔，钻孔钻到采空区底板下面，采空区进行注浆；

S4、注浆结束后将偏心钻头装到钻杆上，便可以使用偏心钻头敲击护壁管的管壁；

S5、下放弹簧卡箍装置，支架挂钩下放到卡口位置后，旋转钻杆，将弹簧卡箍装置紧扣护壁管管体后，钻机提拉联合液压拔管机进行拔管。

8.根据权利要求7所述的一种采空区注浆护壁管回收施工方法，其特征在于，所述固管材料为水灰比质量比1：2，固相比水泥：黏土2：8。

9.根据权利要求7所述的一种采空区注浆护壁管回收施工方法，其特征在于，所述护壁管外涂润滑油，所述护壁管包裹一层PVC薄膜。

10.根据权利要求1和7所述的一种采空区注浆护壁管回收施工方法，其特征在于，所述护壁管管体位于底节或者次底节，便于后期拔管时护壁管不会产生脱节。

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