CN114657995B - 一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置及其加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地基加固技术领域，且公开了一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置及其加固方法，解决了注浆头和注浆管的更换步骤较为繁琐，拆装效率低，以及注浆孔堵塞后不便于清理的问题，其包括注浆管、第一注浆头和第二注浆头，所述第一注浆头上开设有若干第一注浆孔，第二注浆头上开设有若干第二注浆孔，第一注浆头和第二注浆头均为顶端开口的空腔结构，且第二注浆头套设于第一注浆头的外部，第一注浆头的顶端延伸至第二注浆头的外部；改变第二注浆孔和第一注浆孔重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小，注浆管、第一注浆头和第二注浆头之间便于进行拆分，提高了拆装效率，方便对第一注浆孔和第二注浆孔进行清理。

Description

一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置及其加固方法

技术领域

本发明属于地基加固技术领域，具体为一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置及其加固方法。

背景技术

水利工程大坝是指截河拦水的堤堰，水库、江河等的拦水大堤，现有技术中，闸口坝基与水域地面的衔接处安装防渗密封板，防渗密封板的两端分别通过锚固杆与闸口坝基、水域地面固定连接，防渗密封板的背面填充防水密封胶以及水泥浆。

在加固注浆的过程中，有的地基需要的承载较大，灌浆孔设置就比较大，有的地基灌浆孔较小，所以需要根据灌浆孔的大小选用不同直径的注浆头，而注浆头和注浆管的更换步骤较为繁琐，拆装效率低，以及注浆孔堵塞后不便于清理。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置及其加固方法，有效的解决了上述背景技术中注浆头和注浆管的更换步骤较为繁琐，拆装效率低，以及注浆孔堵塞后不便于清理的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，包括注浆管、第一注浆头和第二注浆头，所述第一注浆头上开设有若干第一注浆孔，第二注浆头上开设有若干第二注浆孔，第一注浆头和第二注浆头均为顶端开口的空腔结构，且第二注浆头套设于第一注浆头的外部，第一注浆头的顶端延伸至第二注浆头的外部，第二注浆头的顶部固定连接有支撑环，支撑环的顶部固定连接有第一套管，第一套管内设有连接管，第一套管和连接管通过第一轴承连接，第一注浆头上设有加固注浆调节组件；

加固注浆调节组件包括套设于第一注浆头外部的第二套管，第二套管与第一注浆头固定连接，且连接管套设于第二套管的外部，连接管的内壁上开设有若干第一滑槽，第二套管上固定连接有若干第一滑板，第二套管的顶部设有升降环，升降环和第二套管通过复位组件连接，升降环和第一套管通过轮齿限位组件连接，连接管和第二套管通过卡接组件连接，第一注浆头上开设有若干定位槽，注浆管上固定连接有若干定位柱，注浆管和第一注浆头通过防脱锁死组件连接。

优选的，所述防脱锁死组件包括若干设置于注浆管上的第一弧形板，第一弧形板和注浆管固定连接，第一弧形板的底部设有第二弧形板，第二弧形板和第一注浆头固定连接，第一弧形板上开设有第二滑槽，第一弧形板的一侧设有第一连接板，第二弧形板上开设有第三滑槽，第一连接板的一侧固定连接有第二滑板和第三滑板，升降环上设有与第二滑板相配合的旋转定位单元。

优选的，所述旋转定位单元包括开设于第二滑板上的第一通孔，第二滑槽的顶部内壁开设有第二通孔，第一弧形板的顶部设有第二连接板，第二连接板的底部固定连接有限位柱和转轴，转轴的底端和升降环的顶部通过第二轴承连接。

优选的，所述第二滑板位于第二滑槽内，第三滑板位于第三滑槽内，限位柱贯穿第二通孔，且限位柱的底端位于第一通孔内，第三滑槽和第三滑板的横截面均为T形结构。

优选的，所述轮齿限位组件包括设置于第一套管顶部的齿轮环，齿轮环的底部和第一套管的顶部固定连接，升降环上固定连接有若干固定板，固定板的底部固定连接有第三连接板，第三连接板的底部固定连接有齿板。

优选的，所述齿板位于连接管和齿轮环之间，且齿板上的轮齿与齿轮环内壁上的轮齿相啮合，第一滑板位于第一滑槽内，定位柱位于定位槽内，注浆管的底部固定连接有第一密封圈，且第一密封圈与第一注浆头的顶部相接触。

优选的，所述复位组件包括若干开设于第二套管上的第一凹槽，第一凹槽内设有连接柱，连接柱的顶部和升降环的底部固定连接，连接柱的底部和第一凹槽的底部内壁通过拉伸弹簧连接。

优选的，所述卡接组件包括若干开设于第二套管上的第二凹槽，第二凹槽内设有第一插板，第一插板的一端贯穿连接管，连接管和齿轮环之间设有若干固定座，第一插板的一端与固定座固定连接，第一插板的顶部开设有插孔，第二凹槽的顶部内壁开设有第三通孔，升降环的底部固定连接有若干第二插板。

优选的，所述第二插板贯穿第三通孔，且第二插板的底端位于插孔内，第二套管的底部固定连接有第二密封圈，第二密封圈的底部和支撑环的顶部相接触。

本发明还提供了一种水利工程大坝坝基的防渗加固方法，包括如上述所述的水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，包括以下步骤：

通过驱动升降环上移，使得固定板驱动第三连接板上移，进而使得齿板上移，使得齿板和齿轮环不再啮合在一起；

驱动齿轮环转动，从而使得第一套管相对连接管转动，通过第一套管驱动支撑环和第二注浆头转动；

第二注浆头相对第一注浆头旋转，进而使得第二注浆孔相对第一注浆孔转动，改变第二注浆孔和第一注浆孔重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小；

灌浆孔大小调节完毕后，松开升降环，进而复位组件驱动升降环复位初始位置，使得升降环和第二套管相贴合，通过升降环驱动固定板下移；

进而第三连接板驱动齿板下移，使得齿板再次与齿轮环相啮合，使得齿轮环相对连接管固定，进而使得支撑环和第二注浆头相对第一注浆头固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、在工作中，通过驱动升降环上移，使得固定板驱动第三连接板上移，进而使得齿板上移，使得齿板和齿轮环不再啮合在一起，进而驱动齿轮环转动，从而使得第一套管相对连接管转动，通过第一套管驱动支撑环和第二注浆头转动，使得第二注浆头相对第一注浆头旋转，进而使得第二注浆孔相对第一注浆孔转动，改变第二注浆孔和第一注浆孔重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小，调节完毕后，松开升降环，进而复位组件驱动升降环复位初始位置，使得升降环和第二套管相贴合，通过升降环驱动固定板下移，进而第三连接板驱动齿板下移，使得齿板再次与齿轮环相啮合，使得齿轮环相对连接管固定，进而使得支撑环和第二注浆头相对第一注浆头固定；

(2)、通过驱动升降环上移，使得转轴驱动第二连接板上移，进而使得限位柱脱离第一通孔和第二通孔，进而转动第二连接板，使得限位柱和第二连接板不再位于第一弧形板的正上方，解除第一弧形板和第二滑板之间的固定关系，进而驱动第一连接板移动，使得第二滑板脱离第二滑槽，且第三滑板脱离第三滑槽，即可解除第一弧形板和第二弧形板之间的固定关系，进而驱动注浆管上移，使得定位柱脱离定位槽，即可完成注浆管和第一注浆头之间的拆分；

(3)、升降环上移的同时，第二插板的底端脱离插孔，解除对第一插板位置的限定，进而驱动固定座移动，使得第一插板的一端脱离第二凹槽，解除连接管和第二套管之间的固定关系，使得连接管可以相对第二套管下移，进而驱动第一注浆头和支撑环下移，使得第一套管和连接管下移，进而使得第一滑板从第一滑槽内滑出，完成连接管和第二套管之间的固定关系，进而使得第二注浆头脱离第一注浆头，完成第一注浆头和第二注浆头之间的拆分，升降环上移的同时，注浆管、第一注浆头和第二注浆头之间便于进行拆分，提高了拆装效率，方便对第一注浆孔和第二注浆孔进行清理；

(4)、升降环上移时，连接柱跟随升降环上移，拉伸弹簧处于拉伸状态，当外力不再作用在升降环上时，拉伸弹簧驱动连接柱下移，使得升降环再次和第二套管的顶部相接触，通过定位槽和定位柱的设计，避免第一注浆头相对注浆管转动，通过第一密封圈的设计，增加了注浆管和第一注浆头连接处的密封性，通过第一滑槽和第一滑板的设计，避免连接管相对第二套管转动，通过第二密封圈的设计，增加了支撑环和第二套管之间连接处的密封性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明第一注浆头的结构示意图；

图3为本发明图1中A处的局部放大示意图；

图4为本发明第一弧形板的结构示意图；

图5为本发明旋转定位单元的结构示意图；

图6为本发明第二注浆头的结构示意图；

图7为本发明图6中B处的局部放大示意图；

图8为本发明升降环的结构示意图；

图9为本发明第二套管的结构示意图；

图10为本发明第一连接板的结构示意图；

图中：1、注浆管；2、第一注浆头；3、第二注浆头；4、第一注浆孔；5、第二注浆孔；6、支撑环；7、第一套管；8、连接管；9、第一轴承；10、第二套管；11、第一滑槽；12、第一滑板；13、升降环；14、定位槽；15、定位柱；16、第一弧形板；17、第二弧形板；18、第二滑槽；19、第一通孔；20、第一连接板；21、第三滑槽；22、第二滑板；23、第三滑板；24、第二通孔；25、第二连接板；26、限位柱；27、转轴；28、第二轴承；29、齿轮环；30、固定板；31、齿板；32、第三连接板；33、第一凹槽；34、连接柱；35、拉伸弹簧；36、第二凹槽；37、第一插板；38、固定座；39、插孔；40、第三通孔；41、第二插板；42、第一密封圈；43、第二密封圈。

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。

实施例一，由图1至图10给出，本发明包括注浆管1、第一注浆头2和第二注浆头3，第一注浆头2上开设有若干第一注浆孔4，第二注浆头3上开设有若干第二注浆孔5，第一注浆头2和第二注浆头3均为顶端开口的空腔结构，且第二注浆头3套设于第一注浆头2的外部，第一注浆头2的顶端延伸至第二注浆头3的外部，第二注浆头3的顶部固定连接有支撑环6，支撑环6的顶部固定连接有第一套管7，第一套管7内设有连接管8，第一套管7和连接管8通过第一轴承9连接，第一注浆头2上设有加固注浆调节组件；

加固注浆调节组件包括套设于第一注浆头2外部的第二套管10，第二套管10与第一注浆头2固定连接，且连接管8套设于第二套管10的外部，连接管8的内壁上开设有若干第一滑槽11，第二套管10上固定连接有若干第一滑板12，第二套管10的顶部设有升降环13，升降环13和第二套管10通过复位组件连接，升降环13和第一套管7通过轮齿限位组件连接，连接管8和第二套管10通过卡接组件连接，第一注浆头2上开设有若干定位槽14，注浆管1上固定连接有若干定位柱15，注浆管1和第一注浆头2通过防脱锁死组件连接。

实施例二，在实施例一的基础上，由图1、图3、图4、图5和图10给出，防脱锁死组件包括若干设置于注浆管1上的第一弧形板16，第一弧形板16和注浆管1固定连接，第一弧形板16的底部设有第二弧形板17，第二弧形板17和第一注浆头2固定连接，第一弧形板16上开设有第二滑槽18，第一弧形板16的一侧设有第一连接板20，第二弧形板17上开设有第三滑槽21，第一连接板20的一侧固定连接有第二滑板22和第三滑板23，升降环13上设有与第二滑板22相配合的旋转定位单元，旋转定位单元包括开设于第二滑板22上的第一通孔19，第二滑槽18的顶部内壁开设有第二通孔24，第一弧形板16的顶部设有第二连接板25，第二连接板25的底部固定连接有限位柱26和转轴27，转轴27的底端和升降环13的顶部通过第二轴承28连接，第二滑板22位于第二滑槽18内，第三滑板23位于第三滑槽21内，限位柱26贯穿第二通孔24，且限位柱26的底端位于第一通孔19内，第三滑槽21和第三滑板23的横截面均为T形结构；

通过驱动升降环13上移，使得转轴27驱动第二连接板25上移，进而使得限位柱26脱离第一通孔19和第二通孔24，进而转动第二连接板25，使得限位柱26和第二连接板25不再位于第一弧形板16的正上方，解除第一弧形板16和第二滑板22之间的固定关系，进而驱动第一连接板20移动，使得第二滑板22脱离第二滑槽18，且第三滑板23脱离第三滑槽21，即可解除第一弧形板16和第二弧形板17之间的固定关系，进而驱动注浆管1上移，使得定位柱15脱离定位槽14，即可完成注浆管1和第一注浆头2之间的拆分。

实施例三，在实施例一的基础上，由图1、图3、图5和图8给出，轮齿限位组件包括设置于第一套管7顶部的齿轮环29，齿轮环29的底部和第一套管7的顶部固定连接，升降环13上固定连接有若干固定板30，固定板30的底部固定连接有第三连接板32，第三连接板32的底部固定连接有齿板31，齿板31位于连接管8和齿轮环29之间，且齿板31上的轮齿与齿轮环29内壁上的轮齿相啮合，第一滑板12位于第一滑槽11内，定位柱15位于定位槽14内，注浆管1的底部固定连接有第一密封圈42，且第一密封圈42与第一注浆头2的顶部相接触；

通过驱动升降环13上移，使得固定板30驱动第三连接板32上移，进而使得齿板31上移，使得齿板31和齿轮环29不再啮合在一起，进而驱动齿轮环29转动，从而使得第一套管7相对连接管8转动，通过第一套管7驱动支撑环6和第二注浆头3转动，使得第二注浆头3相对第一注浆头2旋转，进而使得第二注浆孔5相对第一注浆孔4转动，改变第二注浆孔5和第一注浆孔4重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小。

实施例四，在实施例一的基础上，由图5、图8和图9给出，复位组件包括若干开设于第二套管10上的第一凹槽33，第一凹槽33内设有连接柱34，连接柱34的顶部和升降环13的底部固定连接，连接柱34的底部和第一凹槽33的底部内壁通过拉伸弹簧35连接；升降环13上移时，连接柱34跟随升降环13上移，拉伸弹簧35处于拉伸状态，当外力不再作用在升降环13上时，拉伸弹簧35驱动连接柱34下移，使得升降环13再次和第二套管10的顶部相接触。

实施例五，在实施例一的基础上，由图6、图7、图8和图9给出，卡接组件包括若干开设于第二套管10上的第二凹槽36，第二凹槽36内设有第一插板37，第一插板37的一端贯穿连接管8，连接管8和齿轮环29之间设有若干固定座38，第一插板37的一端与固定座38固定连接，第一插板37的顶部开设有插孔39，第二凹槽36的顶部内壁开设有第三通孔40，升降环13的底部固定连接有若干第二插板41，第二插板41贯穿第三通孔40，且第二插板41的底端位于插孔39内，第二套管10的底部固定连接有第二密封圈43，第二密封圈43的底部和支撑环6的顶部相接触；

升降环13上移的同时，第二插板41的底端脱离插孔39，解除对第一插板37位置的限定，进而驱动固定座38移动，使得第一插板37的一端脱离第二凹槽36，解除连接管8和第二套管10之间的固定关系，使得连接管8可以相对第二套管10下移，进而驱动第一注浆头2和支撑环6下移，使得第一套管7和连接管8下移，进而使得第一滑板12从第一滑槽11内滑出，完成连接管8和第二套管10之间的固定关系，进而使得第二注浆头3脱离第一注浆头2，完成第一注浆头2和第二注浆头3之间的拆分，升降环13上移的同时，注浆管1、第一注浆头2和第二注浆头3之间便于进行拆分。

本实施例的一种水利工程大坝坝基的防渗加固方法，包括如上述的水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，包括以下步骤：

通过驱动升降环13上移，使得固定板30驱动第三连接板32上移，进而使得齿板31上移，使得齿板31和齿轮环29不再啮合在一起；

驱动齿轮环29转动，从而使得第一套管7相对连接管8转动，通过第一套管7驱动支撑环6和第二注浆头3转动；

第二注浆头3相对第一注浆头2旋转，进而使得第二注浆孔5相对第一注浆孔4转动，改变第二注浆孔5和第一注浆孔4重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小；

灌浆孔大小调节完毕后，松开升降环13，进而复位组件驱动升降环13复位初始位置，使得升降环13和第二套管10相贴合，通过升降环13驱动固定板30下移；

进而第三连接板32驱动齿板31下移，使得齿板31再次与齿轮环29相啮合，使得齿轮环29相对连接管8固定，进而使得支撑环6和第二注浆头3相对第一注浆头2固定。

需要说明的是，在本文中，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，包括注浆管（1）、第一注浆头（2）和第二注浆头（3），其特征在于：所述第一注浆头（2）上开设有若干第一注浆孔（4），第二注浆头（3）上开设有若干第二注浆孔（5），第一注浆头（2）和第二注浆头（3）均为顶端开口的空腔结构，且第二注浆头（3）套设于第一注浆头（2）的外部，第一注浆头（2）的顶端延伸至第二注浆头（3）的外部，第二注浆头（3）的顶部固定连接有支撑环（6），支撑环（6）的顶部固定连接有第一套管（7），第一套管（7）内设有连接管（8），第一套管（7）和连接管（8）通过第一轴承（9）连接，第一注浆头（2）上设有加固注浆调节组件；

加固注浆调节组件包括套设于第一注浆头（2）外部的第二套管（10），第二套管（10）与第一注浆头（2）固定连接，且连接管（8）套设于第二套管（10）的外部，连接管（8）的内壁上开设有若干第一滑槽（11），第二套管（10）上固定连接有若干第一滑板（12），第二套管（10）的顶部设有升降环（13），升降环（13）和第二套管（10）通过复位组件连接，升降环（13）和第一套管（7）通过轮齿限位组件连接，连接管（8）和第二套管（10）通过卡接组件连接，第一注浆头（2）上开设有若干定位槽（14），注浆管（1）上固定连接有若干定位柱（15），注浆管（1）和第一注浆头（2）通过防脱锁死组件连接；

所述防脱锁死组件包括若干设置于注浆管（1）上的第一弧形板（16），第一弧形板（16）和注浆管（1）固定连接，第一弧形板（16）的底部设有第二弧形板（17），第二弧形板（17）和第一注浆头（2）固定连接，第一弧形板（16）上开设有第二滑槽（18），第一弧形板（16）的一侧设有第一连接板（20），第二弧形板（17）上开设有第三滑槽（21），第一连接板（20）的一侧固定连接有第二滑板（22）和第三滑板（23），升降环（13）上设有与第二滑板（22）相配合的旋转定位单元；

所述旋转定位单元包括开设于第二滑板（22）上的第一通孔（19），第二滑槽（18）的顶部内壁开设有第二通孔（24），第一弧形板（16）的顶部设有第二连接板（25），第二连接板（25）的底部固定连接有限位柱（26）和转轴（27），转轴（27）的底端和升降环（13）的顶部通过第二轴承（28）连接；

所述第二滑板（22）位于第二滑槽（18）内，第三滑板（23）位于第三滑槽（21）内，限位柱（26）贯穿第二通孔（24），且限位柱（26）的底端位于第一通孔（19）内，第三滑槽（21）和第三滑板（23）的横截面均为T形结构；

所述轮齿限位组件包括设置于第一套管（7）顶部的齿轮环（29），齿轮环（29）的底部和第一套管（7）的顶部固定连接，升降环（13）上固定连接有若干固定板（30），固定板（30）的底部固定连接有第三连接板（32），第三连接板（32）的底部固定连接有齿板（31）；

所述齿板（31）位于连接管（8）和齿轮环（29）之间，且齿板（31）上的轮齿与齿轮环（29）内壁上的轮齿相啮合，第一滑板（12）位于第一滑槽（11）内，定位柱（15）位于定位槽（14）内，注浆管（1）的底部固定连接有第一密封圈（42），且第一密封圈（42）与第一注浆头（2）的顶部相接触。

2.根据权利要求1所述的一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，其特征在于：所述复位组件包括若干开设于第二套管（10）上的第一凹槽（33），第一凹槽（33）内设有连接柱（34），连接柱（34）的顶部和升降环（13）的底部固定连接，连接柱（34）的底部和第一凹槽（33）的底部内壁通过拉伸弹簧（35）连接。

3.根据权利要求1所述的一种水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，其特征在于：所述卡接组件包括若干开设于第二套管（10）上的第二凹槽（36），第二凹槽（36）内设有第一插板（37），第一插板（37）的一端贯穿连接管（8），连接管（8）和齿轮环（29）之间设有若干固定座（38），第一插板（37）的一端与固定座（38）固定连接，第一插板（37）的顶部开设有插孔（39），第二凹槽（36）的顶部内壁开设有第三通孔（40），升降环（13）的底部固定连接有若干第二插板（41）；所述第二插板（41）贯穿第三通孔（40），且第二插板（41）的底端位于插孔（39）内，第二套管（10）的底部固定连接有第二密封圈（43），第二密封圈（43）的底部和支撑环（6）的顶部相接触。

4.一种水利工程大坝坝基的防渗加固方法，包括如权利要求1所述的水利工程大坝坝基的防渗加固注浆装置，其特征在于：包括以下步骤：

通过驱动升降环（13）上移，使得固定板（30）驱动第三连接板（32）上移，进而使得齿板（31）上移，使得齿板（31）和齿轮环（29）不再啮合在一起；

驱动齿轮环（29）转动，从而使得第一套管（7）相对连接管（8）转动，通过第一套管（7）驱动支撑环（6）和第二注浆头（3）转动；

第二注浆头（3）相对第一注浆头（2）旋转，进而使得第二注浆孔（5）相对第一注浆孔（4）转动，改变第二注浆孔（5）和第一注浆孔（4）重合在一起的大小，进而调节灌浆孔的大小；

灌浆孔大小调节完毕后，松开升降环（13），进而复位组件驱动升降环（13）复位初始位置，使得升降环（13）和第二套管（10）相贴合，通过升降环（13）驱动固定板（30）下移；

进而第三连接板（32）驱动齿板（31）下移，使得齿板（31）再次与齿轮环（29）相啮合，使得齿轮环（29）相对连接管（8）固定，进而使得支撑环（6）和第二注浆头（3）相对第一注浆头（2）固定。

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