CN206860106U - 隧道导管施工用顶进套管及隧道导管施工用顶进装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种隧道导管施工用顶进套管及隧道施工用顶进装置，涉及隧道导管施工技术领域，解决了现有技术中钢板作为连接器使用时导向性较差，导致导管顶进作业的方向准确性较差的技术问题。该隧道导管施工用顶进套管包括套管本体，在套管本体的轴向方向上，套管本体存在头段和尾段，套管本体内有中心孔，尾段用于与钻杆相连接，头段用于与导管相连接，钻杆贯穿套管本体后穿入导管；套管本体能在钻杆的带动下转动并沿钻杆的轴向方向被钻杆推进且在推进过程中能带动导管插入隧道内的工作面。该隧道导管施工用顶进装置包括本实用新型提供的隧道导管施工用顶进套管、钻杆、钻机和导管。本实用新型用于提高导管顶进作业的方向准确性。

Description

隧道导管施工用顶进套管及隧道导管施工用顶进装置

技术领域

本实用新型涉及隧道导管施工技术领域，尤其是涉及一种隧道导管施工用顶进套管及隧道导管施工用顶进装置。

背景技术

在隧道开挖作业过程中，导管施工是软弱围岩隧道开挖中一种非常有效的辅助施工方法。在软弱及破碎岩层施工条件下，在拱顶设置超前小导管或者在边墙设置锁脚锚管(超前小导管、锁脚锚管可以统称为导管)对松散岩层起到加固作用，注浆后增强了松散、软弱围岩的稳定性，有利于完成开挖后与完成初期支护时间内围岩的稳定，不至于围岩失稳破坏直至坍塌。

传统导管施工工艺是先打孔后装管或将钻机的钻杆直接抵在导管一端，将其打入工作面，这样会造成导管端头损坏和变形，如果导管需要注浆，损坏的端头无法与注浆连接管正常连接，从而影响注浆时管口的密封，使得注浆压力不能达到设计目的，进而影响注浆效果降低注浆工效。

现有技术还提供了一种使用钢板作为连接器的方案，该方案是在钢板上打眼，使用开有通孔的钢板作为连接器来连接钻杆与导管，但钢板导向性不好,易磨损,施工安全隐患较大，且经常需要更换。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隧道导管施工用顶进套管以及一种包含该顶进套管的隧道导管施工用顶进装置，解决了现有技术中钢板作为连接器使用时导向性较差，导致导管顶进作业的方向准确性较差的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的隧道导管施工用顶进套管，包括套管本体，在所述套管本体的轴向方向上，所述套管本体存在头段和尾段，所述套管本体内有中心孔，其中：

所述尾段用于与钻杆相连接，所述头段用于与导管相连接，所述钻杆贯穿所述套管本体后穿入所述导管；所述套管本体能在所述钻杆的带动下转动并沿所述钻杆的轴向方向被所述钻杆推进且在推进过程中能带动所述导管插入隧道内的工作面。

使用本实用新型提供的隧道导管施工用顶进套管作为钻杆与导管之间的连接器，避免了钻杆直接接触导管，贯穿式设计使钻杆可以贯穿套管本体之后再伸入导管，因为钻杆前端插入较深，这样套管本体的头段以及与头段相抵接的导管一端离驱动钻杆的钻机的位置相对较近，因而振动幅度较小，对导管产生的径向振动也较小。同时，钻杆穿入导管的区段可以沿径向方向上对导管起到限位、防脱落的作用，所以可以改善导管的方向的准确性，使导管顶进作业的方向准确性更为理想，所以解决了现有技术中钢板作为连接器使用时导向性较差，导致导管顶进作业的方向准确性较差的技术问题。

可选地，所述钻杆为柱体，所述钻杆设有推力凸起，所述钻杆插入所述尾段时所述推力凸起与所述尾段相抵接；所述钻杆插入所述尾段的区段的外壁的形状为多边形，所述中心孔内壁的形状与所述钻杆插入所述尾段的区段的外壁的形状相匹配。所述钻杆插入所述尾段时所述推力凸起与所述尾段相抵接，可限定所述钻杆与所述套管本体在轴向的相对位置；而所述中心孔内壁的形状与所述钻杆插入所述尾段的区段的外壁的形状相匹配，可以使高速转动的所述钻杆在转动的同时带动所述套管本体一起高速转动，从而在推进过程中带动所述导管插入隧道内的工作面。

可选地，所述头段还设有沉孔，所述导管伸入所述头段的一端与所述沉孔的底部相抵接。所述导管伸入沉孔中后，径向的位置被相对限定，可增强所述导管推进过程中的导向性，使所述导管被打入的位置和角度更加精准，定位性能更好。

可选地，所述导管插入所述沉孔后与所述沉孔之间存在径向间隙。由于所述导管与所述沉孔之间存在径向间隙，所述套管本体在高速旋转时不会带动所述导管同步转动，只是被高速旋转的所述套管本体沿其轴向方向推进，由于所述导管壁薄而且长度较长容易变形，这样可以避免高速旋转使所述导管产生弯折。

可选地，所述沉孔在所述套管本体的轴向方向上的尺寸为所述套管本体轴向尺寸的1/12-1/3。所述沉孔在所述套管本体的轴向方向上的尺寸决定了所述导管插入所述套管本体的长度，如果所述导管插入所述套管本体的长度过短，所述导管不能在径向很好地被限定，无法起到较好的导向性作用；而所述导管插入所述套管本体的长度过长，所述套管本体会在高速旋转过程中对所述导管产生径向的力，容易使所述导管弯折变形。

可选地，所述沉孔的横截面为圆形。所述沉孔的横截面为圆形，便于所述导管在所述沉孔内做相对旋转运动，且圆形的所述沉孔更容易加工成型。

可选地，所述头段和所述尾段都为圆柱形，所述头段和所述尾段之间形成台阶状，所述头段外径大于所述尾段外径。所述头段和所述尾段使用圆钢或者钢管制成，所述尾段的外径较所述头段外径小，便于施工人员抓握。

可选地，所述头段和所述尾段轴向长度的比例为1:1.5～1:2之间。所述沉孔设置在所述头段内，故所述头段的尺寸取决于所述沉孔4在所述套管本体的轴向方向上的尺寸，过短无法容纳沉孔，过长则导致尾段很短，抓握不方便。

可选地，所述套管本体为一体成型结构。一体成型的所述套管本体强度好，耐磨性好，不用频繁更换。

本实用新型提供的隧道导管施工用顶进装置，包括钻机、钻杆、导管以及所述隧道导管施工用顶进套管，所述钻杆设置在所述钻机的末端，所述钻机能带动所述钻杆旋转。本隧道导管施工用顶进套管在应用于隧道导管顶进施工时可以产生上述诸多技术效果，所以适宜应用于隧道导管的顶进作业。

综上，本实用新型的有益效果为：通过在所述钻杆与所述导管之间设置本实用新型提供的隧道导管施工用顶进套管作为连接器，可以解决现有技术中存在的钻杆直接接触导管造成导管端头损坏和变形，以及钢板作为连接器存在导向性较差的技术问题。本实用新型提供的隧道导管施工用顶进套管强度高、耐磨性好，不需要频繁更换，外形设计方便施工人员抓握；贯穿式设计使钻杆可以贯穿套管本体之后再伸入导管，头段以及与头段相抵接的导管一端离钻机的位置相对较近，因而振动幅度较小，对导管产生的径向振动也较小；沉台的设置不易使导管变形而且能对导管起到很好地导向作用，使导管以设定的角度打入预定位置，提高了导管施工的精准度，改善了支护效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型一种隧道导管施工用顶进套管的纵向剖面图；

图2是本实用新型一种隧道导管施工用顶进套管尾段的横截面图；

图3是本实用新型一种隧道导管施工用顶进套管的头段的横截面图；

图4是本实用新型一种隧道导管施工用顶进套管与钻杆和导管配合使用的示意图。

图中1、头段；2、尾段；3、中心孔；4、沉孔；5、钻杆；51、推力凸起；6、导管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1和图4所示，本实用新型提供了一种隧道导管施工用顶进套管，包括套管本体，在套管本体的轴向方向上，套管本体存在头段1和尾段2，套管本体内设有中心孔3，中心孔3贯穿套管本体。

如图4所示，套管本体的尾段2用于与钻杆5相连接。隧道施工中所用的钻杆5一般为通用设备，形状一般为正六边形柱体，钻杆5上设有推力凸起51，该推力凸起51可以近似为环形，钻杆5插入套管本体的尾段2时推力凸起51与尾段2相抵接，从而限定钻杆5与套管本体在轴向的相对位置；由于钻杆5插入尾段2的区段的外壁横截面可以为正六边形，为了使中心孔3内壁的形状与钻杆5插入尾段2的区段的外壁的形状相匹配从而使钻杆5带动套管本体转动，故将中心孔3内壁横截面形状也设置为正六边形。

如图4所示，套管本体的头段1用于与导管6相连接。为了使导管6在其径向尽量少产生位移，保证导管6推进过程中的导向性，使导管6被打入的位置和角度更加精准，定位性能更好，套管本体的头段1设置了横截面为圆形的沉孔4，导管6伸入头段1的一端与沉孔4的底部相抵接。导管6插入沉孔4后与沉孔4之间存在径向间隙，使得套管本体在高速旋转时不会带动导管6同步转动，只是被高速旋转的套管本体沿其轴向方向推进，由于导管6壁薄而且长度较长容易变形，这样可以避免高速旋转使导管6产生弯折。沉孔4在套管本体的轴向方向上的的尺寸决定了导管6插入套管本体的长度，如果导管6插入套管本体的长度过短，导管6不能在径向很好地被限定，无法起到较好的导向性作用；而导管6插入套管本体的长度过长，套管本体会在高速旋转过程中对导管6产生径向的力，容易使导管6弯折变形，故将沉孔4在套管本体的轴向方向上的尺寸可以设置为套管本体轴向尺寸的1/12-1/3，兼顾了对导管施工导向性和完整性的要求。

如图1至图4所示，套管本体为一体成型结构，其头段1和尾段2都为圆柱形，头段1和尾段2之间形成台阶状，头段1外径大于尾段2外径。头段1和尾段2使用圆钢或者钢管等材料制成，加工简单，尾段2的外径比头段1外径小可便于施工人员抓握。如果为了简化加工工艺，头段1和尾段2之间也可不设置台阶状结构。由于沉孔4设置在头段1内，故头段1的尺寸取决于沉孔4在套管本体的轴向方向上的尺寸，过短无法容纳沉孔4，过长则导致尾段2很短，抓握不方便，故可将头段1和尾段2轴向长度的比例设置为1:1.5～1:2之间。

如图4所示，钻杆5在贯穿套管本体后穿入导管6，套管本体能在钻杆5的带动下转动并沿钻杆5的轴向方向被钻杆5推进，且在推进过程中能带动导管6插入隧道内的工作面。贯穿式设计使钻杆可以贯穿套管本体之后再伸入导管，套管本体头段以及与头段相抵接的导管一端离钻机的位置相对较近，因而振动幅度较小，对导管产生的径向振动也较小。

本实用新型还提供了一种隧道导管施工用顶进装置，包括钻机、钻杆5、导管6以隧道导管施工用顶进套管，钻杆5设置在钻机的末端，钻机能带动钻杆5旋转。本隧道导管施工用顶进套管在应用于隧道导管顶进施工时可以产生上述诸多技术效果，所以适宜应用于隧道导管的顶进作业。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，包括套管本体，在所述套管本体的轴向方向上，所述套管本体存在头段(1)和尾段(2)，所述套管本体内有中心孔(3)，其中：

所述尾段(2)用于与钻杆(5)相连接，所述头段(1)用于与导管(6)相连接，所述钻杆(5)贯穿所述套管本体后穿入所述导管(6)；所述套管本体能在所述钻杆(5)的带动下转动并沿所述钻杆(5)的轴向方向被所述钻杆(5)推进且在推进过程中能带动所述导管(6)插入隧道内的工作面。

2.根据权利要求1所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述钻杆(5)为柱体，所述钻杆(5)设有推力凸起(51)，所述钻杆(5)插入所述尾段(2)时所述推力凸起(51)与所述尾段(2)相抵接；所述钻杆(5)插入所述尾段(2)的区段的横截面外轮廓为多边形，所述中心孔(3)内壁的形状与所述钻杆(5)插入所述尾段(2)的区段的外壁的形状相匹配。

3.根据权利要求1所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述头段(1)还设有沉孔(4)，所述导管(6)伸入所述头段(1)的一端与所述沉孔(4)的底部相抵接。

4.根据权利要求3所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述导管(6)插入所述沉孔(4)后与所述沉孔(4)之间存在径向间隙。

5.根据权利要求3所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述沉孔(4)在所述套管本体的轴向方向上的尺寸为所述套管本体轴向尺寸的1/12-1/3。

6.根据权利要求3所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述沉孔(4)的横截面为圆形。

7.根据权利要求1所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述头段(1)和所述尾段(2)都为圆柱形，所述头段(1)和所述尾段(2)之间形成台阶状，所述头段(1)外径大于所述尾段(2)外径。

8.根据权利要求1所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述头段(1)和所述尾段(2)轴向长度的比例为1:1.5～1:2之间。

9.根据权利要求1所述的隧道导管施工用顶进套管，其特征在于，所述套管本体为一体成型结构。

10.一种隧道导管施工用顶进装置，其特征在于，包括钻机、钻杆(5)、导管(6)以及权利要求1至9任一隧道导管施工用顶进套管，所述钻杆(5)设置在所述钻机的末端，所述钻机能带动所述钻杆(5)旋转。