CN211874506U

CN211874506U - 一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置

Info

Publication number: CN211874506U
Application number: CN202020328888.2U
Authority: CN
Inventors: 武旭; 王帆; 王新灵; 孙景来
Original assignee: Beijing Municipal Engineering Research Institute
Current assignee: Beijing Municipal Engineering Research Institute
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2020-11-06
Anticipated expiration: 2030-03-16

Abstract

本实用新型提供了一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，涉及地下隧道工程渗漏治理技术领域，解决了灌注过程中环塞与外管贴合位置存在缝隙或者注浆结束后环塞不能快速分离的技术问题。该装置包括灌注外管、灌注内管、注浆管、充气管和橡胶环塞，灌注外管套设于灌注内管的外侧且于两者之间形成环空；橡胶环塞设置于环空内并套接于灌注内管的外表面；注浆管和充气管均设置于灌注内管的圆柱腔体内，且充气管的充气孔连通于橡胶环塞的内腔；注浆管的底部径向延伸至环空内。注浆作业时通过充气管向橡胶环塞内腔注入空气使其膨胀而填充于环空内，灌注能可靠进行；灌注结束后，排出橡胶环塞内的空气，橡胶环塞迅速收缩速地与灌注外管分离。

Description

一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置

技术领域

本实用新型涉及地下隧道工程渗漏治理技术领域，尤其是涉及一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置。

背景技术

1932年，法国的SOLETANCHE公司研发了双环塞注浆工艺，经过多年的现场工程应用，该工艺已经被广泛应用于各国的地层注浆加固、结构止水等工程中。双环塞注浆又称为导管式双环塞注浆，是应用于复杂地层的低压注浆、止水和加固工艺。主要采用预埋在地层中的导管结合可以在导管内自由活动的环塞，实现在特定位置定量、定压、多次注浆。该工艺具有施工快、灌注准确、止水加固质量高等优点。是国内外注浆工艺中可靠度最高、适用性最强的注浆技术。

注浆过程中，双环塞是设备中的重要部件，也是该注浆工艺的核心。双环塞与注浆外管的贴合程度直接决定了注浆效果。

本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

由于环塞的结构限制，如果环塞直径设计得较小，则在灌注过程中双环塞与外管贴合位置存在缝隙，影响注浆效果；如果环塞直径设计得较大，由于环塞与外管内壁贴合太紧，注浆结束后环塞不能快速分离。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，以解决现有技术中存在的灌注过程中双环塞与外管贴合位置存在缝隙或者注浆结束后环塞不能快速分离的技术问题。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：

本实用新型提供的一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，包括灌注外管、灌注内管、注浆管、充气管和橡胶环塞，所述灌注外管套设于所述灌注内管的外侧且于两者之间形成环空；所述橡胶环塞设置于所述环空内并套接固定于所述灌注内管的外表面；所述灌注内管具有圆柱腔体，所述注浆管和所述充气管均设置于所述圆柱腔体内，且所述充气管的充气孔连通于所述橡胶环塞的内腔；所述注浆管的底部径向延伸至所述环空内。

可选地，所述橡胶环塞粘接于所述灌注内管的外表面。

可选地，所述注浆管和所述充气管分别与所述灌注内管焊接相连。

可选地，所述注浆管包括主管和位于所述主管底部与其垂直的四个支管，四个所述支管延伸至所述环空内。

可选地，四个所述支管的自由端分别与所述灌注外管的四个注浆孔相一一对应设置。

可选地，所述橡胶环塞包括第一橡胶环塞和第二橡胶环塞，所述充气孔包括位于所述第一橡胶环塞上的第一充气孔及位于所述第二橡胶环塞上的第二充气孔。

可选地，所述第一橡胶环塞与所述第二橡胶环塞分别位于四个所述支管所在平面的上侧和下侧。

可选地，所述充气孔位于所述灌注内管的侧壁。

可选地，所述注浆管位于所述圆柱腔体的中心。

可选地，所述灌注内管、所述充气管、所述注浆管均为铁质材料制造而成。

本实用新型提供的用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，灌注外管、灌注内管、注浆管、充气管和橡胶环塞，橡胶环塞设置于灌注外管和灌注内管之间的环空内，充气管的充气孔连通于橡胶环塞的内腔，当需要注浆作业时外部气源通过充气管向橡胶环塞的内腔注入空气使橡胶环塞膨胀而填充于环空内，橡胶环塞挤压紧密贴合在灌注外管的内壁，从而封堵了灌注外管上注浆孔对应区域(灌注通道)以外的环空，没有缝隙，密封性好，保证灌注的顺利进行；灌注结束后，通过充气管排出橡胶环塞内的空气，橡胶环塞迅速收缩而使橡胶环塞能快速地与灌注外管分离。

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是本实用新型具体实施方式提供的一种用于低压注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置的竖直截面剖视结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的一种用于低压注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置的俯视结构示意图；

图3是支管与注浆孔的位置关系示意图；

图4是图1中注浆管和充气管与灌注焊接处的放大结构示意图。

图中1、灌注外管；11、注浆孔；2、灌注内管；3、注浆管；31、主管；32、支管；4、充气管；41、第一充气孔；42、第二充气孔；5、第一橡胶环塞；6、第二橡胶环塞；7、环空；8、圆柱腔体。

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2所示，本实用新型提供了一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，包括灌注外管1、灌注内管2、注浆管3、充气管4和橡胶环塞，灌注外管1套设于灌注内管2的外侧且于两者之间形成环空7；橡胶环塞设置于环空7内并套接固定于灌注内管2的外表面；灌注内管2具有圆柱腔体8，注浆管3和充气管4均设置于圆柱腔体8内，且充气管4的充气孔连通于橡胶环塞的内腔；注浆管3的底部径向延伸至环空7内。

橡胶环塞具有良好的收缩性能和一定强度。当需要注浆作业时外部气源通过充气管4向橡胶环塞的内腔注入空气使橡胶环塞膨胀而填充于环空7内，橡胶环塞挤压紧密贴合在灌注外管1的内壁，从而封堵了灌注外管1上注浆孔11对应区域(灌注通道)以外的环空7，没有缝隙，密封性好，保证灌注的顺利进行；灌注结束后，通过充气管4排出橡胶环塞内的空气，橡胶环塞迅速收缩而使橡胶环塞能快速地与灌注外管1分离。

作为可选地实施方式，橡胶环塞粘接于灌注内管2的外表面。

橡胶环塞与灌注内管2通过胶粘结，胶结强度高，防止加压空气将连结处破坏。

作为可选地实施方式，注浆管3和充气管4分别与灌注内管2焊接相连，焊接处的结构参见图4。

注浆管3接口处与灌注内管2焊接，保证加压注浆过程中注浆管3稳定性，充气管4接口处与灌注内管2焊接，保证整个装置平稳运行。

作为可选地实施方式，注浆管3包括主管31和位于主管31底部与其垂直的四个支管32，四个支管32延伸至环空7内，参见图3。

主管31与灌注内管2同轴，位于圆柱腔体8的中心；主管31底部的四个支管32径向延伸，均布的四个支管32延伸至环空7内，确保浆液从四个方向注入土层，保证了灌注后固结、止水效果。

作为可选地实施方式，四个支管32的自由端分别与灌注外管1的四个注浆孔11相一一对应设置，流通路径短，注浆液能由支管32通过注浆通道直接流到灌注外管1的注浆孔11，进而顺利注入地层中。

由图3可见，注浆管3与灌注外管1的注浆孔11之间有一定距离，一是为了灌注内管2在下放的过程中不与灌注外管1碰撞，防止磨损；二是注浆时上下两个橡胶环塞已经膨胀封堵了环空7的上部和下部，浆液只能通过两个橡胶环塞之间形成的注浆通道流至灌注外管1的注浆孔11而向外灌注。

作为可选地实施方式，橡胶环塞包括第一橡胶环塞5和第二橡胶环塞6，充气孔包括位于第一橡胶环塞5上的第一充气孔41及位于第二橡胶环塞6上的第二充气孔42。

作为可选地实施方式，第一橡胶环塞5与第二橡胶环塞6分别位于四个支管32所在平面的上侧和下侧。

第一橡胶环塞5和第二橡胶环塞6上下分布，在注浆过程中在环空7的上下都形成阻隔，注浆过程能可靠进行。

作为可选地实施方式，充气孔位于灌注内管2的侧壁，充气过程稳定，保证空气直接注入橡胶环塞的内腔。

作为可选地实施方式，灌注内管2、充气管4、注浆管3均为铁质材料制造而成。

选用铁质方便加工，价格低，且铁质可以保证整个构件的强度。采用本实用新型，能在一定注浆压力灌注过程中保证双环塞与外管贴合位置不产生缝隙；注浆结束后，确保环塞与灌注外管1内壁快速分离便于注浆管3向上提升，保证了注浆安全、稳定进行，实现了环塞的快速收合与张开。

钻孔直径大于8cm，注浆外管直径为8cm，灌注内管2直径为4cm，第一橡胶环塞5和第二橡胶环塞6的总长度与灌注内管2的长度一致，为20cm，且第一橡胶环塞5和第二橡胶环塞6均胶结在灌注内管2外。注浆管3的直径为1cm，位于圆柱腔体8的中心，注浆管3的接口处与灌注内管2焊接，保证加压注浆过程中，注浆管3稳定性。充气管4直径为0.5cm，位于注浆管3的一侧，且距离为0.25cm。注浆管3的注浆孔11对应设置于灌注内管2的中部，开口直径为0.5cm，支管32的开口与灌注外管1的注浆孔11平行，且直径相等。注浆管3底部有4个支管32，支管32呈垂直分布在注浆管3的四周。充气管4位于圆柱腔体8的内部，上下两个充气孔分别对应连通于第一橡胶环塞5和第二橡胶环塞6，加压后空气通过两个充气孔将两个橡胶环塞充填，保证橡胶环塞与灌注外管1紧密结合，防止浆液外溢，确保加压注浆施工。

浆液通过注浆管3和垂直分布的四个注浆开口注入土层，加压后的浆液进入土层空洞、裂隙对土层完成加固和止水。每次灌注的高度范围为40cm，待灌浆压力>起灌压力+2kg/cm2时，终止本层灌浆。排尽橡胶环塞中空气，将整个装置向上提升40cm进行上一个阶段的灌注。

以上所述，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

1.一种用于注浆作业的导管灌注与环塞封堵装置，其特征在于，包括灌注外管、灌注内管、注浆管、充气管和橡胶环塞，所述灌注外管套设于所述灌注内管的外侧且于两者之间形成环空；所述橡胶环塞设置于所述环空内并套接固定于所述灌注内管的外表面；所述灌注内管具有圆柱腔体，所述注浆管和所述充气管均设置于所述圆柱腔体内，且所述充气管的充气孔连通于所述橡胶环塞的内腔；所述注浆管的底部径向延伸至所述环空内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述橡胶环塞粘接于所述灌注内管的外表面。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注浆管和所述充气管分别与所述灌注内管焊接相连。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注浆管包括主管和位于所述主管底部与其垂直的四个支管，四个所述支管延伸至所述环空内。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，四个所述支管的自由端分别与所述灌注外管的四个注浆孔相一一对应设置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述橡胶环塞包括第一橡胶环塞和第二橡胶环塞，所述充气孔包括位于所述第一橡胶环塞上的第一充气孔及位于所述第二橡胶环塞上的第二充气孔。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一橡胶环塞与所述第二橡胶环塞分别位于四个所述支管所在平面的上侧和下侧。

8.根据权利要求1－7任一所述的装置，其特征在于，所述充气孔位于所述灌注内管的侧壁。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述注浆管位于所述圆柱腔体的中心。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述灌注内管、所述充气管、所述注浆管均为铁质材料制造而成。