CN212958660U - 一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及地下洞室施工技术领域，公开了一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，包括直管，直管外自前端开始依次套设有防脱出限位圈、遇水膨胀止水套管、无倒刺膨胀管、以及紧固螺母，直管远离防脱出限位圈的一端连接有隔水阀；注浆时先将承压地层衬砌壁后注浆头锚固在衬砌上，然后从承压地层衬砌壁后注浆头内钻透衬砌，此时若发生涌水涌沙现象，只需关闭隔水阀即可隔绝涌水涌沙，之后只需连接注浆管路并打开隔水阀即可进行注浆，整个注浆过程操作简单且安全，且注浆头在注浆完成后可拔出并重复使用；本实用新型中，在无倒刺膨胀管膨胀的同时，遇水膨胀止水套管被压缩并紧密地贴合在孔壁上，不仅使锚固更牢，而且隔水效果更好。

Description

一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头

技术领域

本实用新型涉及地下洞室施工技术领域，特别是涉及一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头。

背景技术

合村并镇已开始大规模施行，越来越多的人口住进城市，对地铁等地下设施的需求越来越高，故越来越多的地下洞室施工项目得以施行，但各地施工单位的技术水平参差不齐，并非所有的地下洞室都进行了充分的防水处理，相当一部分新上马的地下洞室面临着渗漏水病害，如郑州市地铁一号线一站，开通仅六个月就出现了渗水现象。

而目前所采取的治理措施中，衬砌背后注浆堵水是治理效果最好的治理方法。盾构隧道一般预留带螺纹注浆孔，管片背后注浆可通过预制与之匹配的注浆头实现安全壁后注浆，不会发生涌水、涌砂等危险情况；但单层衬砌、复合式衬砌等其它类型的混凝土衬砌结构一般需要现场钻孔、现场安装注浆管等来实现背后注浆，该过程如果衬砌背后水体为承压水、或水头较高的非承压水，极易发生喷涌现象，喷涌具有水量大、流速高、危害大等特点，一旦发生喷涌现象，射流出水体一方面对洞室内的设施安全、轨道安全、人员安全造成极大危害，另一方面现场临时封堵难度高、效果差、可靠性低，给安全运营带来极大威胁。

球阀是密封效果最好的阀门，其能承受极大的压力而不发生渗漏，且结构简单，可靠性极高，很难失效。

实用新型内容

本实用新型提供一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头。

解决的技术问题是：承压地层衬砌壁后注浆时，在衬砌上现场钻孔容易造成涌水、涌砂等危险情况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，包括直管及套设在直管外的密封结构，所述直管锚固在衬砌背土面的盲孔内，直管后端设置在盲孔外，直管外侧面通过密封结构与盲孔壁紧密贴合；

所述直管后端连接有隔水阀，所述隔水阀在开启状态下从入口到出口有允许直杆穿过的流道，所述流道与直管共轴设置；

所述密封结构包括与直管滑动连接的遇水膨胀止水套管、锚固在直管上的防脱出限位圈、以及与直管螺纹连接的紧固螺母，所述遇水膨胀止水套管设置在防脱出限位圈与紧固螺母之间。

进一步，所述直管外自前端开始依次同轴套设有防脱出限位圈、遇水膨胀止水套管、用于将直管锚固在盲孔内的无倒刺膨胀管、以及紧固螺母。

进一步，所述无倒刺膨胀管与遇水膨胀止水套管之间还设置有用于胀开无倒刺膨胀管的涨开套管；所述无倒刺膨胀管与直管滑动连接，所述涨开套管套设在直管上且与直管滑动连接；所述无倒刺膨胀管的有切口端远离紧固螺母设置，所述涨开套管一端插设在无倒刺膨胀管的有切口端内，且外径从插设在无倒刺膨胀管内的一端到另一端逐渐增大。

进一步，所述直管上设置有多个遇水膨胀止水套管，所述遇水膨胀止水套管与直管滑动连接；相邻两个遇水膨胀止水套管之间设置有活动分隔环，所述活动分隔环套设在直管上，且与直管滑动连接。

进一步，所述无倒刺膨胀管的无切口端插设在紧固螺母内，且与紧固螺母转动连接；所述无倒刺膨胀管的无切口端开口外侧设置有嵌设在紧固螺母内壁的凹槽中、用于防止无倒刺膨胀管从紧固螺母中脱落的肋。

进一步，所述隔水阀为球阀，且与直管螺纹连接。

进一步，所述无倒刺膨胀管的有切口端侧面箍设有用于使无倒刺膨胀管与插入位置结合更紧密的橡胶圈。

进一步，所述防脱出限位圈的外径从直管前端向后逐渐增大。

本实用新型一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型中，承压地层衬砌壁后注浆头带有隔水阀，通过先将承压地层衬砌壁后注浆头锚固在衬砌上，然后从承压地层衬砌壁后注浆头内钻透衬砌，此时若发生涌水涌沙现象，只需关闭隔水阀即可隔绝涌水涌沙，之后只需连接注浆管路并打开隔水阀即可进行注浆，整个注浆过程操作简单且安全；

本实用新型中，承压地层衬砌壁后注浆头通过无倒刺膨胀管锚固在衬砌上，在注浆完成后可拔出并重复使用；

本实用新型中，直管上套设有遇水膨胀止水套管，在无倒刺膨胀管膨胀的同时，遇水膨胀止水套管被压缩并紧密地贴合在孔壁上，不仅强化了锚固强度，而且有效杜绝渗水现象。

附图说明

图1是本实用新型一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头的结构示意图;

图2是直管的结构示意图;

图3是紧固螺母与无倒刺膨胀管的连接示意图;

其中，1-直管，11-防脱出限位圈，12-活动分隔环，13-涨开套管，2-遇水膨胀止水套管，3-无倒刺膨胀管，31-橡胶圈，32-辅拆螺母，4-紧固螺母，5-隔水阀。

具体实施方式

如图1所示，一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，包括直管1，直管1外自一端开始依次同轴套设有防脱出限位圈11、遇水膨胀止水套管2、无倒刺膨胀管3、以及紧固螺母4，直管1远离防脱出限位圈11的一端连接有隔水阀5；

这里遇水膨胀止水套管2即和遇水膨胀止水条材质相同的套管，作用是防止水从承压地层衬砌壁后注浆头与孔壁之间渗出，无倒刺膨胀管3作用是将承压地层衬砌壁后注浆头锚固在衬砌上，注意不要选用带倒刺的膨胀管，以免影响拆卸。

防脱出限位圈11与直管1固定连接；

无倒刺膨胀管3与直管1滑动连接，无倒刺膨胀管3的有切口端远离紧固螺母4设置；

紧固螺母4与直管1螺纹连接，注意，这里螺纹的升角与摩擦角的关系应调整好，务必使紧固螺母4在旋转时，直管1不随之旋转，也可以在直管1上焊一个便于用扳手固定住、限制直管1转动的定位螺母。

隔水阀5在开启状态下从入口到出口有允许直杆穿过的流道；流道与直管1共轴设置。因为需要从隔水阀5及直管1插入钻头来钻透衬砌，故需要隔水阀5在开启状态下从入口到出口有允许直杆穿过的流道。常见阀门中，蝶阀由于关闭件的轴挡住了转头，不可使用，截止阀的流道根本不平直，亦不能使用。满足这一点的有闸阀和球阀，其中闸阀的密封效果较差，但容易开启，而球阀密封效果极好，但启闭需要很大的力，故在较浅的地层中施工时隔水阀5可选用闸阀或球阀，而在较深的地层中使用时就必须选用球阀；这里隔水阀5与直管1螺纹连接。

无倒刺膨胀管3与遇水膨胀止水套管2之间设置有用于胀开无倒刺膨胀管3的涨开套管13，涨开套管13套设在直管1上，一端插设在无倒刺膨胀管3内，且外径从插设在无倒刺膨胀管3内的一端到另一端逐渐增大。注意，这里的无倒刺膨胀管3的涨开方式与常见的膨胀螺栓略有不同，膨胀螺栓中的膨胀管位置不动，靠管内的螺杆外抽涨开膨胀管，而本实施例中，无倒刺膨胀管3在紧固螺母4的推动下向内移动，被涨开套管13顶开。

直管1上设置有多个遇水膨胀止水套管2，遇水膨胀止水套管2与直管1滑动连接；如图1-2所示，相邻两个遇水膨胀止水套管2之间设置有活动分隔环12，活动分隔环12套设在直管1上，且与直管1滑动连接；涨开套管13与直管1滑动连接。这里涨开套管13与直管1滑动连接，可以随着无倒刺膨胀管3的插入而移动，压缩遇水膨胀止水套管2，使之紧密贴合在孔壁上，强化锚固效果，并强化防渗漏效果，同时在拆卸时可随着无倒刺膨胀管3的拔出而松弛，避免遇水膨胀止水套管2吸水后紧贴孔壁而难以拔出，设置多个遇水膨胀止水套管2的目的是缩短单个遇水膨胀止水套管2的长度，避免遇水膨胀止水套管2因过长而在被压缩时各处不均匀，从而出现破损。

如图3所示，无倒刺膨胀管3的无切口端插设在紧固螺母4内，且与紧固螺母4转动连接；无倒刺膨胀管3的无切口端开口外侧设置有嵌设在紧固螺母4内壁的凹槽中、用于防止无倒刺膨胀管3从紧固螺母4中脱落的肋。这里设置肋是出于安全方面的考虑，这里的紧固螺母4属于在受限空间中使用的紧固件，很多地方需要直接用手操作，而工程实践中，紧固螺母4与无倒刺膨胀管3之间的缝隙经常夹到工人的手，将二者做成一体，可避免这种事故发生。

无倒刺膨胀管3的有切口端侧面箍设有用于使无倒刺膨胀管3与插入位置结合更紧密的橡胶圈31。

防脱出限位圈11的外径从直管1前端向后逐渐增大，以便于将整个承压地层衬砌壁后注浆头插入盲孔。

无倒刺膨胀管3上套设有与无倒刺膨胀管3固定连接的辅拆螺母32，以在拆卸时用钳子夹住，进行摇动，方便拔出。

注意，直管1上套设的部件中，除了相互固定连接的无倒刺膨胀管3与辅拆螺母32，相互转动连接的无倒刺膨胀管3与紧固螺母4，其余的相邻部件之间均为接触设置。

使用上述承压地层衬砌壁后注浆头进行注浆的具体方法，包括以下步骤：

步骤1：在衬砌上钻出内径不小于遇水膨胀止水套管2外径及无倒刺膨胀管3外径的盲孔，注意盲孔内剩余的衬砌应能在安装承压地层衬砌壁后注浆头期间承受衬砌壁后的压力；

步骤2：将承压地层衬砌壁后注浆头插入盲孔中，拧紧紧固螺母4，使无倒刺膨胀管3胀开卡在孔壁上，并同时压缩遇水膨胀止水套管2，使之紧密贴合孔壁；

步骤3：完全开启隔水阀5，从承压地层衬砌壁后注浆头内插入钻头，钻透衬砌壁后迅速拔出钻头并关闭隔水阀5；

步骤4：连接注浆管路与隔水阀5，开启隔水阀5进行注浆；

步骤5：关闭隔水阀5，断开注浆管路与隔水阀5的连接；

步骤6：浆液凝固后，旋松紧固螺母4，拔出承压地层衬砌壁后注浆头，封堵钻孔。

步骤3分为以下分步骤：

步骤3.1：完全开启隔水阀5，使隔水阀5中的关闭件的孔与隔水阀5的入口及出口对齐；

步骤3.2：在承压地层衬砌壁后注浆头内插入用于避免钻头划伤承压地层衬砌壁后注浆头的软管；因为打孔时钻头有抖动，有可能划伤承压地层衬砌壁后注浆头；

步骤3.3：从软管内插入钻头，钻透衬砌壁后迅速拔出钻头与软管并关闭隔水阀5。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，包括在纯净液体中应用本实用新型，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：包括直管（1）及套设在直管（1）外的密封结构，所述直管（1）锚固在衬砌背土面的盲孔内，直管（1）后端设置在盲孔外，直管（1）外侧面通过密封结构与盲孔壁紧密贴合；

所述直管（1）后端连接有隔水阀（5），所述隔水阀（5）在开启状态下从入口到出口有允许直杆穿过的流道，所述流道与直管（1）共轴设置；

所述密封结构包括与直管（1）滑动连接的遇水膨胀止水套管（2）、锚固在直管（1）上的防脱出限位圈（11）、以及与直管（1）螺纹连接的紧固螺母（4），所述遇水膨胀止水套管（2）设置在防脱出限位圈（11）与紧固螺母（4）之间。

2.根据权利要求1所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述直管（1）外自前端开始依次同轴套设有防脱出限位圈（11）、遇水膨胀止水套管（2）、用于将直管（1）锚固在盲孔内的无倒刺膨胀管（3）、以及紧固螺母（4）。

3.根据权利要求2所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述无倒刺膨胀管（3）与遇水膨胀止水套管（2）之间还设置有用于胀开无倒刺膨胀管（3）的涨开套管（13）；所述无倒刺膨胀管（3）与直管（1）滑动连接，所述涨开套管（13）套设在直管（1）上且与直管（1）滑动连接；所述无倒刺膨胀管（3）的有切口端远离紧固螺母（4）设置，所述涨开套管（13）一端插设在无倒刺膨胀管（3）的有切口端内，且外径从插设在无倒刺膨胀管（3）内的一端到另一端逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述直管（1）上设置有多个遇水膨胀止水套管（2），所述遇水膨胀止水套管（2）与直管（1）滑动连接；相邻两个遇水膨胀止水套管（2）之间设置有活动分隔环（12），所述活动分隔环（12）套设在直管（1）上，且与直管（1）滑动连接。

5.根据权利要求2所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述无倒刺膨胀管（3）的无切口端插设在紧固螺母（4）内，且与紧固螺母（4）转动连接；所述无倒刺膨胀管（3）的无切口端开口外侧设置有嵌设在紧固螺母（4）内壁的凹槽中、用于防止无倒刺膨胀管（3）从紧固螺母（4）中脱落的肋。

6.根据权利要求1所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述隔水阀（5）为球阀，且与直管（1）螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述无倒刺膨胀管（3）的有切口端侧面箍设有用于使无倒刺膨胀管（3）与插入位置结合更紧密的橡胶圈（31）。

8.根据权利要求2所述的一种可防喷涌的承压地层衬砌壁后注浆头，其特征在于：所述防脱出限位圈（11）的外径从直管（1）前端向后逐渐增大。

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