CN213980749U - 一种隧道钻孔高压涌水防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种隧道钻孔高压涌水防护装置，包括孔口管、导流壳和固定件；孔口管套设在钻机的钻杆上，且孔口管的一端设置在掌子面上，用于水流的排出；固定件的一端设置在孔口管上，导流壳设置在固定件的另一端上，且导流壳与孔口管对应，能实现水流的阻挡和导流。本实用新型通过钻机在掌子面上钻一定深度的孔后，将孔口管固定在掌子面的孔洞上，钻机继续沿孔洞钻进，遇高压涌水时，孔口管能收集水流防止其向人员和设备方向喷射，导流壳能对孔口管喷射出的水流进行阻挡以及向四周导流，防止高压涌水损害设备和人员。

Description

一种隧道钻孔高压涌水防护装置

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道钻孔高压涌水防护装置。

背景技术

在隧道施工过程中，需要对掌子面进行高压涌水和岩溶探测，现有技术中通常采用超前探孔钻机对掌子面进行钻孔进而实现对水流的探测，但现有的超前探孔钻机没有发生高压涌水时的保护装置，因此在钻进过程中发生高压水流突涌时，容易对人员和设备造成伤害，同时使得施工周期延长。

综上所述，急需一种在隧道钻孔探测施工中防止高压涌水对人员和设备造成伤害的隧道钻孔高压涌水防护装置以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种在隧道钻孔探测施工中防止高压涌水对人员和设备造成伤害的隧道钻孔高压涌水防护装置，具体技术方案如下：

一种隧道钻孔高压涌水防护装置，包括孔口管、导流壳和固定件；所述孔口管套设在钻机的钻杆上，且孔口管的一端设置在掌子面上，用于水流的排出；所述固定件的一端设置在孔口管上，导流壳设置在固定件的另一端上，且导流壳与孔口管对应，能实现水流的阻挡和导流。

以上技术方案优选的，所述导流壳的形状为锥形体；所述锥形体设置在固定件上，且锥形体套设在钻杆上，锥形体的小端口朝向孔口管。

以上技术方案优选的，所述锥形体的小端口的内壁与钻杆之间的间隙为1-3cm。

以上技术方案优选的，还包括导流件；所述导流件包括设置在固定件上的至少一组导流单件；所述导流单件的一端与孔口管的水平距离为0-2cm，导流单件的另一端与导流壳水平距离为0-2cm，便于将水流引导至导流壳上。

以上技术方案优选的，所述导流单件与水流的接触面与孔口管的中轴线的夹角为A，A为10°-20°。

以上技术方案优选的，所述导流件包括至少两组导流单件；多组导流单件配合能形成一个保护钻杆的通道；所述固定件包括与导流单件一一对应的固定单件；所述导流单件对应设置在固定单件上。

以上技术方案优选的，所述导流单件活动设置在固定单件上，能实现导流单件沿其长度方向进行位移。

以上技术方案优选的，还包括限位件；所述限位件包括设置在固定单件上的第一限位部和设置在导流单件上的第二限位部，第一限位部和第二限位部配合实现对导流单件的限位。

以上技术方案优选的，所述导流单件的形状为弧形壳体。

以上技术方案优选的，所述孔口管包括管体和法兰盘；所述管体套设在钻杆上，且其一端设置在掌子面上；所述法兰盘设置在管体远离掌子面的一端上，且法兰盘上设有便于钻杆通过的通孔。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的隧道钻孔高压涌水防护装置包括孔口管、导流壳和固定件；所述孔口管套设在钻机的钻杆上，且孔口管的一端设置在掌子面上，用于水流的排出；所述固定件的一端设置在孔口管上，导流壳设置在固定件的另一端上，且导流壳与孔口管对应，能实现水流的阻挡和导流。本实用新型通过钻机在掌子面上钻一定深度的孔后，将孔口管固定在掌子面的孔洞上，钻机继续沿孔洞钻进，遇高压涌水时，孔口管能收集水流防止其向人员和设备方向喷射，导流壳能对孔口管喷射出的水流进行阻挡以及向四周导流，防止高压涌水损害设备和人员。

(2)本实用新型的导流壳的形状为锥形体；所述锥形体设置在固定件上，且锥形体套设在钻杆上，锥形体的小端口朝向孔口管；孔口管喷出的水流沿锥形体的母线方向散开，能有效防止水流对设备和人员造成伤害，并且锥形体的母线具有斜度，能缓解水流的压力，减少高压涌水的危害。

(3)本实用新型的锥形体的小端口的内壁与钻杆之间的间隙为1-3cm，便于钻杆能穿过锥形体进行持续作业，并且通过锥形体的小端口和钻杆之间形成间隙配合，防止水流从小端口内喷射出来造成伤害。

(4)本实用新型还包括导流件；所述导流件包括设置在固定件上的至少一组导流单件；所述导流单件的一端与孔口管的水平距离为0-2cm，导流单件的另一端与导流壳水平距离为0-2cm，便于将水流引导至导流壳上，优选导流单件与水流的接触面与孔口管的中轴线的夹角为A，A为10°-20°，通过倾斜设置的导流单件，将喷射出来的高压涌水引导至导流壳上，防止其向四周喷射从而对钻杆和人员造成伤害。

(5)本实用新型的导流件包括至少两组导流单件；多组导流单件配合能形成一个保护钻杆的通道；所述固定件包括与导流单件一一对应的固定单件；所述导流单件对应设置在固定单件上，通过对应设置在固定单件上的导流单件形成一个保护钻杆的通道，防止钻杆受到水流伤害，同时能将水流引导至导流壳上，并且多组导流单件组合形成的通道便于适配不同规格的钻机设备(即匹配不同的规格的钻杆)。

(6)本实用新型的导流单件活动设置在固定单件上，能实现导流单件沿其长度方向进行位移，水流喷射在导流单件上时，导流单件沿其长度方向运动，从而使得导流单件位于孔口管的一端能压紧在钻杆上，多组导流单件压紧在钻杆上，对钻杆形成包裹状态，从而保证高压涌水沿导流单件被引导至导流壳上，增强引流效果。同时防止高压涌水冲开导流单件继续向人员和设备方向喷射。

(7)本实用新型还包括限位件；所述限位件包括设置在固定单件上的第一限位部和设置在导流单件上的第二限位部，第一限位部和第二限位部配合实现对导流单件的限位，限位件能防止导流单件位移量过大从而使得导流单件失效，同时能防止水流从导流单件和钻杆之间的间隙中喷出，对钻杆和钻机造成伤害。

(8)本实用新型的导流单件的形状为弧形壳体，通过多组弧形壳体便于形成保护钻杆的通道，并且弧形壳体的表壁具有弧度，能在一定程度上缓解高压涌水的压力，实用性好。

(9)本实用新型的孔口管包括管体和法兰盘；所述管体套设在钻杆上，且其一端设置在掌子面上；所述法兰盘设置在管体远离掌子面的一端上，且法兰盘上设有便于钻杆通过的通孔，通过在管体上设置法兰盘，便于导流壳和固定件的固定，保证结构紧凑。

(10)本实用新型的固定件包括沿法兰盘圆周方向设置在法兰盘上的固定单件；所述固定单件远离法兰盘的一端连接导流壳；固定单件沿圆周方向设置，能有效分散导流壳由于水压的压力从而对固定单件产生的作用力，同时为其他部件的安装和工作提供空间。此处优选固定单件数量为六组，有效提高导流壳的承压能力，适用大流量和超高压的水流工况。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

在附图中：

图1是本实施例的隧道钻孔高压涌水防护装置的结构示意图；

其中，1、孔口管；2、导流壳；3、固定件；4、掌子面；5、钻杆；6、导流件；7、导流单件；8、固定单件；9、第一限位部；10、第二限位部；11、管体；12、法兰盘；13、活动件；14、小端口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

一种隧道钻孔高压涌水防护装置，包括孔口管1、固定件3、导流壳2和导流件6，如图1所示，具体如下：

所述孔口管包括法兰盘12和管体11；所述管体11套设在钻机的钻杆5上，且管体的一端设置在掌子面4上；所述法兰盘12设置在管体11远离掌子面4的一端的端部上，且法兰盘上设有便于钻杆5通过的通孔，通孔与管体的开口同中轴线。优选钻杆与通孔的之间的间隙为1-5cm，能有效释放水流的同时，防止水流过大造成施工困难。

所述固定件3包括沿法兰盘圆周方向设置在法兰盘上的多组固定单件8(固定单件数量根据实际情况选择，此处优选为6组，固定单件优选为螺杆)；所述法兰盘12沿其圆周方向均匀设有至少六个安装孔，所述固定单件通过安装孔固定在法兰盘上(固定单件上设有螺纹，通过两组螺母将固定单件固定在安装孔上，如图1所示)。

所述导流壳2形状优选为锥形体，所述锥形体的外壁与固定单件8远离法兰盘的一端连接(优选焊接)，且锥形体套设在钻杆上(即钻杆贯穿锥形体的小端口14)，锥形体的小端口14朝向孔口管1。此处优选锥形体可以是一体化结构，也可以是并列的多块拼接而成的结构。

优选的，所述锥形体的小端口14的内壁与钻杆外壁5之间的间隙为1-3cm。

优选的，锥形体的大端口的边缘部分朝向孔口管的方向进行翻边，便于将水流导回掌子面4，进一步防止水流向四周喷射，进而损害设备。

所述导流件6包括至少一组导流单件7，所述导流单件7设置在固定单件8上，且导流单件7沿长度方向包括第一端和第二端，第一端与孔口管1的水平距离为0-2cm，第二端与导流壳2的水平距离为0-2cm，并且导流单件7与水流的接触面与孔口管(具体是孔口管的管体)的中轴线的夹角为A，A为10°-20°，通过倾斜设置的导流单件便于把孔口管1内喷射出来的水流引导至导流壳2上，如图1所示。

优选的，所述导流件6包括至少两组导流单件7，多组导流单件配合形成保护钻杆的通道，导流单件对应设置在不同的固定单件上。优选设置三组导流单件形成环绕钻杆对钻杆形成保护的通道。

优选的，所述导流单件7的形状优选为弧形壳体，导流单件也可以根据实际情况选择三块矩形板环绕而成的凹槽，图1中示意了弧形壳体。

优选的，所述导流单件7通过活动件13活动设置在固定单件8上，具体是：所述活动件13包括第一钢圈、第二钢圈和连接带；所述第一钢圈设置在固定单件8上；所述连接带(优选为钢材质)的第一端活动设置在第一钢圈上，能沿第一钢圈进行周向运动；第二钢圈设置在连接带的第二端上；所述导流单件设置在第二钢圈上，能实现导流单件沿其长度方向进行位移，便于水流喷射在导流单件上时，导流单件能沿其长度方向运动，从而使得导流单件位于孔口管的一端能压紧在钻杆的外壁上，形成包裹，便于水流的导向和防止水流由钻杆和导流单件之间的间隙射出。

优选的，还包括用于对导流单件7沿其长度方向运动进行限制的限位件；所述限位件包括设置在固定单件8上的第一限位部9和设置在导流单件7上的第二限位部10，第一限位部和第二限位部配合实现对导流单件的限位，具体是：第一限位部(第一矩形块)竖直设置在固定单件上，所述第二限位部(第二矩形块)倾斜设置在导流单件上，导流单件运动时，第一限位部对第二限位部进行阻挡，实现对导流单件的限位。

应用本实施例的技术方案，具体是：

1、钻杆5在掌子面4上(具体是掌子面上的探测点)钻一定深度孔，此处钻孔深度根据实际情况确定，优选深度为2-3m；

2、将孔口管的管体11的一端安装在钻出的孔上，此处优选通过水泥浆将管体11固定在掌子面4上(法兰盘12焊接在管体11远离掌子面4的一端上)；

3、将固定单件8安装在法兰盘12上(固定单件8远离法兰盘的一端上连接有导流壳2)；

4、钻机继续钻孔作业，如遇高压涌水，水流由管体11排出，经导流单件7引导至导流壳2上，防止高压涌水直接喷射在设备和人员上。

5、探测作业完成，钻机的钻杆取出，将固定单件7和导流壳2拆卸，重复利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，包括孔口管(1)、导流壳(2)和固定件(3)；所述孔口管套设在钻机的钻杆(5)上，且孔口管(1)的一端设置在掌子面(4)上，用于水流的排出；所述固定件(3)的一端设置在孔口管上，导流壳(2)设置在固定件的另一端上，且导流壳与孔口管对应，能实现水流的阻挡和导流。

2.根据权利要求1所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述导流壳(2)的形状为锥形体；所述锥形体设置在固定件(3)上，且锥形体套设在钻杆(5)上，锥形体的小端口(14)朝向孔口管。

3.根据权利要求2所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述锥形体的小端口(14)的内壁与钻杆(5)之间的间隙为1-3cm。

4.根据权利要求1所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，还包括导流件(6)；所述导流件包括设置在固定件上的至少一组导流单件(7)；所述导流单件(7)的一端与孔口管(1)的水平距离为0-2cm，导流单件的另一端与导流壳(2)水平距离为0-2cm，便于将水流引导至导流壳(2)上。

5.根据权利要求4所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述导流单件(7)与水流的接触面与孔口管(1)的中轴线的夹角为A，A为10°-20°。

6.根据权利要求5所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述导流件(6)包括至少两组导流单件(7)；多组导流单件(7)配合能形成一个保护钻杆(5)的通道；所述固定件(3)包括与导流单件(7)一一对应的固定单件(8)；所述导流单件对应设置在固定单件上。

7.根据权利要求6所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述导流单件(7)活动设置在固定单件(8)上，能实现导流单件(7)沿其长度方向进行位移。

8.根据权利要求7所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，还包括限位件；所述限位件包括设置在固定单件(8)上的第一限位部(9)和设置在导流单件上的第二限位部(10)，第一限位部和第二限位部配合实现对导流单件的限位。

9.根据权利要求4-8任意一项所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述导流单件(7)的形状为弧形壳体。

10.根据权利要求1所述的隧道钻孔高压涌水防护装置，其特征在于，所述孔口管(1)包括管体(11)和法兰盘(12)；所述管体(11)套设在钻杆(5)上，且其一端设置在掌子面(4)上；所述法兰盘设置在管体(11)远离掌子面(4)的一端上，且法兰盘(12)上设有便于钻杆通过的通孔。

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