CN215804475U - 一种袖阀管注浆构件及用于富水岩溶的封孔组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及路基岩溶整治领域，具体涉及一种袖阀管注浆构件及用于富水岩溶的封孔组件。本实用新型改良了现有袖阀管注浆装置，将本与袖阀管配套的注浆器改用为由注浆芯管和止浆塞组合的灌浆塞结构，并运用于富集地下水路基岩溶环境进行整治。在将灌浆塞放入袖阀管后，止浆塞可通过充气或充水增压变得膨胀，膨胀后止浆塞可完全充填袖阀管和注浆芯管之间的间隙，达到密封不漏浆的效果；当在定点注浆完成后，将止浆塞收缩，方便拔出灌浆塞，注浆效果理想。

Description

一种袖阀管注浆构件及用于富水岩溶的封孔组件

技术领域

本实用新型涉及路基岩溶整治技术领域，特别是一种袖阀管注浆构件及用于富水岩溶的封孔组件。

背景技术

喀斯特地貌分布广泛，类型多。岩溶发育是喀斯特地貌重要特征，地层中多为碳酸岩类的可溶性石灰岩，其中的溶洞、溶槽、裂隙无规则发育。由于环境和人为因素影响，地下水位不断变化，造成岩溶也不断的发育，这对路基的稳定影响极大。

袖阀管注浆由于能较好地控制注浆范围和注浆压力，可进行重复注浆，且发生冒浆与串浆的可能性很小等特点，被国内外公认为最可靠的注浆工法之一，常被用来进行大坝、路基等的加固整治施工。但袖阀管注浆常适用于在较为匀质的地层加固，尤其是地下水位较低的地方。

因为在岩溶发育区，地下水位较高，受水压和空气负压等影响，尤其在多次注浆后，在路基岩溶整治施工过程中会出现注浆器难以插拔的问题，这会使得袖阀管注浆失去了定深、定量、定段和重复注浆的优越性。因此，需要对袖阀管注浆结构进行适应性改良，使得袖阀管注浆能够用于岩溶区施工，提高注浆质量和施工进度，使得路基岩溶整治施工具有可行性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术袖阀管注浆装置在岩溶发育区施工时，由于地下水位较高，受水压和空气负压等影响，注浆器出现难以插拔的问题，提供一种袖阀管注浆构件及用于富水岩溶的封孔组件。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种袖阀管注浆构件，包括袖阀管，袖阀管内设有注浆芯管，注浆芯管上设有充气或充水式止浆塞，止浆塞连通于连接管的一端，连接管另一端通过袖阀管与注浆芯管之间的间隙引出钻孔的入口。

本实用新型改良了现有袖阀管注浆装置，将本与袖阀管内配套的注浆器改用为由注浆芯管和止浆塞组合的灌浆塞结构。在将灌浆塞放入袖阀管后，止浆塞可通过充气或充水增压变得膨胀，膨胀后的止浆塞可完全充填袖阀管和注浆芯管之间的间隙，达到密封不漏浆的效果；当在定点注浆完成后，将止浆塞收缩，方便拔出灌浆塞。其中，与止浆塞连通的连接管，通过袖阀管与注浆芯管之间的间隙引出钻孔口，不占用注浆芯管的有效注浆面积，注浆更顺畅，还便于注浆后管道清理，方便重复使用。

在多水路基岩溶整治环境采用改良后的袖阀管注浆结构，由于可反复插拔的灌浆塞适应高水位钻孔，因此改进后的袖阀管注浆结构可重复利用，施工更为快捷、省力，利于降低成本、缩短工期。

优选地，止浆塞的长度为55cm-65cm。

为适应溶洞和裂隙及其发育的岩溶地区环境的注浆，改良后的止浆塞应具有较长长度，使得密封性能可靠，满足长裂缝的注浆加固需求，保证有效分段止浆，同时兼顾实用性、经济性和便捷性。

优选地，注浆芯管的底端开口，注浆芯管的开口端超过止浆塞的长度为5cm-10cm，避免浆液堵塞注浆芯管、注浆不畅。

优选地，注浆芯管为分段式结构。

优选地，注浆芯管上设有溢浆孔段，靠近溢浆孔段的下部和上部均设有止浆塞，分别为第一止浆塞和第二止浆塞。灌浆塞采用双塞型，可实现定点注浆，保证每一小段的注浆质量。

优选地，连接管包括第一连接管和第二连接管，第一止浆塞通过第一连接管连通第二止浆塞，第二止浆塞连接第二连接管，第二连接管用于连接增压泵。对于双塞型灌浆塞，止浆塞分段连接连接管并均与增压泵连通，即第一连接管一端连接于第一止浆塞顶部、另一端连接于第二止浆塞底部，而第二连接管的一端连接于第二止浆塞顶部、另一端与增压泵连接，这样连接管能够重复使用，便于根据实际工况调整长度，并且能使连接管避免穿过止浆塞影响密封性。

优选地，注浆芯管设有多个，多个注浆芯管之间组合式螺纹连接，适应实际钻孔长度，施工便捷、灵活。

优选地，止浆塞的充水压力为1MPa-1.4MPa。

优选地，止浆塞为包裹在注浆芯管外壁的橡胶结构件，内部中空。

优选地，止浆塞为横截面呈环形的橡胶囊状构件。

本实用新型为解决岩溶发育区由于钻孔内地下水位高，导致注浆封孔难以实现的技术问题，提供一种用于富水岩溶的封孔组件，钻孔中设有上述的一种袖阀管注浆构件，钻孔上方的注浆芯管连接注浆管，注浆管引出钻孔口并用于连接注浆机，引出钻孔口的连接管用于连接增压泵；袖阀管与钻孔壁之间的间隙中填充有套壳料，套壳料上方设有水泥浆封孔段，水泥浆封孔段为水泥浆填充于袖阀管与钻孔壁之间的间隙中所形成的结构，其中水泥浆的水灰质量比为（0.1-0.3）:1。

在富集地下水路基岩溶整治的钻孔中，采用经改良的袖阀管注浆结构，在注浆前并在封孔段以下，通过袖阀管压注套壳料至袖阀管外壁与钻孔壁之间的间隙，形成一层具有一定强度的填充层，为浆液提供只能横向破壳的通道；位于套壳料上方的水泥浆封孔段是具有一定高度、强度的水泥浆液凝固结构，水泥浆封孔段的设置，能够避免浆液从袖阀管外壁与钻孔壁之间的间隙中压出。袖阀管注浆结构通过与注浆芯管连接的注浆管延伸出钻孔口，利用注浆机注浆，通过连接管连通止浆塞和增压泵，利用增压泵为止浆塞充水或充气。本实用新型在富集地下水的路基岩溶区也采用了袖阀管注浆工艺，保留了袖阀管注浆工艺定深、定量、定段和重复注浆的优势，解决了多水环境难以注浆封孔的难题，注浆封孔效果理想，满足施工进度和质量要求。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过采用灌浆塞代替袖阀管配套的注浆器，解决了在高地下水位的岩溶发育区对已发育的地下岩溶进行注浆整治过程中出现的注浆器难以插拔的问题，使袖阀管这一先进工艺在地下水位高的岩溶发育区的岩溶整治施工中得到应用。

2、本实用新型中的袖阀注浆构件，采用以橡胶囊为止浆塞的灌浆塞代替袖阀管中的注浆器，可通过钻孔口的水泵或气泵来调整止浆塞的直径，达到变径的目的，避免封死袖阀管孔道，造成负压问题，确保了灌浆塞在高地下水位的情况下也可正常插拔。

3、本实用新型中的袖阀注浆构件，连通止浆阀的连接管通过袖阀管与注浆芯管之间的间隙引出钻孔口，并不穿过止浆塞所要膨胀的空间，也不占用注浆芯管的有效注浆面积，注浆更顺畅，密封性更好，还便于注浆后管道清理，方便重复使用。

4、本实用新型中的袖阀注浆构件，改变了现有袖阀管装置中止浆塞的大小形状，将止浆塞改用为与注浆芯管固结一体的橡胶囊，并将止浆塞的长度大大加长，以适应溶洞和裂隙及其发育的岩溶地区环境，满足长裂缝的注浆加固需求，使得密封性能可靠，保证有效分段止浆，同时兼顾实用性、经济性和便捷性，使得高水位。

附图说明

图1是一种单塞型袖阀管注浆构件的示意图。

图2是单塞型袖阀管注浆构件封孔时的结构示意图。

图3是一种双塞型袖阀管注浆构件的示意图。

图4是双塞型袖阀管注浆构件封孔时的结构示意图。

图标：1-袖阀管；2-注浆芯管；3-止浆塞；31-第一止浆塞；32-第二止浆塞；4-连接管；41-第一连接管；42-第二连接管；5-注浆管；6-增压泵；7-溢浆孔段；8-套壳料；9-水泥浆封孔段；10-钻孔；11-出浆孔；12-橡胶密封套；13-堵头；14-入口；15-溶洞。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种袖阀管注浆构件，如图1、图2，包括袖阀管1，袖阀管1内设有注浆芯管2，注浆芯管2深入袖阀管1的底端开口，注浆芯管2的另一端通过连接注浆管5引出钻孔10的入口14然后用于连接注浆机；注浆芯管2上设有充水式环形止浆塞3，止浆塞3单段长度约60cm（优选长度55cm-65cm），注浆芯管2底端开口略低5cm-10cm于止浆塞3（本实施例中优选注浆芯管2的开口端超过止浆塞3的长度5cm-10cm），以免在注浆过程中堵塞导致注浆不顺畅；止浆塞3顶部连通高压连接管4，高压连接管4通过注浆芯管2外壁和袖阀管1内壁之间的间隙引出钻孔10入口14，并与钻孔10外部带压力表的增压泵6（选用水泵）连接，进行充水，使止浆塞3膨胀、紧贴钻孔10内壁，达到密封的目的。

其中，止浆塞3为橡胶材质，包裹在注浆芯管2外壁，内部中空，手压增压泵6通过连接管4压入水、空气等使止浆塞3膨胀；止浆塞3的横截面呈环形，内侧粘结固定于注浆芯管2上；注浆芯管2和注浆管5可选用钢管或PVC管等硬管材料，注浆芯管2与注浆管5套接或者螺纹连接；高压连接管4为胶管，可顺着钻孔10缠绕在注浆芯管2及注浆管5上带出。

实施例2

一种袖阀管注浆构件，如图3、图4，包括袖阀管1，袖阀管1内设有注浆芯管2，注浆芯管2深入钻孔10的一端设有溢浆孔段7，注浆芯管2的另一端通过连接注浆管5引出钻孔10入口14然后用于连接注浆机；在靠近溢浆孔段7的下部和上部分别套设有充水式环形止浆塞3：第一止浆塞31和第二止浆塞32，每个止浆塞3单段长度约60cm（优选长度55cm-65cm）。注浆芯管2底端略低于下部的止浆塞3，以免在注浆过程中堵塞导致注浆不顺畅。上下部两个止浆塞3均连通高压连接管4（包括第一连接管41和第二连接管42）并引出钻孔口与外部带压力表的增压泵6连接：本实施例在两个止浆塞3之间设有一根第一连接管41，又在上部止浆塞3上连通第二连接管42引出钻孔口，将第二连接管42连接增压泵6，避免第一连接管41穿过上部止浆塞3导致上部止浆塞3密封不严而渗漏浆液。通过增压泵6（本实施例选用水泵）对两个止浆塞3进行充水，使止浆塞3膨胀紧贴钻孔10壁，达到密封的目的。

其中，止浆塞3为橡胶材质，包裹在注浆管外壁，与注浆芯管2固结为一体，内部中空，手压增压泵6通过连接管4压入水、空气等使止浆塞3膨胀；注浆芯管2和注浆管5可选用钢管或PVC管等硬管材料；高压连接管4为胶管，可顺着钻孔10缠绕在注浆芯管2及注浆管5上。

实施例3

一种用于富水岩溶的封孔组件，如图2或图4，包括实施例1或实施例2中经改良的袖阀管注浆构件，钻孔10内壁与袖阀管1之间压注有套壳料8，套壳料8上部、钻孔10内壁与袖阀管1外壁之间填充有水泥浆封孔段9，所用的水泥浆中水灰比质量约为0.2:1（本实施例优选比例（0.1-0.3）:1），水泥浆封孔段9填充靠近至钻孔口，避免道渣掉入难清理。

其中，袖阀管1同传统袖阀管1结构形式，管体上分段式布置设有多个出浆孔11，设有出浆孔11段的袖阀管1管体处套设有橡胶密封套12，袖阀管1管体底端设有堵头13进行封闭；袖阀管1能够提供单向的注浆通道。

本实施例将现有的袖阀管1注浆结构改良，将现有与袖阀管1配套的注浆器改用为由注浆芯管2和止浆塞3组合的灌浆塞，直径略小于袖阀管1内径，由增压泵6通过连接管4压入水、空气等使止浆塞3膨胀，起到变径和封堵注浆芯管2与袖阀管1内壁间间隙的作用，确保不漏浆，在袖阀管1内形成有效的分段。本实施例基于改良的袖阀管1注浆结构用于富集地下水路基岩溶整治，以适应多水钻孔10环境注浆的岩层缝隙加固。

施工时，用于富集地下水路基岩溶整治，包括以下步骤：

（1）首先将注浆管5的一端与注浆机连接好，并将注浆管5的另一端布置至钻孔口。

（2）将注浆芯管2尾部与注浆管5连接。

（3）将注浆芯管2上的止浆塞3与高压连接管4连通，将高压连接管4的另外一端与钻孔口附近的手动增压泵6连接，其中增压泵6带压力表。

（4）先将袖阀管1下部装有堵头13的一端朝向钻孔10插进。

（5）插入注浆芯管2，利用注浆机通过袖阀管1在封孔段以下压注套壳料8，使套壳料8填充袖阀管1外壁与钻孔10壁间的间隙，完成后压水冲洗袖阀管1；套壳料8形成一层具有一定强度的填充层，为浆液提供只能横向破壳的通道。

（6）在袖阀管1外壁与钻孔10上部的间隙中灌注水泥浆进行封孔，并待形成水泥浆封孔段9，所灌注的水泥浆的水灰质量比优选（0.1-0.3）:1。

（7）将注浆芯管2插入袖阀管1并用牵引绳索下放至指定深度；通过增压泵6由连接管4向止浆塞3充水，充水压力为1MPa-1.4MPa，使止浆塞3膨胀紧贴袖阀管1内壁和注浆芯管2之间的间隙。

（8）通过注浆机向袖阀管1内压注浆液。

注浆时，当注浆压力超过套壳料8的强度，浆液将通过袖阀管1上的出浆孔11，挤开橡胶密封套12，水平方向挤破套壳料8到达溶洞15、裂隙及地层软弱的地方；当注浆压力不足时，则浆液无法破壳；因套壳料8在水平向和竖直向厚度具有较大差异性，因此浆液只能水平向破壳，进而能够保证袖阀管1的分段注浆效果。

灌浆塞在到达注浆深度前不膨胀，使袖阀管1内的气和水从灌浆塞外侧与袖阀管1内壁的间隙中排出，待袖阀管1到达指定深度时再膨胀进行定点分段注浆，注浆完成后再次收缩、拔出。每次注浆完成后需持续压水冲洗袖阀管1，以保证袖阀管1内清洁，无浆液沉积和凝固，确保发挥袖阀管1可多次重复注浆的优势。

灌浆塞可采用双塞或者单塞型。采用双塞，可实现定点注浆，保证每一小段的注浆质量，但无法对孔底直接进行压水冲洗，管底段需要用水管配合；采用单塞，可实现止浆塞3下方的全段袖阀管1压浆，但不利于保证单点的压浆质量，好处是注浆完成后可直接压水冲洗袖阀管1。两种灌浆塞可视现场情况进行选用。

需要说明的是，本申请中的增压泵6也可选用气泵，向止浆塞3中充气；注浆芯管2可为一体式的，也可为分段式的，便于拆卸运输和根据实际工况组装；进一步地，注浆芯管2可设置多个，多个注浆芯管2首尾串联进行螺纹连接，利于施工人员根据实际工况的钻孔10深度进行管长调整，能够多段定点注浆。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种袖阀管注浆构件，其特征在于，包括袖阀管（1），所述袖阀管（1）内设有注浆芯管（2），所述注浆芯管（2）上设有充气或充水式止浆塞（3），所述止浆塞（3）的长度为55cm-65cm，所述止浆塞（3）连通于连接管（4）的一端，所述连接管（4）另一端通过所述袖阀管（1）与所述注浆芯管（2）之间的间隙引出钻孔（10）的入口（14）。

2.根据权利要求1所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述注浆芯管（2）的底端开口，所述注浆芯管（2）的开口端超过所述止浆塞（3）的长度为5cm-10cm。

3.根据权利要求1所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述注浆芯管（2）为分段式结构。

4.根据权利要求1所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述注浆芯管（2）上设有溢浆孔段（7），靠近所述溢浆孔段（7）的下部和上部均设有所述止浆塞（3），分别为第一止浆塞（31）和第二止浆塞（32）。

5.根据权利要求4所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述连接管（4）包括第一连接管（41）和第二连接管（42），所述第一止浆塞（31）通过所述第一连接管（41）连通所述第二止浆塞（32），所述第二止浆塞（32）连接所述第二连接管（42），所述第二连接管（42）用于连接增压泵（6）。

6.根据权利要求4所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述注浆芯管（2）设有多个，多个所述注浆芯管（2）之间组合式螺纹连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述止浆塞（3）的充水压力为1MPa-1.4MPa。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种袖阀管注浆构件，其特征在于，所述止浆塞（3）为包裹在所述注浆芯管（2）外壁的橡胶结构件，内部中空。

9.一种用于富水岩溶的封孔组件，其特征在于，钻孔（10）中设有如权利要求1-8任一项所述的一种袖阀管注浆构件，注浆芯管（2）连接注浆管（5），所述注浆管（5）引出入口（14）并用于连接注浆机，引出所述入口（14）的连接管（4）用于连接增压泵（6）；袖阀管（1）与钻孔（10）壁之间的间隙中填充有套壳料（8），所述套壳料（8）上方设有水泥浆封孔段（9），所述水泥浆封孔段（9）为水泥浆填充于袖阀管（1）与钻孔（10）壁之间的间隙中所形成的凝固结构。

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