CN218150858U - 一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置。所述注浆封孔装置包括封孔囊袋和注浆管，所述封孔囊袋为长条形结构，且封孔囊袋注浆膨胀后的直径与待封堵钻孔的内径相匹配；在封孔囊袋的一端设有注浆管接口，另一端呈封闭状或预留管道接口，所述注浆管与封孔囊袋上的注浆管接口连接，并在注浆管上设有逆流阀和泄压阀，所述逆流阀设置在临近注浆管接口的位置，所述泄压阀的泄压压力与封孔囊袋注浆完全膨胀状时的注浆压力相等。本实用新型避免了在封孔过程中因孔底或孔壁的溶洞出现漏浆现象，导致封堵效果差，避免了封堵浆液的浪费，大大提高了灰岩地区钻孔的封堵效果，节约了施工成本。

Description

一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置

技术领域

本实用新型涉及一种钻孔封堵装置，特别涉及一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置。

背景技术

灰岩地区地质条件复杂，岩溶现象不规则发育，在进行勘察后若未对钻孔进行有效封堵，则可能在后期外部条件和人为活动作用下导致地面塌陷发生，其危害具有长期性、不可预见性、随机性和突发性等特点。因此，根据武汉市地方标准《岩溶地区勘察设计与施工技术规程》 (DB4201/T632-2020)第6.6条，岩溶勘察完毕后应及时注水泥浆填充封闭。但是，由于灰岩地区的溶洞较多且可能相互连通，如果直接向钻孔内注浆，孔壁或孔底可能存在溶洞导致漏浆，难以达到封堵钻孔效果或造成大量浆液和工期的浪费。

针对上述漏浆问题，目前工程中常用的封孔栓塞有柔性杯型栓塞、马丽散栓塞以及囊袋式栓塞。①柔性杯型栓塞一般采用橡胶板制作，类似于橡皮塞，送至预定位置后达到封孔效果，其缺点在于由于孔壁粗糙或起伏，不易放置到预定位置，同时栓塞与孔壁难以牢固结合，影响封孔质量。②马丽散栓塞即利用高分子化合物混合材料的发泡、膨胀特性达到封堵钻孔的目的，常用于瓦斯抽采钻孔，用于工民建工程勘察时其缺点在于原材料不易获得，且存在污染地下水的风险。③囊袋式栓塞也是在煤层中抽采瓦斯常用的一种封孔方法，以“两堵一注”带压注浆封孔工艺为理论依据，利用注浆泵先将封孔器两端的囊袋充满浆液，两端膨胀后再封闭两囊袋中间区域，从而实现封孔。该封孔装置封孔速度快，封孔质量高，其结构值得参考借鉴。囊袋式栓塞应用于工民建工程勘察需解决以下问题：瓦斯抽采孔一般为水平或倾斜孔，采用囊袋封堵的目的在于保证抽采孔的气密性，浆液除充填注浆段外还存在充填加固孔壁岩层裂隙的作用。而工程勘察钻孔一般为垂直钻孔，封堵段为溶洞以上岩(土)层，不需“两堵一注”，采用双囊袋经济性不高，但应保证囊袋在受上部水泥浆自重及囊袋充满后自重作用下仍能与孔壁牢固结合形成隔离。因此，需要针对工程勘察的灰岩地区钻孔注浆设计一种经济性和适用性的封孔装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，该装置用于对灰岩地区钻孔进行注浆封堵，可以有效的防止漏浆，保证注浆封孔效果。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述注浆封孔装置包括封孔囊袋和注浆管，所述封孔囊袋为长条形结构，且封孔囊袋注浆膨胀后的直径与待封堵钻孔的内径相匹配；在封孔囊袋的一端设有注浆管接口，另一端呈封闭状或预留管道接口，所述注浆管与封孔囊袋上的注浆管接口连接，并在注浆管上设有逆流阀和泄压阀，所述逆流阀设置在临近注浆管接口的位置，所述泄压阀的泄压压力与封孔囊袋注浆完全膨胀状时的注浆压力相等。

本实用新型进一步的技术方案：所述封孔囊袋内设有支撑装置，所述支撑装置包括中部支撑管、套设在支撑管上的环形支架和铰链在环形支架上的多根支撑杆，所述中部支撑管上端与注浆管接口连通，并通过注浆管接口与注浆管接通，下部固定在封孔囊袋的底部或者与预留管道接口连通，中部支撑管临近注浆管接口的上部为中空实管，下部为开设有多个注浆孔的注浆花管，所述环形支架固定安装在中空实管和注浆花管交界的地方，多根支撑杆均向下铰接，并在注浆过程中向上撑开呈水平状态，且撑开后每根支撑杆的端部与封孔囊袋内壁触接。

本实用新型较优的技术方案：所述封孔囊袋为橡胶材料制成，其表面设有多个凸点。

本实用新型较优的技术方案：所述封孔囊袋的长度为0.5～1.5，其最大膨胀直径为130mm。

本实用新型较优的技术方案：所述注浆管为螺旋式接头的注浆钢管，所述泄压阀的开启压力为0.5-1.0MPa。

本实用新型较优的技术方案：所述支撑杆与封孔囊袋内壁接触端设有圆形或弧形端头。

本实用新型包括封堵囊袋和注浆管，在注浆管上设有泄压阀，在进行封孔注浆时，先通过注浆管向囊袋内注浆，通过囊袋的注浆膨胀可以将孔底和孔壁的溶洞进行封堵，然后继续注浆，泄压阀开启便可对钻孔进行注浆；该装置避免了在封孔过程中因孔底或孔壁的溶洞出现漏浆现象，导致封堵效果差，避免了封堵浆液和工期的浪费，大大提高了灰岩地区钻孔的封堵效果，节约了施工成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是内置支撑装置的封孔囊袋注浆状态示意图；

图3是内置支撑装置的封孔囊袋未注浆状态示意图；

图4是图2中AA剖面图；

图5是本实用新型的使用状态参考图。

图中：1—封孔囊袋，2—注浆管，3—注浆管接口，4—预留管道接口， 5—逆流阀，6—泄压阀，7—支撑管，700—中空实管，701—注浆花管8—环形支架，9—支撑杆，900—圆形或弧形端头，10—待封堵钻孔，11—溶洞。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图5均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例提供了一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，如图1所示，所述注浆封孔装置包括封孔囊袋1和注浆管2，所述封孔囊袋1为橡胶材料制成，其表面设有多个凸点，可以起到增大摩擦的作用，使其能够很好的与钻孔内壁接触进行封孔，封孔囊袋1的最大可承受压力为3MPa(孔径为110mm 时)，封孔囊袋1为长条形结构，其长度为0.5～1.5，所述封孔囊袋1膨胀状态下为两端成圆弧形的圆柱形囊袋，其最大膨胀直径为130mm，其未膨胀状态下内径为76mm，外径为94±2mm；一般情况下封孔囊袋1在注浆膨胀后的直径与待封堵钻孔10的内径相匹配。所述注浆管2采用Φ57mm 螺旋式接头钢管，无预钻孔。封孔囊袋1的一端设有注浆管接口3，另一端呈封闭状或预留管道接口4，所述注浆管2与封孔囊袋1上的注浆管接口3连接，并在注浆管2上设有逆流阀5和泄压阀6，所述逆流阀5设置在临近注浆管接口3的位置，逆流阀5采用DN50一体式止流阀；所述泄压阀6 的泄压压力与封孔囊袋1注浆完全膨胀状时的注浆压力相等；泄压阀6采用DN50泄水阀，开启压力为0.5MPa。

实施例中的封孔囊袋1内设有支撑装置，如图2至图4所示，所述支撑装置包括中部支撑管7、套设在支撑管7上的环形支架8和铰链在环形支架8上的多根支撑杆9，所述中部支撑管7上端与注浆管接口3连通，并通过注浆管接口3与注浆管接通，下部固定在封孔囊袋1的底部或者与预留管道接口4连通，中部支撑管7临近注浆管接口3的上部为中空实管700，下部为开设有多个注浆孔的注浆花管701，所述环形支架8固定安装在中空实管700和注浆花管701交界的地方，多根支撑杆9均向下铰接，并在注浆过程中向上撑开呈水平状态，且撑开后每根支撑杆9的端部与封孔囊袋1 内壁触接；所述支撑杆9与封孔囊袋1内壁接触端设有圆形或弧形端头900，避免将封孔囊袋1刮破。

本实用新型中的封孔装置适用于直径为90-110mm的钻孔，可封堵钻孔中直径小于1m的一个钻孔(或处于同一深度的多个溶洞)。

下面结合具体实施例对本实用新型的使用进一步说明，实施例针对某一灰岩地区的勘察钻孔进行封堵；在进行封堵之前之前，首先确认封孔所需的囊袋、水泥、注浆管的数量是否准备充足，确认封孔所需的接头等工具是否准备齐全，确认封孔地点的水、注浆泵是否到位。

勘察阶段钻孔施工时，钻孔开孔直径为110mm，穿过溶洞底后改用75mm 直至终孔；钻孔终孔后，用钻杆带动钻头上下往复清孔，避免塌孔产生的土石堵孔；对于易塌孔区间，要求成孔之后及时插入抽采管及囊袋封孔装置或采用护筒；在使用囊袋封孔装置之前，需要检查封孔囊袋是否有破损，对于封孔囊袋包装有破损的，应采取少量注水法试验封孔囊袋是否损坏，禁止使用破损的封孔器进行封孔；然后连接水源，全面检查注浆泵、搅拌器和注浆钢管是否处于正常状态，并配置注浆材料，注浆材料采用将一袋速凝膨胀水泥和一袋添加料倒入搅拌器进行搅拌，水灰比0.5-0.7，初期搅拌阻力会较大，浆液将会越搅越稀，搅拌时采用正反转搅拌，搅拌时间大约3～5min，待水泥没有团状结块，可认为浆液搅拌完毕，浆液搅拌不到位，会引起注浆管路堵塞和注浆泵堵塞，造成注浆失败。

准备工作做完之后，进行注浆封孔，其具体过程如下：

(1)计算插入注浆钢管长度：根据需封堵的溶洞位置计算所需注浆钢管的长度，连接各个部件，确保密封。

(2)插入封孔囊袋：将注浆管2及封孔囊袋1下放至预定深度，如图5 所示，固定好位置。

(3)连接注浆泵注浆：将注浆管2和注浆泵相连，准备注浆；开始注浆时，先缓慢打开注浆阀门，待管路稳定后，再增大注浆压力；可观察到出浆口的压力表压力逐渐增大，待封孔囊袋1注满后，泄压阀6便会自动打开，开始对待封堵钻孔10进行注浆封堵，在注浆过程中钻孔底部及钻孔侧面的溶洞11通过封孔囊袋1进行了封堵，便不会出现漏浆的现象，可以正常进行钻孔的封堵工作；在进行钻孔封堵注浆过程中，观察注浆管2管口的压力，当满足下列条件之一时可终止注浆：

a.注浆管管口压力升至0.5MPa～1.0MPa以上，稳定15min；

b.注浆管管口压力未升至0.5MPa以上，但进浆量小于70L/min，且持续15min；

c.浆液从空洞最高处冒出。

(4)待水泥初凝后可移除注浆泵，完成钻孔的封堵工作。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述注浆封孔装置包括封孔囊袋(1)和注浆管(2)，所述封孔囊袋(1)为长条形结构，且封孔囊袋(1)注浆膨胀后的直径与待封堵钻孔(10)的内径相匹配；在封孔囊袋(1)的一端设有注浆管接口(3)，另一端呈封闭状或预留管道接口(4)，所述注浆管(2)与封孔囊袋(1)上的注浆管接口(3)连接，并在注浆管(2)上设有逆流阀(5)和泄压阀(6)，所述逆流阀(5)设置在临近注浆管接口(3)的位置，所述泄压阀(6)的泄压压力与封孔囊袋(1)注浆完全膨胀状时的注浆压力相等；所述封孔囊袋(1)内设有支撑装置，所述支撑装置包括中部支撑管(7)、套设在支撑管(7)上的环形支架(8)和铰链在环形支架(8)上的多根支撑杆(9)，所述中部支撑管(7)上端与注浆管接口(3)连通，并通过注浆管接口(3)与注浆管接通，下部固定在封孔囊袋(1)的底部或者与预留管道接口(4)连通，中部支撑管(7)临近注浆管接口(3)的上部为中空实管(700)，下部为开设有多个注浆孔的注浆花管(701)，所述环形支架(8)固定安装在中空实管(700)和注浆花管(701)交界的地方，多根支撑杆(9)均向下铰接，并在注浆过程中向上撑开呈水平状态，且撑开后每根支撑杆(9)的端部与封孔囊袋(1)内壁触接。

2.根据权利要求1所述的一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述封孔囊袋(1)为橡胶材料制成，其表面设有多个凸点。

3.根据权利要求1所述的一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述封孔囊袋(1)的长度为0.5～1.5，其最大膨胀直径为130mm。

4.根据权利要求1所述的一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述注浆管(2)为螺旋式接头的注浆钢管，所述泄压阀(6)的开启压力为0.5-1.0MPa。

5.根据权利要求1所述的一种灰岩地区钻孔注浆封孔装置，其特征在于：所述支撑杆(9)与封孔囊袋(1)内壁接触端设有圆形或弧形端头(900)。

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