CN220955638U - 一种地下工程突涌水封堵模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地下工程突涌水封堵模拟装置，包括外矩形框架、透明板、上盖板、岩体腔、注浆钻孔管、进水管和注浆封堵器；所述注浆封堵器包括沿注浆钻孔管方向布设、且前端中空的中心锚杆，环形均匀间隔设置在中心锚杆的前端的数个止退卡瓣体，套设在中心锚杆上、并挤压止退卡瓣体展开的止退挤压螺母，套设在中心锚杆上的锥形体止浆塞，套设在中心锚杆上、并挤压锥形体止浆塞的止浆塞挤压螺母，设置在中心锚杆的后端的注浆管和排水管，设置在注浆管上的第一阀门，以及设置在排水管上的第二阀门；所述止退挤压螺母的前端设置有一外套管；所述外套管套设在中心锚杆上；所述止退卡瓣体的前端与中心锚杆的外边缘连接。

Description

一种地下工程突涌水封堵模拟装置

技术领域

本实用新型涉及隧道破碎岩体突涌水封堵技术领域，尤其是一种地下工程突涌水封堵模拟装置。

背景技术

目前，现有技术中的隧道突涌水治理以钻孔注浆为主，一般情况下，钻孔以后采用卡塞方式封闭注浆钻孔管，而突涌水较大或岩体破碎时多采用提前预埋套管。其中，注浆钻孔管封闭质量直接关系到注浆效果和堵水施工的成败。目前，现有技术中的卡塞方式封闭注浆钻孔管主要分为：水压塞、胶球塞和预埋套管等方式。由于注浆压力较大，其对注浆封堵器的安装稳定性要求较高。其中，水压塞在高压、低压注浆均适用，其无涌水或少量涌水，在岩层较完整的孔可选用，但是，水压塞的成本较高，在破碎岩体止浆中效果较差，并且注浆绕塞后难以取出，大涌水量的孔难以安装。另外，胶球塞适用低压注浆，高压注浆胶球易变形，止浆效果变差，且注浆后难以取，大涌水量的孔难以安装。另外，现有技术中的堵水多采用预埋套管的方式，其待凝需要3d，等待时间较长，封堵效率低，且大涌水量的情况下套管固管质量难以保证，易发生松动脱落。预埋套管主要适用于下倾孔，仰孔固管困难。为此，需要设计一款安装可靠的注浆封堵器。另外，现有技术中对注浆封堵器改进后，只能将其运用到实际现场才能验证其封堵效果，若其改进不成功，则需要反复改进，其无法进行前期模拟验证。

因此，急需要提出一种结构简单、安装可靠的地下工程突涌水封堵模拟装置。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种地下工程突涌水封堵模拟装置，本实用新型采用的技术方案如下：

一种地下工程突涌水封堵模拟装置，包括外矩形框架，一一对应设置在外矩形框架的前后的透明板，密封盖合在外矩形框架和透明板上的上盖板，由外矩形框架、透明板和上盖板内部空间共同组成、用于存放模拟地质的岩体的岩体腔，设置在外矩形框架的一侧内部、且贯穿外矩形框架设置的注浆钻孔管，设置在外矩形框架的另一侧、且与注浆钻孔管相对布设的进水管，以及安装在注浆钻孔管内的注浆封堵器；

所述注浆封堵器包括沿注浆钻孔管方向布设、且前端中空的中心锚杆，环形均匀间隔设置在中心锚杆的前端的数个止退卡瓣体，套设在中心锚杆上、并挤压止退卡瓣体展开的止退挤压螺母，套设在中心锚杆上的锥形体止浆塞，套设在中心锚杆上、并挤压锥形体止浆塞的止浆塞挤压螺母，设置在中心锚杆的后端的注浆管和排水管，设置在注浆管上的第一阀门，以及设置在排水管上的第二阀门；所述止退挤压螺母的前端设置有一外套管；所述外套管套设在中心锚杆上；所述止退卡瓣体的前端与中心锚杆的外边缘连接。

进一步地，所述外矩形框架的底部设置有一移动小车。

进一步地，所述中心锚杆的中部设置有一第一螺纹部；所述止退挤压螺母与第一螺纹部螺纹连接。

进一步地，所述中心锚杆的后端设置有一第二螺纹部；所述止浆塞挤压螺母与第二螺纹部螺纹连接。

进一步地，所述锥形体止浆塞的前端开设有一缺口腔；所述止浆塞挤压螺母挤压锥形体止浆塞，且所述缺口腔包裹所述止退挤压螺母。

进一步地，所述止退卡瓣体设置至少3个。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过设置外矩形框架、透明板、上盖板和岩体腔，在岩体腔内放置模拟有突涌水的地质的岩体，并利用进水管模拟突涌水的进入，根据需求可进行流量、压力调整。如此一来，便可模拟类似于实际场景下的状态。

(2)本实用新型通过设置透明板，其可以采用高强度的亚克力板，以便于观察注浆过程，保证其模拟更直观。

(3)本实用新型的注浆封堵器在中心锚杆的前端环形设置数个止退卡瓣体，并且利用止退挤压螺母、外套管挤压展开，并卡在注浆钻孔管内。其中，止退卡瓣体可与中心锚杆的边缘才销接；展开后的止退卡瓣体可有效避免中心锚杆从注浆钻孔管内滑落。

(4)本实用新型通过设置止浆塞挤压螺母和锥形体止浆塞，当中心锚杆初步固定在注浆钻孔管内后，利用止浆塞挤压螺母挤压锥形体止浆塞，并封堵注浆钻孔管的端部，以实现可靠的安装。

综上所述，本实用新型具有结构简单、安装可靠等优点，在隧道破碎岩体突涌水封堵技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，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相关的附图。

图1为本实用新型的安装示意图。

图2为本实用新型去除透明板后的安装示意图。

图3为本实用新型去除上盖板后的安装示意图。

图4为本实用新型的注浆封堵器的结构示意图。

图5为本实用新型的注浆封堵器的剖面示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

100、外矩形框架；200、注浆钻孔管；300、透明板；400、上盖板；500、移动小车；600、注浆封堵器；700、进水管；800、岩体腔；1、中心锚杆；2、止退挤压螺母；3、止浆塞挤压螺母；4、锥形体止浆塞；5、注浆管；6、排水管；7、第一阀门；8、第二阀门；101、止退卡瓣体；102、第一螺纹部；103、第二螺纹部；201、外套管；401、缺口腔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

本实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

本实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。

如图1至图5所示，本实施例提供了一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其模拟地下工程存在突涌水进入时的封堵情况。在此，该地下工程突涌水封堵模拟装置包括外矩形框架100，一一对应设置在外矩形框架100的前后的透明板300，密封盖合在外矩形框架100和透明板300上的上盖板400，由外矩形框架100、透明板300和上盖板400内部空间共同组成、用于存放模拟地质的岩体的岩体腔800，设置在外矩形框架100的一侧内部、且贯穿外矩形框架100设置的注浆钻孔管200，设置在外矩形框架100的另一侧、且与注浆钻孔管200相对布设的进水管700，以及安装在注浆钻孔管200内的注浆封堵器600。为了便于移动，在外矩形框架100的下部设置有一移动小车500。在使用时，在岩体腔800放置模拟地下工程的地质的岩体，并利用上盖板400进行密封封堵。在进水管700上外接进水，其可以根据需求调整进水流量和压力，以模拟突涌水。安装注浆封堵器600进行排水、注浆。在注浆过程中，可透过透明板300进行观察注浆情况，同时，可以从外矩形框架100的侧部观察注浆封堵器600安装的可靠性。在注浆过程中，若注浆封堵器600未从注浆钻孔管200中滑落，并且注浆充满岩体腔800，说明注浆封堵器600封堵效果较好。

在本实施例中，该注浆封堵器600主要包括中心锚杆1、止退挤压螺母2、止浆塞挤压螺母3、锥形体止浆塞4、注浆管5、排水管6、第一阀门7和第二阀门8。

其中，该中心锚杆1沿注浆钻孔管方向布设、且其前端为中空。另外，在中心锚杆1的前端环形均匀间隔设置有数个止退卡瓣体101，该止退卡瓣体101的前端与中心锚杆1可采用销接。为了保证中心锚杆1退出注浆钻孔管更便捷，销接的灵活性更强。在利用止退挤压螺母2挤压时，止退卡瓣体101展开，并且止退卡瓣体101的外侧挤压在注浆钻孔管的内壁上。此时，便可完成中心锚杆1的初步固定。

本实施例中，在中心锚杆1的中部设置有一第一螺纹部102，该止退挤压螺母2与第一螺纹部102螺纹连接。另外，在中心锚杆1的后端设置有一第二螺纹部103，该止浆塞挤压螺母3与第二螺纹部103螺纹连接。

另外，本实施例的止退挤压螺母2的前端设置有一外套管201，该外套管201套设在中心锚杆1上。在本实施例中，利用外套管201插入中心锚杆1与止退卡瓣体101之间，并驱动止退卡瓣体101展开。

在本实施例中，在锥形体止浆塞4的前端开设有一缺口腔401；所述止浆塞挤压螺母3挤压锥形体止浆塞4，且所述缺口腔401包裹所述止退挤压螺母2。

在安装时，注浆管5和排水管6呈纵向方向布设，并且排水管6置于下部，且注浆管5置于上部。在注浆封堵器安装时或需要进行排水时，开启第二阀门8，并关闭第一阀门7。在注浆时，关闭第二阀门8，开启第一阀门7；第一阀门7外接注浆管路。

在本实施例中，注浆后，向后退止浆塞挤压螺母3，使得锥形体止浆塞4与注浆钻孔管的挤压解除。再向后退止退挤压螺母2，止退卡瓣体101挤压注浆钻孔管的受力解除，便可取出注浆封堵器。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，包括外矩形框架(100)，一一对应设置在外矩形框架(100)的前后的透明板(300)，密封盖合在外矩形框架(100)和透明板(300)上的上盖板(400)，由外矩形框架(100)、透明板(300)和上盖板(400)内部空间共同组成、用于存放模拟地质的岩体的岩体腔(800)，设置在外矩形框架(100)的一侧内部、且贯穿外矩形框架(100)设置的注浆钻孔管(200)，设置在外矩形框架(100)的另一侧、且与注浆钻孔管(200)相对布设的进水管(700)，以及安装在注浆钻孔管(200)内的注浆封堵器(600)；

所述注浆封堵器(600)包括沿注浆钻孔管方向布设、且前端中空的中心锚杆(1)，环形均匀间隔设置在中心锚杆(1)的前端的数个止退卡瓣体(101)，套设在中心锚杆(1)上、并挤压止退卡瓣体(101)展开的止退挤压螺母(2)，套设在中心锚杆(1)上的锥形体止浆塞(4)，套设在中心锚杆(1)上、并挤压锥形体止浆塞(4)的止浆塞挤压螺母(3)，设置在中心锚杆(1)的后端的注浆管(5)和排水管(6)，设置在注浆管(5)上的第一阀门(7)，以及设置在排水管(6)上的第二阀门(8)；所述止退挤压螺母(2)的前端设置有一外套管(201)；所述外套管(201)套设在中心锚杆(1)上；所述止退卡瓣体(101)的前端与中心锚杆(1)的外边缘连接。

2.根据权利要求1所述的一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，所述外矩形框架(100)的底部设置有一移动小车(500)。

3.根据权利要求1所述的一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，所述中心锚杆(1)的中部设置有一第一螺纹部(102)；所述止退挤压螺母(2)与第一螺纹部(102)螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，所述中心锚杆(1)的后端设置有一第二螺纹部(103)；所述止浆塞挤压螺母(3)与第二螺纹部(103)螺纹连接。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，所述锥形体止浆塞(4)的前端开设有一缺口腔(401)；所述止浆塞挤压螺母(3)挤压锥形体止浆塞(4)，且所述缺口腔(401)包裹所述止退挤压螺母(2)。

6.根据权利要求1所述的一种地下工程突涌水封堵模拟装置，其特征在于，所述止退卡瓣体(101)设置至少3个。