钻孔套管出水加固装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种钻孔套管出水加固装置。


背景技术：

2.目前在修建公路、地铁等隧道或是矿井钻探等施工过程，面对含承压水地层，常采用超前注浆密封的方法进行处理，先进行钻进成孔，再放置注浆管注浆。由于地下水的承压性，以及在钻进成孔时需要人工密封注浆孔，当钻至承压水层时不能及时堵漏，导致突涌现象发生，造成安全事故，影响施工质量。在密封方面，国内外学者研究了化学自动化密封装置来密封，但是反应时间过长，效果不稳定，不明显。因此，现有技术迫切需要一种钻孔套管出水加固装置。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种钻孔套管出水加固装置。
4.为解决上述技术问题，本钻孔套管出水加固装置包括注浆管，该注浆管中段侧壁上开有多个注浆孔，其特征在于：所述注浆管内部还穿设有一引流管，所述注浆上下端口与引流管之间分别通过一个锥管形封板或圆环形封板封闭，所述注浆管上部固连有两个外凸环，两个外凸环之间设有可膨胀密封套，该可膨胀密封套上下沿分别设有向内的翻边，翻边内侧分别设有环压板，两个外凸环和环压板上分别开有相对的轴向通孔，每个相对轴向通孔内分别穿设有固定螺栓，上述固定螺栓贯穿所述翻边后，将环压板、翻边、外凸环紧密固定在一起，所述注浆管底部设有浆料进口管，浆料进口管上方设有密封橡胶套，所述注浆孔均匀密布在所述注浆管顶部的外凸环与密封橡胶套之间的注浆管侧壁上，两个外凸环外径≤待加固钻孔的内径，所述密封橡胶套可随同注浆管插入待加固的钻孔的下口，且该密封橡胶套外表面与待加固钻孔的下口内壁之间水密封，该密封橡胶套外表面与待加固钻孔的下口内壁之间水密封，浆料进口管注浆时，可膨胀密封套受压膨胀，其外圆周面与待加固钻孔内壁水密封，所述注浆管轴心线和引流管轴心线重合，二者均分成多节，相邻的上下两节分别通过螺纹连接，二者螺距相同，顶节注浆管和顶节引流管通过锥管形封板焊接在一起，底节注浆管和底节引流管也通过锥管形封板焊接在一起，各中间节注浆管和引流管相互分离。
5.如此设计，在注浆加固过程中，钻孔内涌水大部通过引流管引出，经过注浆管与钻孔之间的缝隙的水量大为减少，减少了流水对浆料的冲刷，使得浆料更容易凝固。
6.作为优化，所述引流管下端设有阀门，所述注浆管长度≤待加固钻孔在顶板的隔水层中延伸的长度。如此设计，注浆凝固后，只要关闭引流管下端阀门，即可使钻孔停止出水，十分方便。
7.作为优化，所述注浆管侧壁壁厚为8mm，所述注浆管长度≥24.2m。如此设计，实践证明上述壁厚、上述长度，注浆加固效果好。
8.作为优化，其还包括多个配用密封橡胶套，上述配用密封橡胶套可根据需要，套在密封橡胶套上方的底节注浆管上，并封闭底节注浆管上的无法进入钻孔的、多余的注浆孔。如此设计，本实用新型在使用过程中，可通过控制中间节引流管和中间节注浆管数量，对注浆管和引流管长度进行粗调，通过。
9.本实用新型钻孔套管出水加固装置的使用方法，包括下述步骤：
10.①
.取出出现突水的待加固钻孔内的钻杆和钻头；
11.②
.取前述顶节注浆管和引流管及底节注浆管和引流管，并根据钻孔出现突水时钻杆的总长度，选取适当时数量的中间节注浆管和中间节引流管，并选取适当数量前述的配用密封橡胶套，通过控制中间节引流管和中间节注浆管数量，对注浆管和引流管长度进行粗调，用合适数量的密封橡胶套封堵住注浆管上方多余的注浆孔，使24.2m≤所述注浆管长度≤待加固钻孔在顶板的隔水层中延伸的长度；
12.③
. 然后，先将顶节注浆管和顶节引流管自下而上，插入待加固钻孔内，待其下端即将插入待加固钻孔内，分别旋接上下一中间节注浆管和引流管，然后再自下而上向上插，待其下端即将插入待加固钻孔内，再分别旋接上下一中间节注浆管和引流管，如此周而复始，直至旋接上所有选用的中间节引流管和中间节注浆管，
13.④
.取步骤
②
选用所有配用密封橡胶套，依次套在底节注浆管上，使密封橡胶套和所有配用密封橡胶套均相互挤紧，然后，并确保引流管下端的阀门处于打开状态，将底节引流管和底节注浆管分别对准第
③
步中间节引流管最下端和中间节注浆管最下端，完成整个注浆管和引流管的旋接，
14.⑤
.将底节注浆管向上插入待加固的钻孔，并使得密封橡胶套或配用密封橡胶套与待加固的钻孔的下端口内壁紧密结合，
15.⑥
.将浆料进口管与配用注浆机的出口管相连接，并开启注浆机向注浆管注入加固浆料，上述加固浆料通过注浆孔挤入待加固钻孔在顶板的隔水层中孔壁与注浆管之间的缝隙及待加固钻孔在顶板的隔水层中的岩体裂隙，迫使可膨胀密封套与待加固钻孔在隔水层最上端的孔壁紧密结合，防止含水层的水进入隔水层钻孔，并保压，直至加固浆料凝固，待加固钻孔即完成加固，
16.⑦
.最后关闭引流管下端的阀门，清理下方积水和泥污即可。
17.加固浆料优选单液水泥浆或水泥-水玻璃双液浆。
18.本钻孔套管出水加固装置结构简单，使用方便，适合对突水钻孔进行快速注浆加固和封堵。
附图说明
19.图1是本实用新型钻孔套管出水加固装置局部剖面结构示意图（沿过轴心线的平面对注浆管、外凸环、可膨胀密封套和浆料进口管进行剖切）；
20.图2是图1所示的实用新型钻孔套管出水加固装置的分解结构示意图（中间节注浆管、中间节引流管各保留一节，其余省略）；
21.图3是图1所示钻孔套管出水加固装置的使用状态结构示意图。
22.图中：1为注浆管、101为顶节注浆管、102为底节注浆管、103为中间节注浆管、2为注浆孔、3为引流管、301为顶节引流管、302为底节引流管、303为中间节引流管、4为锥管形
封板、5为阀门、6为顶板、7为隔水层、8为含水层、11为外凸环、12为可膨胀密封套、121为翻边、13为环压板、14为固定螺栓、15为浆料进口管、16为密封橡胶套、d1为外凸环11外径、d2为待加固钻孔的内径。
具体实施方式
23.实施方式一：如图1-3所示，本实用新型钻孔套管出水加固装置包括注浆管1，该注浆管1中段侧壁上开有多个注浆孔2，其特征在于：所述注浆管1内部还穿设有一引流管3，所述注浆1上下端口与引流管3之间分别通过一个锥管形封板4（当然也可用圆环形封板代替锥管形封板4，略）封闭，所述注浆管1上部固连有两个外凸环11，两个外凸环11之间设有可膨胀密封套12，该可膨胀密封套12上下沿分别设有向内的翻边121，翻边121内侧分别设有环压板13，两个外凸环11和环压板13上分别开有相对的轴向通孔，每个相对轴向通孔内分别穿设有固定螺栓14，上述固定螺栓14贯穿所述翻边121后，将环压板13、翻边121、外凸环11紧密固定在一起，所述注浆管1底部设有浆料进口管15，浆料进口管15上方设有密封橡胶套16，所述注浆孔2均匀密布在所述注浆管1顶部的外凸环11与密封橡胶套16之间的注浆管1侧壁上，两个外凸环11外径d1≤待加固钻孔的内径d2，所述密封橡胶套16可随同注浆管1插入待加固的钻孔的下口，且该密封橡胶套16外表面与待加固钻孔的下口内壁之间水密封，该密封橡胶套16外表面与待加固钻孔的下口内壁之间水密封，浆料进口管15注浆时，可膨胀密封套12受压膨胀，其外圆周面与待加固钻孔内壁水密封，所述注浆管1轴心线和引流管3轴心线重合，二者均分成多节，相邻的上下两节分别通过螺纹（优选密封性好的密封管螺纹）连接，二者螺距相同，顶节注浆管101和顶节引流管301通过锥管形封板4焊接在一起，底节注浆管102和底节引流管302也通过锥管形封板4焊接在一起，各中间节注浆管103和各中间节引流管303相互分离。所述引流管3下端设有阀门5，所述注浆管1长度≤待加固钻孔在顶板6的隔水层7中延伸的长度。所述注浆管1侧壁壁厚为8mm，所述注浆管长度≥24.2m。
24.其还包括多个配用密封橡胶套（配用密封橡胶套结构与密封橡胶套16相同，图略），上述配用密封橡胶套可根据需要，套在密封橡胶套16上方的底节102注浆管1上，并封闭底节注浆管1上的无法进入钻孔的、多余的注浆孔2。
25.本实用新型钻孔套管出水加固装置的使用方法，包括下述步骤：
26.①
.取出出现突水的待加固钻孔内的钻杆和钻头（图中未示出）；
27.②
.取前述顶节注浆管101和顶节引流管301及底节注浆管102和顶节引流管301，并根据钻孔出现突水时钻杆的总长度，选取适当时数量的中间节注浆管103和中间节引流管303，并选取适当数量前述的配用密封橡胶套，通过控制中间节引流管303和中间节注浆管103数量，对注浆管1和引流管3长度进行粗调，用合适数量的密封橡胶套封堵住注浆管上方多余的注浆孔2，使24.2m≤所述注浆管1长度≤待加固钻孔在顶板6的隔水层7中延伸的长度；
28.③
. 然后，先将顶节注浆管101和顶节引流管301自下而上，插入待加固钻孔内，待其下端即将插入待加固钻孔内，分别旋接上下一中间节注浆管103和下一中间节引流管303，然后再自下而上向上插，待其下端即将插入待加固钻孔内，再分别旋接上下一中间节注浆管103和下一中间节引流管303，如此周而复始，直至旋接上所有选用的中间节引流管303和中间节注浆管103，
29.④
.取步骤
②
选用所有配用密封橡胶套，依次套在底节注浆管102上，使密封橡胶套16和所有配用密封橡胶套均相互挤紧，然后，并确保引流管3下端的阀门5处于打开状态，将底节引流管302和底节注浆管102分别对准第
③
步中间节引流管303最下端和中间节注浆管103最下端，完成整个注浆管1和引流管3的旋接，
30.⑤
.将底节注浆管102向上插入待加固的钻孔，并使得密封橡胶套16或配用密封橡胶套与待加固的钻孔的下端口内壁紧密结合，
31.⑥
.将浆料进口管15与配用注浆机（图中未示出）的出口管相连接，并开启注浆机向注浆管1注入加固浆料，上述加固浆料通过注浆孔2挤入待加固钻孔在顶板6的隔水层7中孔壁与注浆管之间的缝隙及待加固钻孔在顶板6的隔水层7中的岩体裂隙，迫使可膨胀密封套与待加固钻孔在隔水层7最上端的孔壁紧密结合，防止含水层8的水进入隔水层7钻孔，并保压，直至加固浆料凝固，待加固钻孔即完成加固，
32.⑦
.最后关闭引流管3下端的阀门5，清理下方积水和泥污即可。