树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管的制作方法

1.本发明专利涉及高压注浆的技术领域，具体而言，涉及树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管。


背景技术：

2.树根桩设计直径一般200mm左右，内插直径89mm注浆管。树根桩施工工序主要包括跟管钻进成桩孔、在桩孔内下入钢管、回填砂砾料、起拔跟管护壁套管、一次高压注浆、二次高压注浆成桩等。
3.在进行注浆时，注浆管置于钢管内，注浆管与外部的注浆机连通，在钢管内设置封孔器，水泥浆液在高压作用下，经注浆管以及钢管进入桩孔内，并通过钢管底部的注浆孔穿过填料由下至上返浆至桩孔的孔口。
4.由于在高压注浆过程中，封孔器承受浆液带来的高压反冲作用力，因此需采用一定的技术措施将封孔器密封以及固定，以确保达到封孔注浆效果。
5.现有技术中，在树根桩施工过程中，常采用捆绑法将封孔器固定布置，通过在封孔器的外围焊接角钢，再将角钢捆绑钢绞线来固定封孔器，捆绑法主要是依靠捆绑钢绞线的拉力来抵抗浆液反作用力，现场操作简单，但是安装耗时长、钢绞线时间长后易松动，导致封孔效果差。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管，旨在解决现有技术中，高压注浆封孔效果差的问题。
7.本发明是这样实现的，树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管，其特征在于，包括插设在桩孔内的钢管、注浆管以及膨胀管，所述注浆管以及膨胀管分别置于钢管内；所述膨胀管具有呈环状且受压环形弹性变形的外周环壁，所述外周环壁包围形成有封闭的变形空间；所述注浆管自上而下穿过膨胀管，且与所述外周环壁之间具有间隔，所述注浆管的下部朝下延伸布置，形成延伸至膨胀管下方的注浆段，所述注浆段的底部具有注浆口，所述注浆管的上部穿过膨胀管的顶部，形成延伸至膨胀管上方的连接段；所述连接段连接有浆管，所述浆管与注浆机连接，所述注浆机注入的浆液经由浆管、注浆管以及钢管，自上而下注入在桩孔中；
8.所述膨胀管上设有连通变形空间的注水口，所述注水口通过注水管与水压泵连接，所述注水管上设有单向阀，所述单向阀限制水体由水压泵单向流入变形空间，所述注水管连通有将变形空间内的水体排出的排水管，所述排水管上设有排水阀；
9.当关闭排水阀，通过所述水压泵将水体通过注水管注入变形空间内，所述外周环壁受到水体挤压朝外膨胀变形，直至所述外周环壁固定抵压在钢管的内侧壁上，且将钢管封闭；当关闭水压泵，将所述排水阀打开，所述变形空间内的水体通过排水管排出，所述外周环壁收缩恢复变形，所述外周环壁脱离对钢管的内侧壁的抵压，所述钢管打开。
10.进一步的，所述膨胀管包括上法兰头、下法兰头以及所述外周环壁，所述上法兰头自上而下插入固定在外周环壁的顶部，所述下法兰头自下而上插入固定在外周环壁的底部，所述上法兰头将外周环壁的顶部封闭，所述下法兰头将所述外周环壁的底部封闭；
11.所述注浆管自上而下依序穿过上法兰头、外周环壁以及下法兰头，所述连接段延伸至上法兰头的上方，所述注浆段延伸至下法兰头的下方，所述注浆管与上法兰头及下法兰头之间密封固定。
12.进一步的，所述注水口设置在上法兰头，所述注水口朝上延伸有连接管，所述连接管固定插入在注水管中。
13.进一步的，所述外周环壁中设有环状的钢丝网，所述钢丝网环绕所述外周环壁的周向环绕布置。
14.进一步的，所述外周环壁的中部为软度段，所述软度段环绕着变形空间的周向环绕布置；所述外周环壁的上部以及下部分别为硬度段，所述硬度段环绕着变形空间的周向环绕布置；所述钢丝网设置在所述硬度段及软度段中，所述软度段的抗弹性变形强度小于所述硬度段的抗弹性变形强度。
15.进一步的，所述软度段具有朝向钢管的内侧壁布置的软抵接面，所述软抵接面的中部设有向内凹陷的外环槽，所述外环槽沿着软度段的周向环绕布置。
16.进一步的，所述外环槽内填充有磨砂层，所述磨砂层与所述软度段的软抵接面平齐布置，所述磨砂层的内部嵌入有多个弧形布置的金属条，所述金属条沿着外周环壁的周向环绕布置，多个所述金属条沿着外周环壁的周向依序间隔环绕布置。
17.进一步的，所述硬度段具有朝向变形空间的内侧壁，所述硬度段的内侧壁设有向外凹陷的内环槽，所述内环槽沿着硬度段的周向环绕布置；所述硬度段具有朝向钢管的内侧壁的硬抵接面，所述硬抵接面朝外凸出有硬抵接环，所述硬抵接环沿着硬度段的周向环绕布置，所述内环槽与硬抵接环呈内外正对布置。
18.进一步的，所述外周环壁的顶部以及底部分别凸设有固定环，所述固定环沿着外周环壁的周向环绕布置；所述上法兰头自上而下固定插入在外周环壁顶部的固定环中，且与固定环之间密封布置；所述下法兰头自下而上固定插入在外周环壁底部的固定环中，且与固定环之间密封布置。
19.进一步的，所述固定环与外周环壁的顶部之间设有所述软度段，所述固定环与外周环壁的底部之间设有所述软度段。
20.与现有技术相比，本发明提供的树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管，在需要往桩孔内注浆时，封孔器置于桩孔的钢管中，通过水压泵往变形空间内注水，外周环壁受到水体的挤压后朝外膨胀，直至抵接在钢管的内侧壁上，实现封孔器的固定，且将钢管封闭，封孔器可以抵抗浆液高压发作用力固定在钢管内，注浆完毕后，通过排水阀将变形空间内的水体通过排水管排出，外周环壁弹性回缩，脱离对钢管的内侧壁的抵压，封孔器安装施工方便，高压注浆封孔效果好。
附图说明
21.图1是本发明提供的树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管的主视示意图；
22.图2是本发明提供的外周环壁的主视示意图；
23.图3是本发明提供的树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管封闭钢管的主视示意图；
24.图4是本发明提供的树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管打开钢管的主视示意图；
25.图5是本发明提供的软度段的主视示意图；
26.图6是本发明提供的硬度段的主视示意图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
29.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。
31.树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管，包括插设在桩孔内的钢管300、注浆管102以及膨胀管，注浆管102以及膨胀管分别置于钢管300；膨胀管具有呈环状且受压环形弹性变形的外周环壁100，外周环壁100包围形成有封闭的变形空间101，这样，当膨胀管受到自内而外的压力时，外周环壁100朝外弹性膨胀，当撤销自内而外的压力后，外周环壁100弹性收缩恢复变形。
32.注浆管102自上而下穿过膨胀管，且与外周环壁100之间具有间隔，注浆管102的下部穿过膨胀管的底部，形成延伸至膨胀管下方的注浆段，注浆段的底部具有注浆口，注浆管102的上部穿过膨胀管的顶部，形成延伸至膨胀管上方的连接段；连接段连接有浆管，浆管与注浆机连接，注浆机注入的浆液经由浆管、注浆管102以及钢管300，自上而下注入在桩孔中；
33.膨胀管上设有连通变形空间101的注水口，注水口通过注水管203与水压泵200连接，注水管203上设有单向阀204，单向阀204限制水体由水压泵200单向流入变形空间101，注水管203连通有将变形空间101内的水体排出的排水管201，排水管201上设有排水阀202；
34.当关闭排水阀202，通过水压泵200将水体通过注水管203注入变形空间101内，外周环壁100受到水体挤压朝外膨胀变形，直至外周环壁100固定抵压在钢管300的内侧壁上，且将钢管300封闭；当关闭水压泵200，将排水阀202打开，变形空间101内的水体通过排水管201排出，外周环壁100收缩恢复变形，外周环壁100脱离对钢管300的内侧壁的抵压，钢管300打开。
35.上述提供的树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管，在需要往桩孔内注浆时，封孔器置于桩孔的钢管内，通过水压泵200往变形空间101内注水，外周环壁100受到水体的挤压后朝外膨胀，直至抵接在钢管300的内侧壁上，实现封孔器的固定，且将钢管300封闭，封孔器可以抵抗浆液高压发作用力固定在钢管300内，注浆完毕后，通过排水阀202将变形空间101
内的水体通过排水管201排出，外周环壁100弹性回缩，脱离对钢管300的内侧壁的抵压，封孔器安装施工方便，高压注浆封孔效果好。
36.树根桩高压注浆水压式膨胀封孔管具有以下的技术优点：
37.1)、封孔效果好
38.通过膨胀高压力使外周环壁100与钢管300产生高摩擦力将钢管300密封，所产生的管间摩擦力远大于高压浆液的反冲力，封孔效果好。
39.2)、封孔效率高
40.采用水压泵200手动加压，加压过程耗时短，所需时间不超过一分钟，便可实现外周环壁100的快速膨胀。
41.3)、操作安全可靠
42.外周环壁100与钢管300的内侧壁接触面积大，产生的摩阻力足够使封孔器密封和固定；在高压注浆时，水压泵200持续稳压，只在浆体卸压和排水阀202启动后，才将封孔器提出钢管300，整体操作安全可靠。
43.4)、使用简便
44.采用水压泵200注水加压的方式封孔，在高压注浆后，通过排水阀202排水后，即可解除固定，操作方便，省时省力，无需借助其他工具。
45.5)、可重复使用
46.外周环壁100耐用、防爆、回弹性能好，使用完毕后恢复原状，均采用可拆卸更换设计，可重复使用，使用成本低。
47.膨胀管包括上法兰头103、下法兰头104以及外周环壁100，上法兰头103自上而下插入固定在外周环壁100的顶部，下法兰头104自下而上插入固定在外周环壁100的底部，上法兰头103将外周环壁100的顶部封闭，下法兰头104将所述外周环壁100的底部封闭。
48.注浆管102自上而下依序穿过上法兰头103、外周环壁100以及下法兰头104，连接段延伸至上法兰头103的上方，注浆段延伸至下法兰头104的下方，注浆管102与上法兰头103及下法兰头104之间密封固定。
49.通过设置上法兰头103以及下法兰头104，便于整个封孔器的组装，且利用上法兰头103以及下法兰头104可以将外周环壁100进行封闭。
50.注水口设置在上法兰头103，注水口朝上延伸有连接管105，连接管105固定插入在注水管203中，便于外部的注水管203与变形空间101内的连通。
51.外周环壁100中设有环状的钢丝网，钢丝网环绕所述外周环壁100的周向环绕布置。这样，可以保证外周环壁100耐高压，且外周环壁100的回弹效果好。
52.本实施例中，外周环壁100的中部为软度段107，软度段107环绕着变形空间101的周向环绕布置；外周环壁100的上部以及下部分别为硬度段108，硬度段108环绕着变形空间101的周向环绕布置；钢丝网设置在硬度段108中与软度段107中，软度段107的抗弹性变形强度小于硬度段108的抗弹性变形强度。
53.这样，当变形空间101注入高压水体后，首先是软度段107以及硬度段108分别受压膨胀，且软度段107的膨胀速度大于硬度段108的膨胀速度，因此，软度段107优先抵压在钢管300的内侧壁上，且随之继续注入高压水体，硬度段108也抵压在钢管300的内侧壁上，不仅加快封孔器的密封固定的时间，且软度段107以及硬度段108形成多段抵压，固定效果以
及密封效果更佳。
54.软度段107具有朝向桩孔内侧壁布置的软抵接面，软抵接面的中部设有向内凹陷的外环槽，外环槽沿着软度段107的周向环绕布置。这样，软度段107的软抵接面抵压在钢管300的内侧壁上后，形成上下两段抵压，固定效果好，且密封效果更佳。
55.外环槽内填充有磨砂层1071，磨砂层1071与软度段107的软抵接面平齐布置，磨砂层1071的内部嵌入有多个弧形布置的金属条1072，金属条1072沿着外周环壁100的周向环绕布置，多个金属条1072沿着外周环壁100的周向依序间隔环绕布置。
56.通过设置磨砂层1071，在软度段107上下两段抵压在钢管300的内侧壁上后，磨砂层1071也抵压在钢管300的内侧壁上，且通过磨砂层1071可以增强抵压摩擦力；其次，磨砂层1071内设置金属条1072，多个金属条1072之间间隔布置，可以增强磨砂层1071的抵压强度，且将软度段107上下两段的抵压相隔开，整个软度段107形成上下三段抵压。
57.硬度段108具有朝向变形空间101的内侧壁，硬度段108的内侧壁设有向外凹陷的内环槽1081，内环槽1081沿着硬度段108的周向环绕布置；硬度段108具有朝向桩孔的内侧壁的硬抵接面，硬抵接面朝外凸出有硬抵接环1082，硬抵接环1082沿着硬度段108的周向环绕布置，内环槽1081与硬抵接环1082呈内外正对布置。
58.通过在硬度段108的内侧壁上设置内环槽1081，便于硬度段108受压朝外膨胀变形，通过在硬度段108的硬抵接面上设置硬抵接环1082，可以将硬度段108对钢管300的内侧壁的抵压形成上下三段抵压，抵压固定效果好，且密封效果更好。
59.外周环壁100的顶部以及底部分别凸设有固定环106，固定环106沿着外周环壁100的周向环绕布置；上法兰头103自上而下固定插入在外周环壁100顶部的固定环106中，且与固定环106之间密封布置；下法兰头104自下而上固定插入在外周环壁100底部的固定环106中，且与固定环106之间密封布置。
60.通过设置固定环106，当外周环壁100在膨胀变形或者回缩变形时，上法兰头103以及下法兰头104与外周环壁100之间不会脱离连接，且密封性不变。
61.固定环106与外周环壁100的顶部之间设有软度段107，固定环106与外周环壁100的底部之间设有所述软度段107。这样，沿着外周环壁100自上而下的方向，通过形成三段软度段107，且软度段107与硬度段108之间依序相邻布置，膨胀后的外周环壁100与钢管300的内侧壁之间固定效果更好，密封效果更好。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。