CN112814708A - 一种隧道用高压注浆组件 - Google Patents

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埃文安德鲁卡尔森
汤卓云
顾建波
施杰
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Abstract

本发明公开了一种隧道用高压注浆组件，包括注浆连接组件和注浆头部组件；注浆头部组件包括：连接杆，连接杆为中空，连接杆一端具有连接口，远离连接口的一端设置有出浆通道；第一柔性套体，套设于连接杆外部；第二柔性套体，套设于连接杆外部，且位于第一柔性套体远离连接口的一侧；限位组件，包括第一限位组件、第二限位组件和第三限位组件，第二限位组件位于第一柔性套体朝向连接口所在的一端，第一限位组件套设于连接杆外部且与第二限位组件接触或临近，第一限位组件依靠摩擦力固定于连接杆；在注浆连接组件与连接口连接后通过注浆连接组件向第一限位组件施加一趋势力将第一柔性套体挤压，使第第一柔性套体沿其周面向外变形。

Description

一种隧道用高压注浆组件
技术领域
本发明属于隧道建设用注浆装置技术领域，具体地说是涉及一种隧道用高压注浆组件。
背景技术
所谓隧道注浆，注浆技术在地下结构防渗、基坑加固、防止地面沉降、已建构筑物地基处理、顶管减摩顶进等方面起着重要的作用。对隧道工程而言，注浆具有充填作用，加固作用和减渗作用。隧道注浆技术包括以下几种：1、超前小导管注浆技术：其特点是:施工工艺简单、施工作业空间要求较小、施工方案可以随时调整和显著的经济效益等特点，小导管主要应用于地层预注浆中，可以改变围岩的力学性能,提高围岩的力学参数,是常用的一种注浆方式。2、全断面帷幕注浆技术，其特点是:开挖面围岩破碎，且涌水量较大时，采用周边预注浆，通过向围岩注浆，形成围岩注浆固结，减少其渗透系数，提高围岩自稳能力，与初期支护共同保证施工期间洞室稳定及安全。此技术在歌乐山隧道就得到了实际应用。3、大管棚，超前管棚支护是沿开挖轮廓线，钻凿与隧道轴线平行的钻孔，而后***钢管，并向管内注浆，固结钢管周边的围岩，并在预定的范围内形成棚架的支护体系。它的主要作用是提高钢管周围围岩的抗剪强度，并使钢管与围岩一体化，棚架体系转移前方土体荷载，先行支护围岩。一般在洞口施工时采用。在埋深小的隧道，正上方有建筑物时，也可采用此法。隧道注浆的主要目的是加固围岩，保证隧道洞室稳定，确保实现控制排放，隧道洞身处在地下水发育地段，大量排放可能影响当地生态环境，采用"以堵为主、限量排放"的防排水原则注减少水资源流失。以上方法均可以良好的实现一般隧道注浆要求，但是对于隧道岩层结构复杂，需要注浆深度深注浆要求高的隧道而言，传动的注浆设备将难以满足其需要的注浆高压要求，往往在注浆时难以达到需要的高压要求，或者在高压注浆的过程中出现泄漏，导致难以达到所需的压力和注浆量。
发明内容
本发明的目的是提供一种隧道用高压注浆组件，其意在解决背景技术中存在的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：
一种隧道用高压注浆组件，包括注浆连接组件和注浆头部组件；所述注浆
头部组件可拆卸的连接于所述注浆连接组件的一端；
所述注浆头部组件包括：
连接杆，所述连接杆为中空，所述连接杆一端具有连接口，远离所述连接口的一端设置有出浆通道；
第一柔性套体，套设于所述连接杆外部；
第二柔性套体，套设于所述连接杆外部，且位于所述第一柔性套体远离所述连接口的一侧；
限位组件，所述限位组件限制所述第一柔性套体的轴向移动；所述限位组件包括第一限位组件、第二限位组件和第三限位组件，所述第二限位组件和第三限位组件位于所述第一柔性套体的两端且均套设于所述连接杆的外部，所述第二限位组件位于所述第一柔性套体朝向所述连接口所在的一端，所述第一限位组件套设于所述连接杆外部且与所述第二限位组件接触或临近，所述第一限位组件依靠摩擦力固定于所述连接杆；在所述注浆连接组件与所述连接口连接后，所述注浆连接组件与所述第一限位组件接触，并可通过所述注浆连接组件向所述第一限位组件施加一趋势力，所述趋势力克服所述摩擦力后迫使所述第一限位组件带动所述第二限位组件沿所述连接杆的轴向移动，将所述第一柔性套体挤压，使所述第第一柔性套体沿其周面向外变形。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述摩擦力大于所述第一柔性套体受到挤压形变后所产生的的弹性力。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一限位组件与所述第二限位组件之间设置有多个限位片，所述限位片套设于所述连接轴外部，所述限位片与所述连接轴为过盈装配。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述连接杆还包括接杆，所述接杆固定连接于所述连接杆上远离所述连接口的一端，所述接杆中空，所述接杆一端与所述连接杆连通，另一端封闭，所述接杆圆周面开设有多个引流通道，所述引流通道将所述接杆中部与外部连通；所述第二柔性套体套设于所述接杆外。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述接杆外周面设置有第一凸台和第二凸台，所述引流通道位于所述第一凸台和第二凸台之间；所述第二柔性套体中部具有容置腔，所述第一凸台和所述第二凸台与所述容置腔围合出一封闭腔室。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述所述第二柔性套体靠近所述连接杆的一侧设置有一垫片。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述容置腔包括相互连通的第一容置腔和第二容置腔，所述第一容置腔为柱状，所述第二容置腔为锥形，所述第一凸台的外径大于所述第二容置腔的内径，所述第二凸台的外径大于所述第一容置腔的内径，所述第二容置腔位于所述第二柔性套体上朝向所述接杆的一侧。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述注浆连接组件包括支撑管和注浆管，所述支撑管套设于所述注浆管外部，所述注浆管一端由所述支撑管穿出，且该端具有连接部；所述支撑管远离所述连接部处的周面开设有注浆管通道，所述注浆管远离所述连接部的一端由所述注浆管通道伸出后连接有注浆设备。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：还包括拉紧装置，所述注浆管远离所述连接部的一端固定连接于所述拉紧装置的输出端，借助所述拉紧装置输出端的运动带动所述注浆管在所述支撑管内轴向移动。
在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述拉紧装置包括拉杆以及螺母，所述支撑杆远离所述连接部的一端具有支撑部，所述拉杆一端穿过所述支撑部后与所述注浆管固定连接，另一端螺纹连接有所述螺母，所述螺母与所述支撑部接触。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：1、通过设置注浆连接组件和注浆头部组件可拆卸式的连接，那么就可以实现由注浆连接组件将注浆头部组件送入到很深的注浆钻孔内进行注浆，并且在注浆结束后可将注浆连接组件拆卸，注浆方便快速。
通过第一柔性套体和连接杆以及限位组件的设置，在注浆前将注浆头部组件与注浆连接组件连接后置入到钻孔内，然后通过拉紧装置带动注浆管向外拉，由于注浆管与连接杆连接，并且第一限位组件与支撑管端部接触，那么在连接杆向外移动的过程中便可以使得第一限位组件克服其自身与连接杆的摩擦力滑动，由于第三限位组件位于第一柔性套体的另一端，那么连接杆移动的同时带动第三限位组件挤压第一柔性套体，此时第一限位组件被支撑管限制其移动，那么这样就可以将第一柔性套体挤压，从而向其周面外部变形膨胀，使得注浆头部组件涨紧在钻孔内，实现钻孔内注浆部分和钻孔外部密封隔离，避免泄露。
注浆过程中，通过浆料通过注浆管进入连接杆以及接杆，并通过接杆上的引流通道进入到第二柔性套体的容置腔内，随着压力的增加第二柔性套体弹性变形与第一凸台和或第二凸台之间产生间隙，那么浆料就会通过这个间隙进入到钻孔内的注浆部分进行注浆，当注浆压力达到设定的压力时，注浆管内开始降压，此时由于第二柔性套体外部的压力大于第二柔性套体内容置腔的压力，第二柔性套体便会压紧接杆的第一凸台和第二凸台上重新回到密封状态，这样钻孔内注浆部分的浆料就不会向外部泄露。
附图说明
图1是注浆头部组件的整体结构示意图；
图2是连接杆和接杆连接状态结构示意图；
图3是第二柔性套体结构示意图；
图4是接杆结构示意图；
图5是连接杆结构示意图；
图6是注浆连接组件的整体结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动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。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
一种隧道用高压注浆组件，包括注浆连接组件和注浆头部组件；所述注浆
头部组件可拆卸的连接于所述注浆连接组件10的一端；
所述注浆头部组件包括：
连接杆1，所述连接杆1为中空，所述连接杆1一端具有连接口11，远离所述连接口11的一端设置有出浆通道45；所述连接杆1还包括接杆4，所述接杆4固定连接于所述连接杆1上远离所述连接口11的一端，所述接杆4中空，所述接杆4一端与所述连接杆1连通，另一端封闭，所述接杆4圆周面开设有多个引流通道46，所述引流通道46将所述接杆4中部与外部连通；所述第二柔性套体3套设于所述接杆4外；连接杆1远离连接口11的一端设置有接头12，
所述接杆4包括本体41，外周面设置有第一凸台44和第二凸台45，所述引流通道46位于所述第一凸台44和第二凸台45之间，接杆4上远离第二凸台45的一端设置有连接端42，将连接端42旋入接头12实现将接杆4与连接杆1连接。
第一柔性套体2，套设于所述连接杆1外部。
第二柔性套体3，套设于所述连接杆1外部，且位于所述第一柔性套体2远离所述连接口11的一侧；所述第二柔性套体3中部具有容置腔31，所述第一凸台44和所述第二凸台45与所述容置腔31围合出一封闭腔室。所述所述第二柔性套体3靠近所述连接杆1的一侧设置有一垫片32。所述容置腔31包括相互连通的第一容置腔311和第二容置腔312，所述第一容置腔311为柱状，所述第二容置腔312为锥形，所述第一凸台44的外径大于所述第二容置腔312的内径，所述第二凸台45的外径大于所述第一容置腔311的内径，所述第二容置腔312位于所述第二柔性套体3上朝向所述接杆4的一侧。
限位组件5，所述限位组件5限制所述第一柔性套体2的轴向移动；所述限位组件5包括第一限位组件51、第二限位组件54和第三限位组件55，所述第二限位组件54和第三限位组件55位于所述第一柔性套体2的两端且均套设于所述连接杆1的外部，所述第二限位组件54位于所述第一柔性套体2朝向所述连接口11所在的一端，所述第一限位组件51套设于所述连接杆1外部且与所述第二限位组件54接触或临近，所述第一限位组件51依靠摩擦力固定于所述连接杆1；在所述注浆连接组件10与所述连接口11连接后，所述注浆连接组件10与所述第一限位组件51接触，并可通过所述注浆连接组件10向所述第一限位组件51施加一趋势力，所述趋势力克服所述摩擦力后迫使所述第一限位组件51带动所述第二限位组件54沿所述连接杆1的轴向移动，将所述第一柔性套体2挤压，使所述第第一柔性套体2沿其周面向外变形。需要说明的是，所述摩擦力大于所述第一柔性套体2受到挤压形变后所产生的的弹性力。
具体的，所述第一限位组件51与所述第二限位组件54之间设置有多个限位片53，第一限位组件51远离所述第二限位组件54的一端设置有第二限位片52，所述限位片53和第二限位片52均套设于所述连接轴1外部，所述限位片53、第二限位片52与所述连接轴1为过盈装配；需要说明的是通过限位片53以及第二限位片52的片数以及与连接轴1的过盈量来对摩擦力进行调节，使其达到需要的摩擦力大小。
所述注浆连接组件10包括支撑管101和注浆管102，所述支撑管101套设于所述注浆管102外部，所述注浆管102一端由所述支撑管101穿出，且该端具有连接部1021；所述支撑管101远离所述连接部1021处的周面开设有注浆管通道1011，所述注浆管102远离所述连接部1021的一端由所述注浆管通道1011伸出后连接有注浆设备，且该端设置有阀门1024。进一步的，本实施方式中还包括拉紧装置103，所述注浆管102远离所述连接部1021的一端固定连接于所述拉紧装置103的输出端，借助所述拉紧装置输出端的运动带动所述注浆管102在所述支撑管101内轴向移动。具体的，所述拉紧装置103包括拉杆1031以及螺母1032，所述支撑杆101远离所述连接部1021的一端具有支撑部1014，所述拉杆1031一端穿过所述支撑部1041后与所述注浆管102固定连接，另一端螺纹连接有所述螺母1032，所述螺母1032与所述支撑部1014接触。
具体的工作原理为：通过设置注浆连接组件和注浆头部组件可拆卸式的连接，那么就可以实现由注浆连接组件将注浆头部组件送入到很深的注浆钻孔内进行注浆，并且在注浆结束后可将注浆连接组件拆卸，注浆方便快速。
通过第一柔性套体和连接杆以及限位组件的设置，在注浆前将注浆头部组件与注浆连接组件连接后置入到钻孔内，然后通过拉紧装置103带动注浆管102向外拉，由于注浆管102与连接杆1连接，并且第一限位组件与支撑管端部1012接触，那么在连接杆1向外移动的过程中便可以使得第一限位组件51克服与连接杆1的摩擦力滑动，由于第三限位组件55位于第一柔性套体2的另一端，那么连接杆1移动的同时带动第三限位组件55挤压第一柔性套体2，此时第一限位组件51被支撑管101限制其移动，那么这样就可以将第一柔性套体2挤压，从而向其周面外部变形膨胀，使得注浆头部组件涨紧在钻孔内，实现钻孔内注浆部分和钻孔外部密封隔离，避免泄露。
注浆过程中，通过浆料通过注浆管进入连接杆以及接杆，并通过接杆上的引流通道进入到第二柔性套体的容置腔内，随着压力的增加第二柔性套体弹性变形与第一凸台和或第二凸台之间产生间隙，那么浆料就会通过这个间隙进入到钻孔内的注浆部分进行注浆，当注浆压力达到设定的压力时，注浆管内开始降压，此时由于第二柔性套体外部的压力大于第二柔性套体内容置腔的压力，第二柔性套体便会压紧接杆的第一凸台和第二凸台上重新回到密封状态，这样钻孔内注浆部分的浆料就不会向外部泄露。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：包括注浆连接组件和注浆头部组件；所述注浆头部组件可拆卸的连接于所述注浆连接组件(10)的一端；
所述注浆头部组件包括：
连接杆(1)，所述连接杆(1)为中空，所述连接杆(1)一端具有连接口(11)，远离所述连接口(11)的一端设置有出浆通道(45)；
第一柔性套体(2)，套设于所述连接杆(1)外部；
第二柔性套体(3)，套设于所述连接杆(1)外部，且位于所述第一柔性套体(2)远离所述连接口(11)的一侧；
限位组件(5)，所述限位组件(5)限制所述第一柔性套体(2)的轴向移动；所述限位组件(5)包括第一限位组件(51)、第二限位组件(54)和第三限位组件(55)，所述第二限位组件(54)和第三限位组件(55)位于所述第一柔性套体(2)的两端且均套设于所述连接杆(1)的外部，所述第二限位组件(54)位于所述第一柔性套体(2)朝向所述连接口(11)所在的一端，所述第一限位组件(51)套设于所述连接杆(1)外部且与所述第二限位组件(54)接触或临近，所述第一限位组件(51)依靠摩擦力固定于所述连接杆(1)；在所述注浆连接组件(10)与所述连接口(11)连接后，所述注浆连接组件(10)与所述第一限位组件(51)接触，并可通过所述注浆连接组件(10)向所述第一限位组件(51)施加一趋势力，所述趋势力克服所述摩擦力后迫使所述第一限位组件(51)带动所述第二限位组件(54)沿所述连接杆(1)的轴向移动，将所述第一柔性套体(2)挤压，使所述第第一柔性套体(2)沿其周面向外变形。
2.根据权利要求1所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述摩擦力大于所述第一柔性套体(2)受到挤压形变后所产生的的弹性力。
3.根据权利要求1所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述第一限位组件(51)与所述第二限位组件(54)之间设置有多个限位片(53)，所述限位片(53)套设于所述连接轴(1)外部，所述限位片(53)与所述连接轴(1)为过盈装配。
4.根据权利要求1所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述连接杆(1)还包括接杆(4)，所述接杆(4)固定连接于所述连接杆(1)上远离所述连接口(11)的一端，所述接杆(4)中空，所述接杆(4)一端与所述连接杆(1)连通，另一端封闭，所述接杆(4)圆周面开设有多个引流通道(46)，所述引流通道(46)将所述接杆(4)中部与外部连通；所述第二柔性套体(3)套设于所述接杆(4)外。
5.根据权利要求5所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述接杆(4)外周面设置有第一凸台(44)和第二凸台(45)，所述引流通道(46)位于所述第一凸台(44)和第二凸台(45)之间；所述第二柔性套体(3)中部具有容置腔(31)，所述第一凸台(44)和所述第二凸台(45)与所述容置腔(31)围合出一封闭腔室。
6.根据权利要求5所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述所述第二柔性套体(3)靠近所述连接杆(1)的一侧设置有一垫片(32)。
7.根据权利要求5所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述容置腔(31)包括相互连通的第一容置腔(31)和第二容置腔(32)，所述第一容置腔(31)为柱状，所述第二容置腔(32)为锥形，所述第一凸台(44)的外径大于所述第二容置腔(31)的内径，所述第二凸台(45)的外径大于所述第一容置腔(31)的内径，所述第二容置腔(32)位于所述第二柔性套体(3)上朝向所述接杆(4)的一侧。
8.根据权利要求1所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述注浆连接组件(10)包括支撑管(101)和注浆管(102)，所述支撑管(101)套设于所述注浆管(102)外部，所述注浆管(102)一端由所述支撑管(101)穿出，且该端具有连接部(1021)；所述支撑管(101)远离所述连接部(1021)处的周面开设有注浆管通道(1011)，所述注浆管(102)远离所述连接部(1021)的一端由所述注浆管通道(1011)伸出后连接有注浆设备。
9.根据权利要求8所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：还包括拉紧装置(103)，所述注浆管(102)远离所述连接部(1021)的一端固定连接于所述拉紧装置(103)的输出端，借助所述拉紧装置输出端的运动带动所述注浆管(102)在所述支撑管(101)内轴向移动。
10.根据权利要求9所述的一种隧道用高压注浆组件，其特征在于：所述拉紧装置(103)包括拉杆(1031)以及螺母(1032)，所述支撑杆(101)远离所述连接部(1021)的一端具有支撑部(1014)，所述拉杆(1031)一端穿过所述支撑部(1041)后与所述注浆管(102)固定连接，另一端螺纹连接有所述螺母(1032)，所述螺母(1032)与所述支撑部(1014)接触。
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