1.本发明涉及隧道施工技术领域，具体是一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置及方法。
背景技术：
2.我国大部分地区为山地地区，尤其是西南地区，在修建交通基础设施时，必然会修建大量的隧道，加上西南地区碳酸盐岩分布较广，年降水量大，岩溶、断层破碎带发育明显，在该区域修建隧道时，将会遇到岩溶、断层破碎带等不良地质，如不采取措施进行控制，将会带来严重的人员伤亡和经济损失；而且在隧道的使用过程中，由于地质运动等自然因素，隧道周围的岩体内部也会产生大量裂隙，岩体内部的裂隙将会导致隧道坍塌等一系列严重事故，因此，对隧道使用过程中产生的岩体裂隙进行封堵处理刻不容缓。
3.目前，向岩体裂隙内部注浆是处理这类不良地质，提升隧道围岩稳定性的重要手段之一，在注浆时，通常是由凿岩钻孔机对标定位置进行开孔，再通过锚杆（注浆管）向孔内注入流态砂浆，经浆液扩散并孔内固结，来有效提高支护结构的稳定性。
4.但是，在长时间的使用过程中，发现现有的注浆设备仍存在一定的弊端：1、注浆过程中，锚杆（注浆管）插放于岩体上的注浆孔内与注浆孔的底部接触，而注浆孔的内壁会堵塞位于注浆管底部出浆孔的情况，注浆压力一定的情况下，注浆空间内的有效出浆口数量不足，尤其是对存在断层裂隙的岩基工况下，注浆速度非常缓慢；2、由于地层条件复杂，内部会存在断层裂隙等工况，若标定位置刚好位于断层裂隙相对应的位置，会导致注浆过程中砂浆流失到断层内部，欲将断层裂隙全部填充完毕的耗浆量会相当大，且注浆空间过大情况下，会使得速凝的膨胀浆液在孔内填充不均匀并出现漏注空腔，影响支护加固强度；3、注浆完毕后，需要将进浆管与锚杆（注浆管）进行分离再安装密封盖进行密封，但此时注浆空间内的浆液还没有凝固，进浆管与锚杆（注浆管）分离时会有浆液从管口流出，造成注浆空间内的浆液流失。
5.因此，本发明提供一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置及方法来解决上述问题。
技术实现要素：
6.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置及方法，有效的解决了现有的注浆设备存在一定弊端的问题。
7.一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，包括注浆管，所述注浆管的外表面上贯穿有多个出浆孔，所述注浆管插入岩体上预打的注浆孔内，其特征在于，所述注浆管的外表面上同轴滑动安装有两个定位环，两个所述定位环相互靠近的一端的外表面上固定安装有多个定位筒，每个所述定位筒的内部滑动安装有定位球，每个所述定位筒内均安装有定位弹簧，两个所述定位环相互靠近的一侧面之间同轴固定连接有伸缩套筒，两个所述定位环相互远离的一端的外表面上均同轴固定安装有隔断气囊，所述注浆管的右端同轴连接有圆筒状的注
浆嘴，所述注浆嘴的外表面上同轴连接有螺栓盘，所述螺栓盘通过螺栓固定安装在岩体的侧面上，所述注浆嘴的右端连接有进浆管。
8.优选的，所述注浆管的外表面上开有定位滑槽，两个所述定位环的内侧面上均连接有滑动安装在定位滑槽内的定位滑块，所述注浆管的外表面上开有螺纹槽，两个所述定位环相互远离的一端均同轴转动安装有定位内螺套。
9.优选的，位于注浆管右端的所述定位内螺套的外表面上同轴固定连接有内部中空且左侧开口的气环，所述气环的左侧开口内密封转动安装有气环滑片，所述气环滑片的左侧面与位于注浆管右端的隔断气囊之间连通有中间气管，两个所述隔断气囊之间连通有伸缩支气管。
10.优选的，所述注浆嘴的外表面上同轴转动安装有调节环，所述螺栓盘同轴转动连接在调节环的外侧面上，所述调节环的左右侧面之间贯穿有多个位于注浆孔内部的伸缩进气管，多个所述伸缩进气管位于注浆孔内的一端分别与气环固定连接并与气环内部连通。
11.优选的，所述调节环的左侧面上固定安装有两个呈同心环状安装的密封环，所述注浆嘴的外侧面上同轴安装有右端呈凸台状的密封凸台环，多个所述伸缩进气管分别贯穿密封凸台环，所述密封凸台环与调节环的左侧面连接有密封弹簧。
12.优选的，所述注浆嘴的内部同轴固定安装有止浆环，所述止浆环的左侧面上固定连接有四个止浆杆，四个所述止浆杆上左右滑动安装有位于注浆嘴的中部且右端呈锥形的止浆塞，所述止浆塞的左侧面与四个所述止浆杆的左端之间均固定安装有止浆弹簧。
13.优选的，根据权利要求-所述的一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，其具体的使用方法为：岩体内部没有断层时：a.将注浆管放置在注浆孔内，并向注浆孔内推动，将两个定位环上的多个定位球向定位筒内滑动，并推入注浆管内，多个定位球抵在注浆孔的内壁上，使得注浆管始终处于注浆孔的中部；b.使用螺栓将螺栓盘固定在岩体上，然后向注浆管内注入浆液，浆液向左侧顶开止浆塞使得浆液进入注浆管内，最后浆液从若干个出浆孔处流出并流入岩体裂隙内进行填充；c.当岩体裂隙内填满浆液后，浆液将逐渐填满注浆孔，注浆孔内位于注浆管外侧的浆液将会推动密封凸台环向两个密封环内移动，并将两个密封环撑开，从而对注浆孔开口处进行密封，进浆管停止向注浆嘴内注入浆液时，止浆塞与止浆环能够封闭注浆嘴，防止拆卸进浆管时浆液从注浆嘴处外流。
14.优选的，根据权利要求-所述的一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，其具体的使用方法为：岩体内部存在断层时：a.将注浆管放置在注浆孔内，使得多个定位球抵在注浆孔的内壁上随着注浆管向注浆孔内移动，当注浆管左端的多个定位球进入断层内时能够从多个定位筒内弹出，当左侧的多个定位球抵在断层的左侧面时，注浆管将无法继续移动，然后转动调节环带动右侧的定位环向左侧移动，当右侧的多个定位球进入断层时会同时弹出，并抵在断层的右侧面上，此时注浆管将不能左右移动；b.通过顶杆伸缩进气管向两个隔断气囊注入空气，使两个隔断气囊鼓起并紧紧抵在注浆孔的内壁上，从而使得断层与注浆孔之间实现隔断，注浆管上位于断层内的出浆孔
被伸缩套筒覆盖，向注浆管内注入浆液时，浆液仅能够从位于注浆孔内的出浆孔流出对岩体裂隙进行填充，并不会流入断层内造成浆液的大量浪费；c.当岩体裂隙内填满浆液后，浆液将逐渐填满注浆孔，注浆孔内位于注浆管外侧的浆液将会推动密封凸台环向两个密封环内移动，并将两个密封环撑开，从而对注浆孔开口处进行密封，进浆管停止向注浆嘴内注入浆液时，止浆塞与止浆环能够封闭注浆嘴，防止拆卸进浆管时浆液从注浆嘴处外流。
15.本发明与现有技术相比，具有以下的优点：1、本发明可通过多个定位球将注浆管抬起并始终处于注浆孔的中部，使得多个出浆孔均可以流出浆液进行填充；2、也可通过两组定位球、两个隔断气囊对岩体内部断层进行封堵，防止浆液流入断层内部，从而避免了浆液的浪费；3、注浆孔内的浆液注满时能够推动密封凸台环与密封环紧密配合，从而使得浆液注满时不会从注浆孔口处流出；4、进浆管停止向注浆嘴内注入浆液时，止浆塞向止浆环移动并将注浆嘴自动密封，使得进浆管与注浆嘴分离时，浆液不会从注浆嘴喷出，避免了注浆孔内浆液的流失；本发明设计思路清晰，结构简洁，操作简单，解决了现有注浆设备的缺陷，具有很强的实用性。
附图说明
16.图1为本发明注浆管处于注浆孔内的立体剖面示意图。
17.图2为本发明注浆管处于注浆孔内的前视剖面示意图。
18.图3为本发明注浆管的立体示意图。
19.图4为本发明图1中a处的放大图。
20.图5为本发明图2中b处的放大图。
21.图6为本发明隔断岩体中断层的剖面示意图。
22.图7为本发明图3中c处的放大图。
23.图8为本发明图4中d处的放大图。
24.图9为本发明图5中e处的放大图。
25.图10为本发明图4中f处的放大图。
26.图11为本发明图5中g处的放大图。
27.图12为本发明图9中h处的放大图。
具体实施方式
28.有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图12对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
29.下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
30.实施例一，本发明为一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，包括注浆管1，所述注浆管1的长度视裂隙位置和深度而定，所述注浆管1的外表面上贯穿有多个出浆孔01，进入注浆管
1内的浆液能够从多个出浆孔01流出并对裂隙进行填充，所述注浆管1插入岩体02上预打的注浆孔03内，注浆管1的直径小于注浆孔03的直径，注浆孔03的位置本领域技术人员可通过其他手段进行测量，此处不再赘述，所述注浆管1的外表面上同轴滑动安装有两个定位环2，两个定位环2在外力的带动下分别可以在注浆管1上左右滑动调整位置，当外力撤销后两个定位环2可在注浆管1上实现定位，两个所述定位环2相互靠近的一端的外表面上固定安装有多个定位筒3，每个所述定位筒3的内部滑动安装有定位球4，每个所述定位筒3内均安装有定位弹簧5，多个定位球4在定位弹簧5的作用下处于定位筒3的外侧，当注浆管1插入注浆孔03时，可将多个定位球4向定位筒3内按动，使其向定位筒3内滑动，当多个定位环2处于注浆孔03内部时，多个定位球4在定位弹簧5的作用下紧紧的抵在注浆孔03的内壁上，从而将注浆管1抬起，使得注浆管1在注浆孔03内始终处于悬空状态，避免了注浆管1底部的出浆孔01被注浆孔03的内壁堵塞的情况发生，使得多个出浆孔01均能够流出浆液对裂隙进行填充，大大提高了注浆的效率，以上操作可用于隧道围岩中没有断层的情况；两个所述定位环2相互靠近的一侧面之间同轴固定连接有伸缩套筒6，两个定位环2在注浆管1上滑动相互远离或相互靠近时，能够带动伸缩套筒6进行伸长或缩短，被伸缩套筒6覆盖的出浆孔01将不会向注浆孔03内流出浆液，当隧道围岩内部存在断层时，为了不使得浆液流入断层，可在向注浆孔03内插入注浆管1之前，现将左侧的定位环2移动到注浆管1上与断层左侧面对应的的大致位置处，然后将注浆管1插入注浆孔03内并向注浆孔03内部推进，当左侧的多个定位球4进入断层内时，左侧的多个定位球4失去约束力能够从多个定位筒3内弹出，当注浆管1继续向注浆孔03内部推进使得左侧的多个定位球4抵在断层的左侧面时，此时注浆管1将无法继续向注浆孔03内部移动，之后可移动右侧的定位环2向注浆管1的左端移动，一边移动右侧的定位环2时，还要一边向右移动注浆管1，此时由于右侧的多个定位球4仍处于注浆孔03内，因此注浆管1可以向右侧移动，工作人员可通过此现象判断右侧的多个定位球4是否进入了断层内，当右侧的多个定位球4进入断层时也会同时弹出，如附图6所示，此时左右两侧的多个定位球4分别抵在断层的左右侧面上，使得注浆管1将无法左右移动，而两个定位环2支架之间的伸缩套筒6则能够将位于断层位置的出浆孔01覆盖遮蔽，通过上述操作步骤仅仅完成了注浆管1在存在断层的岩体02内的固定，如果此时向注浆管1内注入浆液，浆液从没有被覆盖的出浆孔01流至注浆孔03内时，也会流入断层，因此还需以下结构进行下一步的操作；两个所述定位环2相互远离的一端的外表面上均同轴固定安装有隔断气囊7，两个隔断气囊7分别连接有位于注浆孔03外部的气泵，如附图6所示，当左右两侧的多个定位球4分别抵在断层的左右侧面上，使得注浆管1将无法左右移动时，此时两个隔断气囊7分处于注浆孔03内且分别靠近断层两侧面的位置，然后可对两个隔断气囊7进行充气，两个隔断气囊7鼓起后其外表面会紧紧的抵在注浆孔03的内壁上，从而使得断层彻底与注浆孔03的空间实现隔断，此时向注浆孔03内注入浆液时，由于两个隔断气囊7的阻隔，浆液不会流入断层内，从而避免了浆液的大量浪费；所述注浆管1的右端同轴连接有圆筒状的注浆嘴8，注浆管1可与注浆嘴8螺纹连接，注浆管1全部插入注浆孔03内时，注浆嘴8也会插入注浆孔03内，并堵塞注浆孔03的孔口，由于注浆管1的直径小于注浆孔03的直径，因此注浆时为了防止浆液从注浆孔03的孔口流出，因此采用直径较大的注浆嘴8对注浆孔03的孔口进行堵塞，避免注浆时浆液从孔口流
出，所述注浆嘴8的外表面上同轴连接有螺栓盘9，所述螺栓盘9通过螺栓04固定安装在岩体02的侧面上，所述注浆嘴8的右端连接有进浆管05，进浆管05与注浆嘴8可螺纹连接，方便拆卸，进浆管05连接有浆液供应装置，注浆完毕后将二者分离，最后将注浆嘴8密封即可。
31.实施例二，在实施例一的基础上，所述注浆管1的外表面上沿着注浆管1轴向的方向开有定位滑槽10，两个所述定位环2的内侧面上均连接有滑动安装在定位滑槽10内的定位滑块11，定位环2左右滑动时能够带动定位滑块11在定位滑槽10内滑动，因此定位环2无法在注浆管1上转动，所述注浆管1的外表面上开有螺纹槽12，两个所述定位环2相互远离的一端均同轴转动安装有定位内螺套13，当转动两个定位内螺套13时，即可带动定位环2在注浆管1上左右移动，也使得定位环2在移动到所需位置后能够实现定位。
32.实施例三，在实施例二的基础上，位于注浆管1右端的所述定位内螺套13的外表面上同轴固定连接有内部中空且左侧开口的气环14，右侧的定位内螺套13转动时能够带动气环14同步转动，所述气环14的左侧开口内密封转动安装有气环滑片15，气环滑片15能够在气环14的左侧开口处转动，且通过气环滑片15使得气环14的内部空间实现封闭，所述气环滑片15的左侧面与位于注浆管1右端的隔断气囊7之间连通有中间气管16，由于隔断气囊7无法转动，因此通过中间气管16与隔断气囊7连接的气环滑片15也无法转动，但是当右侧的定位内螺套13转动时能够带动气环14在气环滑片15上转动，两个所述隔断气管7之间连通有伸缩支气管17，右侧的定位内螺套13转动时带动右侧的定位环2左右移动与另一个定位环2相互远离或者相互靠近时，两个隔断气囊7之间的伸缩支气管17也会伸长或缩短，使得两个隔断气囊7的内部始终连通，当需要对两个隔断气囊7进行充气时，可向气环14内充气，气环14内的空气能够经过中间气管16和伸缩支气管17使得两个隔断气囊7鼓起对断层进行隔断。
33.实施例四，在实施例三的基础上，所述注浆嘴8的外表面上同轴转动安装有调节环18，调节环18的外径小于注浆孔03的直径，如附图10-11所示，注浆嘴8通过螺栓04固定在岩体02上时，调节环18正好堵塞注浆孔03的孔口处，且此时调节盘18依然能够在注浆嘴8的外表面上转动，所述螺栓盘9同轴转动连接在调节环18的外侧面上，螺栓盘9通过螺栓04固定在岩体02上时，此时调节盘18可在注浆嘴8与螺栓盘9之间转动，所述调节环18的左右侧面之间贯穿有多个位于注浆孔03内部的伸缩进气管19，调节盘18转动时能够带动多个伸缩进气管19在注浆孔03内部做圆周运动，多个所述伸缩进气管19位于注浆孔03内的一端分别与气环14固定连接并与气环14内部连通，调节盘18转动时能够通过顶杆伸缩进气管19带动气环14转动，从而带动右侧的定位内螺套13转动，实现对右侧的定位环2的调节，当右侧的定位环2的位置调解完毕后，可通过伸缩进气管19对气环14内部进行充气，即可实现两个隔断气囊7的鼓起，从而对断层进行隔断。
34.实施例五，在实施例四的基础上，所述调节环18的左侧面上固定安装有两个呈同心环状安装的密封环20，调节环18转动时能够带动两个密封环20进行转动，所述注浆嘴8的外侧面上同轴安装有右端呈凸台状的密封凸台环21，多个所述伸缩进气管19分别贯穿密封凸台环21，所述密封凸台环21与调节环18的左侧面连接有密封弹簧22，调节环18转动时能够通过多个伸缩进气管19带动密封凸台环21在注浆嘴8上同步转动，且由于密封弹簧22的作用下，密封凸台环21的自然状态下与两个密封圈20具有一定的距离，当注浆孔03内的浆液逐渐充满时，注浆孔03内的浆液会向右侧推动密封凸台环21使得密封凸台环21右端的凸
台进入两个密封环20之间的空间内，并将两个密封环20分别向外侧和向内侧挤压，位于外侧的密封环20与注浆孔03的内壁紧密接触，位于内侧的密封环20与注浆嘴8的外表面紧密接触，从而使得调节环18不能够再转动，也实现了注浆嘴8与注浆孔03制浆的密封，避免了浆液从注浆孔03的孔口处流出的情况。
35.实施例六，在实施例一的基础上，所述注浆嘴8的内部同轴固定安装有止浆环23，如附图10-11所示，止浆环23的内径小于注浆嘴8的内径，所述止浆环23的左侧面上固定连接有四个止浆杆24，四个所述止浆杆24上左右滑动安装有位于注浆嘴8的中部且右端呈锥形的止浆塞25，所述止浆塞25的左侧面与四个所述止浆杆24的左端之间均固定安装有止浆弹簧26，所述止浆塞25的外径大于止浆环23的内径，但小于注浆嘴8的内径，且止浆塞25能够在四个止浆杆24上左右滑动，止浆塞25的锥形面为橡胶材质，由于四个止浆弹簧26的弹力作用下，止浆塞25的自然状态为附图11中所示，止浆塞25的锥形面与止浆环23的内环紧紧贴合，此时注浆嘴8的左右端不通透，当注浆时，进浆管05向注浆嘴8内注入浆液时，在浆液的冲击压力下，会将止浆塞25向注浆嘴8的左端顶开，使得止浆塞25与止浆环23之间分离，此时浆液可从止浆塞25与注浆嘴8之间的空隙中流过，从而到达注浆管1内进行注浆操作，当注浆孔03内充满浆液时即完成注浆操作，此时可停止进浆管05的注浆，进浆管05停止注浆时，止浆塞25失去了浆液的推动力，从而在四个止浆弹簧26的弹力作用下复位，重新与止浆环23紧紧贴合，注浆管1内的浆液无法从注浆嘴8处流出，实现了注浆嘴8的自动封闭，避免了进浆管05与注浆嘴8分离的一瞬间有浆液流出的情况。
36.一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，当岩体内部没有断层时，其具体的使用方法为：a.将注浆管1放置在注浆孔03内，并向注浆孔03内推动，将两个定位环2上的多个定位球4向定位筒3内滑动，并推入注浆管1内，多个定位球4抵在注浆孔03的内壁上，使得注浆管1始终处于注浆孔03的中部；b.使用螺栓04将螺栓盘9固定在岩体02上，然后向注浆管1内注入浆液，浆液向左侧顶开止浆塞25使得浆液进入注浆管1内，最后浆液从若干个出浆孔01处流出并流入岩体裂隙内进行填充；c.当岩体裂隙内填满浆液后，浆液将逐渐填满注浆孔03，注浆孔03内位于注浆管1外侧的浆液将会推动密封凸台环21向两个密封环20内移动，并将两个密封环20撑开，从而对注浆孔03开口处进行密封，进浆管05停止向注浆嘴8内注入浆液时，止浆塞25与止浆环23能够封闭注浆嘴8，防止拆卸进浆管05时浆液从注浆嘴8处外流。
37.一种隧道裂隙岩体注浆堵水装置，当岩体内部存在断层时，其具体的使用方法为：a.将注浆管1放置在注浆孔03内，使得多个定位球4抵在注浆孔03的内壁上随着注浆管1向注浆孔03内移动，当注浆管1左端的多个定位球4进入断层内时能够从多个定位筒3内弹出，当左侧的多个定位球4抵在断层的左侧面时，注浆管1将无法继续移动，然后转动调节环18带动右侧的定位环2向左侧移动，当右侧的多个定位球4进入断层时会同时弹出，并抵在断层的右侧面上，此时注浆管1将不能左右移动；b.通过顶杆伸缩进气管19向两个隔断气囊7注入空气，使两个隔断气囊7鼓起并紧紧抵在注浆孔03的内壁上，从而使得断层与注浆孔03之间实现隔断，注浆管1上位于断层内的出浆孔01被伸缩套筒6覆盖，向注浆管1内注入浆液时，浆液仅能够从位于注浆孔03内的出浆孔01流出对岩体裂隙进行填充，并不会流入断层内造成浆液的大量浪费；
c.当岩体裂隙内填满浆液后，浆液将逐渐填满注浆孔03，注浆孔03内位于注浆管1外侧的浆液将会推动密封凸台环21向两个密封环20内移动，并将两个密封环20撑开，从而对注浆孔03开口处进行密封，进浆管05停止向注浆嘴8内注入浆液时，止浆塞25与止浆环23能够封闭注浆嘴8，防止拆卸进浆管05时浆液从注浆嘴8处外流。
38.本发明与现有技术相比，具有以下的优点：1、本发明可通过多个定位球将注浆管抬起并始终处于注浆孔的中部，使得多个出浆孔均可以流出浆液进行填充；2、也可通过两组定位球、两个隔断气囊对岩体内部断层进行封堵，防止浆液流入断层内部，从而避免了浆液的浪费；3、注浆孔内的浆液注满时能够推动密封凸台环与密封环紧密配合，从而使得浆液注满时不会从注浆孔口处流出；4、进浆管停止向注浆嘴内注入浆液时，止浆塞向止浆环移动并将注浆嘴自动密封，使得进浆管与注浆嘴分离时，浆液不会从注浆嘴喷出，避免了注浆孔内浆液的流失；本发明设计思路清晰，结构简洁，操作简单，解决了现有注浆设备的缺陷，具有很强的实用性。