一种隧道施工用快速注浆接头的制作方法

1.本实用新型属于注浆器具领域，具体涉及一种隧道施工用快速注浆接头。


背景技术：

2.在隧道施工过程中，尤其针对围岩破碎段，常需要使用大量的超前小导管或者注浆管棚来进行超前加固，施工中需要预先加工注浆堵头钢圆片，并在超前支护管体打设完成后再进行堵头钢圆片与超前支护管体的现场焊接，堵头圆片加工及其与超前支护管体的现场焊接均需较长时间才能完成，材料消耗较大，且同时受限于操作工人的焊接技术，常存在部分因焊接缺陷导致浆液外溢现场，造成时间和质量的双重损失。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于提供一种隧道施工用快速注浆接头，以克服上述技术缺陷。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种隧道施工用快速注浆接头，包括自上至下依次相接且相互贯通的短节、导流管和限位件，在导流管的上段外壁套装旋拧有手柄，在导流管的中段外壁套装有传力管，在导流管的下段外壁套装有受传力管的挤压沿径向扩径的弹性体。
5.进一步地，弹性体包括若干个沿轴向均匀间隔套装在导流管上的橡胶套，在任意相邻的两个橡胶套之间还设有套装在导流管上的第一活动钢垫片。
6.进一步地，传力管是中空的管状结构，在传力管的底部端面和与其相邻的橡胶套之间设有套装在导流管上的第二活动钢垫片。
7.进一步地，限位件包括第三固定钢垫片和导引头，导流管的管底穿过第三固定钢垫片固接于导引头，其中第三固定钢垫片和导引头相互固接，且导引头为具有供浆液通过的轴向贯通通道的中空柱状结构。
8.进一步地，短节的外壁设有与止浆阀旋拧配合的第一螺纹，在导流管的上段外壁设有与手柄旋拧配合的第二螺纹，第二螺纹的长度自导流管的顶端延伸至传力管的管内。
9.本实用新型的有益效果如下：
10.(1)通过旋转手柄挤压橡胶套，橡胶套发生弹性变形沿径向扩涨以达到卡住超前小导管的目的，用来代替传统堵头圆片加工工作，极大节约生产时间且其重复使用的特性也可在一定程度上节约材料成本；
11.(2)导流管尾端设计的具有和止浆阀同丝的接口来进一步方便止浆阀的安装，来代替原本的堵头钢片与注浆管体的焊接作业，从而进一步提升施工时间，同时橡胶套又可以很好地保证管体与注浆器具的密贴性，保证浆液输送质量。
12.为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
13.图1是隧道施工用快速注浆接头的结构示意图。
14.附图标记说明：
15.1.短节；2.导流管；3.限位件；4.手柄；5.传力管；6.橡胶套；
16.701.第一活动钢垫片；702.第二活动钢垫片；703.第三固定钢垫片；
17.8.导引头；
18.901.第一螺纹；902.第二螺纹。
具体实施方式
19.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
20.需说明的是，在本实用新型中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的隧道施工用快速注浆接头的上、下、左、右。
21.现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
22.除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
23.本实施方式涉及一种隧道施工用快速注浆接头，如图1所示，包括自上至下依次相接且相互贯通的短节1、导流管2和限位件3，在导流管1的上段外壁套装旋拧有手柄4，在导流管1的中段外壁套装有传力管5，在导流管1的下段外壁套装有受传力管5的挤压沿径向扩径的弹性体。
24.图1中的箭头表示的是浆液流向。
25.短节1的作用是用于安装止浆阀。
26.隧道施工用快速注浆接头的工作过程和工作原理如下：
27.参照图1装配各部件，组装好后将其插入注浆管体(超前小导管)内，即此时部分弹性体、部分导流管1和完整限位件3已插入注浆管体，插入后持续旋拧手柄4直至接触到传力管5，继续旋拧手柄4，传力管5向下移动推挤弹性体，弹性体发生径向的扩涨(扩径)直至卡住待注浆管体，达到密封目的；然后在短节1的端部安装止浆阀并固定牢固，浆液依次经短节1、导流管2和限位件3被输送进入注浆管体内，达到注浆要求的设计压力时停止注浆并关闭止浆阀，待到所注浆液初凝后反方向旋拧手柄4使传力管5卸力，进而使弹性体松弛直至拔出并进行相应的保养及清洗工作，通过控制手柄4的位移来调控弹性体的松弛程度，在提高工作效率的同时保证注浆效果。
28.需要说明的是，短节1、导流管2和限位件3，三者组成了同轴结构，浆液自轴向通道进入注浆管体(超前小导管)内，而且三者可以是固接(焊接)或者可拆卸连接(丝扣连接)，具体可以根据现场实际需要进行调整。
29.具体地，弹性体包括若干个沿轴向均匀间隔套装在导流管1上的橡胶套6，在任意相邻的两个橡胶套6之间还设有套装在导流管1上的第一活动钢垫片701。如图1所示，在导流管1的外部套设了四节橡胶套6，相邻两个橡胶套6之间的第一活动钢垫片701可以提高受挤压时的接头稳定性。
30.分段式的橡胶套6，可以重复利用(清洗后二次利用)，同时便于更换和检修，节约材料。
31.每段橡胶套6在扩径后均可以卡住注浆管体，即达到层层密封效果。
32.所有的橡胶套6均匀间隔，可以确保受力均匀以使橡胶套6的外壁均匀扩径卡住注浆管。
33.传力管5是中空的管状结构，在传力管5的底部端面和与其相邻的橡胶套6之间设有套装在导流管1上的第二活动钢垫片702，第二活动钢垫片702的作用是承受传力管5的推挤压力并将该推挤压力传递至下一级的橡胶套6，此外第二活动钢垫片702可以增大与传力管5的底部端面的接触面积，确保受力的均匀性和稳定性。
34.参照图1，限位件3包括第三固定钢垫片703和导引头8，导流管1的管底穿过第三固定钢垫片703固接于导引头8，其中第三固定钢垫片703和导引头8相互固接，且导引头8为具有供浆液通过的轴向贯通通道的中空柱状结构。
35.限位件3的主要作用是与传力管5相互配合，使橡胶套6在有限空间内扩径，即起到限位的作用，此外，导引头8还具有引导快速注浆接头准确插入注浆管体的作用，减小摩擦力，省时省力。
36.如图1所示，短节1的外壁设有与止浆阀旋拧配合的第一螺纹901(丝扣)，在现场使用时，取止浆阀旋拧在短节1上，即便于使用时直接进行止浆阀的安装及拆卸工作。
37.在导流管1的上段外壁设有与手柄4旋拧配合的第二螺纹902(丝扣)，为了确保密封效果，本实施方式要求第二螺纹902的长度自导流管1的顶端延伸至传力管5的管内。
38.具体地，导流管2的始端带有第二螺纹902，第二螺纹902存在范围为导流管2的1/4长度左右，第二螺纹902的外侧安装有配套旋转的手柄4，使用时将部分第一活动钢垫片701、部分橡胶套6、限位件3插入需要注浆管体内，插入后旋拧环形手柄4，使其向下移动推挤传力管5，通过传力管5推挤扩大橡胶套8，使其在第三固定钢垫片703的限制下发生向外扩涨直至卡住待注浆管体，并达到密封。器具安装后在短节1安装止浆阀并固定牢固，在通过端短节1进行管体的浆液输送，达到注浆要求的设计压力时停止注浆并关闭止浆阀，待到所注浆液初凝后反方向旋拧环形手柄4使传力管5卸力，进而使橡胶套6松弛直至拔出并进行相应的保养及清洗工作。
39.传力管5、橡胶套6、所有垫片，三者共同作用，通过传力管5对橡胶套6及第一活动钢垫片701、第二活动钢垫片702的挤压使所述橡胶套6向外膨胀使之固定使用，限位件3限位传力管5、橡胶套6、及第一活动钢垫片701、第二活动钢垫片702的位移。
40.隧道施工用快速注浆接头的在现场作用中应用如下：
41.某隧道洞口段围岩以砂性土夹崩积粗角砾土及块石土为主，分选性较差，开挖过程中稳定性较差，经四方踏勘商榷后采用拱部180
°
双排超前小导管进行超前加固保证隧道开挖过程中掌子面及拱顶部分安全稳定，超前小导管每环施工数量为74根，每根超前小导管在注浆施工前都需要提前准备封口钢片，并逐一对管口进行止浆管接头焊接并安装止浆
球阀，其中操作工序时间较长，材料消耗较大，且止浆管在使用后无法重复使用，极大地造成人员、时间及材料上的浪费。
42.为了解决以上问题，采用了隧道施工用快速注浆接头，并与传统的封口钢片做了对比：
43.以一名焊工每一循环74根超前小导管施工时间分析，传统注浆方式下料切割74枚止浆堵头圆片需要16-18小时，焊接74枚止浆堵头圆片与超前小导管需要4小时，焊接74枚止浆管与超前小导管需要5小时，共计施工时间25-27小时，采用隧道施工用快速注浆接头后每一循环74根超前小导管施工时间约为6-7小时，具体效益分析见下表：
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综上所述，本实用新型提供的隧道施工用快速注浆接头，可以提高周期材料使用次数，降低快速接头成本，提高使用效率；控制初凝时间，并在每次使用后及时清理，保护管体；优化每次旋拧丝扣圈数，找到最合理次数，保证不漏浆，不过度。
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本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。