一种注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置的制作方法

1.本实用新型涉及工程勘察、地质勘探等领域，更具体地说它是一种钻孔永久性封闭装置，更具体地说它是一种注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置。


背景技术：

2.在工程勘察、地质勘探等领域，钻孔封堵是一项重要工作。钻孔封孔质量不过关，可能引发堤防沿钻孔发生渗透破坏、水坝坝基扬压力升高、底部承压水顺钻孔涌入基坑、盾构机渣土改良剂顺钻孔涌出地面导致土仓失压掌子面坍塌、覆盖型岩溶区上部砂土顺钻孔漏导致生地面塌陷、地下水流失和污染等一系列问题。
3.目前常见的勘探孔封孔方法有黏土球封孔、水泥砂浆封孔、发泡充填剂封孔、栓塞封孔、膨胀球阀封孔、模袋注浆等。
4.模袋注浆限制了浆液的扩散范围，可局部精确定位，可有效控制浆液用量和注浆凝结体的质量，可用于喷涌流水环境中的快速注浆封堵。另外，模袋中可预先放置各种类型的注浆材料，远程控制注浆材料在袋内混合反应时间，避免因注浆材料凝结时间过短造成注浆管堵塞。
5.钻孔封孔使用的注浆管长度可达几十米，甚至上百米，注浆管重复利用，可大大降低模袋注浆成本。注浆管远程控制脱开方式。现有压力控制销剪断脱开(如，囊袋式注浆封孔装置及其封孔方法cn 101050696 b)，其压力控制销钉作为注浆管和注浆囊袋的连接件，注浆管与囊袋之间的拉力直接作用在销钉上，销钉在控制注浆压力时，易受注浆管拉力的干扰。销钉所受剪切力与注浆压力关系不清晰。销钉作为一次性耗材，以其抗剪强度作为压力控制件，材料和制作均由较高要求。销钉尺寸受插入孔限制，目标注浆压力调节不方便，脱开压力控制精度差。
6.现有弹性快插接头拉线手动控制脱开(如，一种封孔注浆管远程卸管器cn 106246216 a)，其拉线控制脱开装置的拉线控制系统，拉线需要在狭长的管路中运行，结构复杂，在野外恶劣的工作环境中可靠性较差，且无法感知囊袋内实际注浆压力。
7.采用水泥等非体积快速膨胀的注浆材料和非弹性模袋在进行岩溶钻孔基岩面等局部封堵时，注浆管脱开后模袋内注浆材料固化之前，存在模袋压力松弛后可能在孔内移动的问题。
8.因此，开发一种注浆质量可控的模袋注浆封孔装置很有必要。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是为了提供一种注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置，为一种注浆管可在注浆压力远程控制下自动脱开，且脱开压力可调节的快速连接装置，结构简单、操作方便、注浆质量可控、使用成本低。
10.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置，其特征在于：包括快速接头、伞式固定装置、临时封堵塞和注浆
模袋；
11.快速接头两端分别与可回收注浆管、注浆模袋连接；
12.临时封堵塞设置在快速接头与注浆模袋的连接处；
13.注浆模袋的两端均设置伞式固定装置。
14.在上述技术方案中，快速接头通过注浆管接头与可回收注浆管连接；
15.快速接头包括快速接头母头和带单向阀的快速接头公头；
16.带单向阀的快速接头公头连接在注浆模袋上端；临时封堵塞设置在带单向阀的快速接头公头与注浆模袋的连接处；
17.快速接头母头上设置带反推翼板的快锁接头锁定套圈；带反推翼板的快锁接头锁定套圈的上部设置快速接头脱开压力调节弹簧和快速接头脱开压力调节螺母；快速接头脱开压力调节弹簧位于带反推翼板的快锁接头锁定套圈与快速接头脱开压力调节螺母之间。
18.在上述技术方案中，纵向拉力弹簧和纵向限位钢丝均设置在注浆模袋内、且均与注浆模袋上、下两端连接。
19.在上述技术方案中，伞式固定装置包括上伞式固定装置和下伞式固定装置；
20.上伞式固定装置安装在注浆模袋上端；
21.下伞式固定装置安装在注浆模袋下端。
22.本实用新型具有如下优点：
23.(1)在注浆管远端设置压力控制脱开的快速接头与注浆囊袋连接，达到设定注浆压力时快速接头脱开，以实现注浆管重复利用；
24.(2)注浆管自动脱开压力可调节，以适用不同使用工况；
25.(3)注浆模袋放入钻孔前，将注浆模袋用橡皮筋束紧成细长条，使其横向尺寸尽可能小，以减少模袋放置过程对孔壁的扰动，避免孔壁掉块导致模袋在孔内卡壳的情况；
26.(4)注浆管脱开后，注浆材料固化前，袋内材料失水收缩的情况下，纵向拉力弹簧在袋内将模袋拉紧，使非弹性的模袋能仍处于胀紧状态，以保证封堵质量；
27.(5)注浆模袋到达预定位置后，注浆压力将注浆模袋撑开，膨胀的模袋带动上下伞式固定装置的卡爪打开，卡爪的尖端卡入孔壁，上伞式固定装置防止模袋向下移动，下伞式固定装置防止模袋向上移动，实现注浆模袋的自动卡位定；
28.(6)注浆模袋向竖向钻孔中放置时，将注浆模袋提前收缩压紧，用注浆材料将注浆管充满，管内空气排出关闭注浆机阀门后将注浆管与注浆模袋连接，克服孔内水的浮力影响，同时减少注浆过程的排气需求。
附图说明
29.图1为本实用新型膨胀后的结构示意图。
30.图2为本实用新型中的伞式固定装置俯视图。
31.在图1中，a表示钻孔孔壁。
32.图中1-可回收注浆管，2-注浆管接头，3-快速接头脱开压力调节螺母，4-快速接头脱开压力调节弹簧，5-带反推翼板的快锁接头锁定套圈，6-快速接头母头，7-上伞式固定装置，8-带单向阀的快速接头公头，9-临时封堵塞，10-注浆模袋，11-纵向拉力弹簧，12-纵向限位钢丝，13-下伞式固定装置，14-钻孔。
具体实施方式
33.下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。
34.本实用新型提供了一种注浆管可在注浆压力远程控制下自动脱开，且脱开压力可调节的快速连接装置；在注浆模袋内设置纵向拉结弹簧，保证在注浆管脱开后，注浆材料失水收缩的情况下，模袋仍处于胀紧状态；在注浆模袋上下两端设置伞式固定卡爪，防止注浆模袋在孔内移动。本实用新型结构简单、操作方便、注浆质量可控、使用成本低，使用范围广，可用于工程勘察、地质勘探等领域的钻孔局部高质量隔水封堵和钻孔涌水抢险等领域。
35.参阅附图可知：一种注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置，其特征在于：包括快速接头、伞式固定装置、临时封堵塞9和注浆模袋10；
36.快速接头两端分别与可回收注浆管1、注浆模袋10连接；
37.临时封堵塞9设置在快速接头与注浆模袋10的连接处；
38.注浆模袋10的两端均设置伞式固定装置，在注浆模袋上下两端设置伞式固定卡爪，防止注浆模袋在孔内移动。
39.进一步地，快速接头通过注浆管接头2与可回收注浆管1连接；快速接头采用单路开闭式钢珠锁定快速接头，钢珠锁定为快速接头提供可靠的连接强度，且可在一定的注浆压力作用下灵活脱开；
40.快速接头包括快速接头母头6和带单向阀的快速接头公头8；
41.带单向阀的快速接头公头8连接在注浆模袋10上端；临时封堵塞9设置在带单向阀的快速接头公头8与注浆模袋10的连接处，单向阀防止注浆模袋10中的浆液从快速接头公头8漏失；
42.快速接头母头6上设置带反推翼板的快锁接头锁定套圈5；带反推翼板的快锁接头锁定套圈5的上部设置快速接头脱开压力调节弹簧4和快速接头脱开压力调节螺母3；快速接头脱开压力调节弹簧4位于带反推翼板的快锁接头锁定套圈5与快速接头脱开压力调节螺母3之间。本实用新型中的注浆管与注浆模袋连接的拉力作用在锁定钢珠上，对注浆脱开压力干扰小。快速接头控制的脱开压力与注浆囊袋注浆压力关系明确。采用弹簧(即快速接头脱开压力调节弹簧4)为控制，并配有压力调节螺母(即快速接头脱开压力调节螺母3)，通过选用不同弹簧和调解弹簧的压缩程度，可方便的精确设定注浆管脱开时的目标注浆压力。弹簧(即快速接头脱开压力调节弹簧4)为重复利用部件，对制作安装的要求低，脱开压力控制精度高。本实用新型结构简单，可靠性高，且快速接头兼有测定囊袋内注浆压力的作用。
43.进一步地，纵向拉力弹簧11和纵向限位钢丝12均设置在注浆模袋10内、且均与注浆模袋10上、下两端连接(可根据实际情况选用不同拉力级别的纵向拉力弹簧、以及不同强度级别的纵向限位钢丝12)；在注浆模袋内设置纵向拉结弹簧，保证在注浆管脱开后，注浆材料失水收缩的情况下，模袋仍处于胀紧状态。
44.进一步地，伞式固定装置包括上伞式固定装置7和下伞式固定装置13；
45.上伞式固定装置7安装在注浆模袋10上端；
46.下伞式固定装置13安装在注浆模袋10下端。本实用新型采用注浆管接头2、快速接头脱开压力调节螺母3、快速接头脱开压力调节弹簧4、带反推翼板的快锁接头锁定套圈5、
快速接头母头6组成的压力控制脱开快速接头。注浆囊袋在注浆压力作用下膨胀上伞式固定装置7推动带反推翼板的快锁接头锁定套圈5向上移动。注浆压力达到脱开压力调节弹簧设定的脱开压力时，带反推翼板的快锁接头锁定套圈5与快速接头母头6组成的压力控制脱开快速接头发生相对移动，卡位钢珠向外移动，快速接头脱开。
47.本实用新型所述的注浆管可压力控制脱开的伞式固定模袋注浆封孔装置的使用方法，具体如下：
48.可回收注浆管1一般采用柔性高压注浆管，用注浆材料将可回收注浆管1充满，可回收注浆管1内空气排出、关闭注浆机阀门后，将可回收注浆管1与注浆模袋10连接；
49.1)采用单路开闭式钢珠锁定快速接头，在快速接头母头锁定套圈的下端设置突出的环形反推翼板，形成带反推翼板的快锁接头锁定套圈5，带反推翼板的快锁接头锁定套圈5可在注浆模袋10注浆膨胀推力作用下上行，使快速接头打开。带反推翼板的快锁接头锁定套圈5上部设置快速接头脱开压力调节弹簧4和快速接头脱开压力调节螺母3，通过选用不同型号弹簧配合螺母位置调节来调整快速接头脱开压力。
50.2)注浆模袋10可根据注浆材料和压力选用不同材质的模袋，注浆模袋10上端与带单向阀的快速接头公头8绑扎连接。注浆模袋10内设置纵向拉力弹簧11，保证在可回收注浆管1脱开后，注浆材料失水收缩的情况下，注浆模袋10仍处于胀紧状态。注浆模袋10内设置纵向限位钢丝12，限制注浆模袋10注浆后的纵向长度，以保证注浆模袋10注浆后在带单向阀的快速接头公头8周边形成“耸肩”，为快速接头脱开提供动力。
51.3)用适当强度的钢条制作伞骨可在绕中间固定环灵活转动的伞式固定装置，保证伞式固定装置和注浆模袋可以灵活联动。在注浆模袋10上下两端设置柔性固定套，使其与伞式固定装置的卡爪均匀匹配，将伞式固定装置的卡爪插入套内，将伞式固定装置的中间固定环与注浆模袋10耸肩顶部多点连接固定。伞式固定装置和注浆模袋10可采用缝线或卡环连接等柔性连接。伞式固定装置在注浆压力作用下撑开，防止注浆模袋10在可回收注浆管1脱开后模袋内注浆材料固化之前在孔内移动。
52.4)在注浆模袋10内可提前装入用预置囊袋包裹的各种反应型注浆材料或添加剂，预置囊袋(为防水囊袋)可在注浆压力作用下打开，与注入的材料混合，防止材料固化过快导致堵管。
53.5)注浆模袋10在放入钻孔14内之前，将其用适当弹力的橡皮筋套紧成细长一束，防止伞式固定装置在下方过程中打开，以减少模袋放置过程对钻孔14孔壁的扰动，避免钻孔14孔壁掉块导致注浆模袋10在钻孔14孔内卡壳的情况。
54.其它未说明的部分均属于现有技术。