一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞的制作方法

1.本实用新型涉及水利工程的压水试验领域，具体是一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞。


背景技术：

2.近年来，国家社会经济高速发展，水利工程建设也获得了长足进步。在水利工程建设中，水文地质和工程地质是所面临的两个重要问题。水文地质和工程地质如果出现问题，会导致水利工程建设不能正常运行，因此，在水利工程建设过程中，一个有效的地质勘察是十分必要的。在地质勘察过程中，应采取有效的方法，对水文地质和工程地质进行全面分析，通过分析了解水利工程问题，保障水利工程建设有序进行。
3.水文地质试验是水利地质勘察中的一个重要环节。通过水文地质试验，获得岩土层的水文地质参数，可以判断岩土层的透水性，评价工程的渗透稳定性。水文地质试验包括抽水试验、压水试验、注水试验、渗水试验以及水位恢复试验等。其中压水试验是评价岩体渗透性的最常用的方法，该实验是通过灌浆塞把钻孔隔离出一定的长度孔段，然后以一定的压力向该孔段压水，测定相应压力下的压入流量，是根据岩体的吸水量判断岩体裂隙发育程度和透水性的一种原位试验。
4.通过工程实践发现，在浅孔中，灌浆塞完全可以满足压水试验的要求，但在深孔中(》200m)，由于水管中的水压大于灌浆塞中水的压力，导致灌浆塞中的水不能够排出，这对提钻会造成较大的困难，甚至在提钻过程中会导致灌浆塞的损坏。


技术实现要素：

5.本实用新型目的在于提供一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞，旨在解决现有技术在深孔压水试验结束后提钻困难甚至灌浆塞容易损坏的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞，其特征在于：所述灌浆塞包括注浆管、套设在注浆管外的膨胀管和置于注浆管与膨胀管之间的泄压机构，所述膨胀管是由两端的金属管和中间的橡胶膨胀管组成，膨胀管的两端均呈密封状，所述注浆管的进浆口和出浆口分别伸出膨胀管的两端面，其进浆口设有进浆接头，在膨胀管的进浆端面设有注水接口；所述泄压机构包括泄压杆、泄压杆支撑板和弹性机构，在膨胀管临近进浆接头的端面开设有直径大于泄压杆的穿孔，所述泄压杆支撑板的面积小于膨胀管内腔截面积，水平固定在膨胀管临近出浆端的金属管内；所述泄压杆的长度大于膨胀管长度，其一端设有尖锐的穿刺部，另一端设有直径大于穿孔的限位块，泄压杆的穿刺尖端从穿孔插入膨胀管内，其尖端置于泄压杆支撑板上，泄压杆位于膨胀管临近进浆端金属管内的部位通过处于压缩状态的弹性机构与该端金属管壁连接，在膨胀管临近出浆口的端面设有通过橡胶塞或橡胶片密封封堵的泄压孔，所述泄压孔设置在泄压杆沿着膨胀管中轴线旋转轨迹上；在注浆管带动膨胀管两端金属管部分旋转过程中，所述泄压杆的穿刺尖端脱离泄压杆支撑板，并在弹性机构的作用下，泄压杆朝向膨胀管的出浆端面移动，
其穿刺尖端刺穿泄压孔处的橡胶塞或橡胶片。
7.本实用新型进一步的技术方案：所述弹性机构包括固定在泄压杆上的挡片、套设在泄压杆外的压缩弹簧和弹簧限位机构，所述压缩弹簧置于挡片上方，其下端固定在挡片上，上端固定在膨胀管进浆端的端面内壁，所述弹簧限位机构为套设在压缩弹簧的伸缩套筒或者对称分布在压缩弹簧两侧伸缩杆，伸缩套筒或伸缩杆的下端固定在挡片上，上端固定在膨胀管进浆端的端面内壁；所述压缩弹簧、伸缩套筒或伸缩杆的伸长量大于泄压杆支撑板距离膨胀管出浆端端面外部的距离。
8.本实用新型较优的技术方案：所述泄压杆为一端打磨成尖端的金属细杆或金属丝；所述限位块为直径大于穿孔的圆形铁块，焊接在泄压杆的另一端。
9.本实用新型较优的技术方案：所述泄压杆支撑板为角度小于30度的扇形金属板，其内环焊接在注浆管的管壁上，外环焊接在膨胀管临近出浆口的金属管内壁；所述泄压孔为环形或半环形或弧形孔后圆形孔，当泄压孔为弧形或圆形孔时，设置在不被泄压杆支撑板遮挡区域，并在注浆杆旋转10～30度，泄压杆脱离泄压杆支撑板后正对泄压孔。
10.本实用新型较优的技术方案：所述注浆管为金属管，其穿过膨胀管的两端面的位置分别与膨胀管的金属端面焊接密封。
11.本实用新型的工作原理：在深孔压水试验结束后，由于水管中水的压力大于灌浆塞中水的压力，使得灌浆塞中的水无法排出，因此在提钻过程中，利用钻机带动钻杆和注浆杆进行旋转，注浆杆与膨胀管上下端的金属管固定连接，由于膨胀管中部为橡胶材质，在转动过程中可以发生扭矩，使灌浆塞上部和下部发生角度位移，而泄压杆保持不动，便会脱离底部的支撑板，压缩的弹簧给铁丝一个向下的力使铁丝向下弹出，铁丝穿透底部的橡胶塞，因此灌浆塞中的水从底部流出。
12.本实用新型在原灌浆塞的基础上增加了一套机械装置，该机械装置解决了原灌浆塞在深孔压水试验中所遇到的问题。该机械装置所需的材料普遍、价格便宜，制作简单，节省了提钻的时间，提高了工作效率；减少了灌浆塞的损坏数量，节约了项目成本。
附图说明
13.图1是本实用新型的结构示意图；
14.图2是本实用新型的泄压杆脱离支撑板的示意图；
15.图3是本实用新的弹性机构的放大示意图；
16.图4是本实用新型俯视图；
17.图5是图1的aa’剖视图；
18.图6是图2的bb’剖视图；
19.图7是本实用新型泄压孔为环形的示意图；
20.图8是本实用新型泄压孔为半环形的示意图。
21.图中：1—注浆管，2—膨胀管，200—穿孔，201—泄压孔，202—注水接口，3—进浆接头，4—泄压杆，400—限位块，5—泄压杆支撑板，6—弹性机构，600—挡片，601—压缩弹簧，602—弹簧限位机构，7—密封橡胶塞或橡胶片。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图8均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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实用新型的限制。
24.实施例提供了一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞，如图1至图8所示所述灌浆塞包括注浆管1、套设在注浆管1外的膨胀管2和置于注浆管与膨胀管之间的泄压机构，所述膨胀管2是由两端的金属管和中间的橡胶膨胀管组成，膨胀管2的两端均呈密封状，所述注浆管1为金属管，其进浆口和出浆口分别伸出膨胀管2的两端面，且穿过膨胀管2的两端面的位置分别与膨胀管2的金属端面焊接密封，并在注浆挂你的进浆口设有进浆接头3，在膨胀管2的进浆端面设有注水接口202。
25.实施例提供了一种用于深孔的水利工程勘察的纯压式灌浆塞，如图1至图8所示，所述泄压机构包括泄压杆4、泄压杆支撑板5和弹性机构6；在膨胀管2临近进浆接头3的端面开设有直径大于泄压杆4的穿孔200，所述泄压杆4为一端打磨成尖端的金属细杆或金属丝，长度大于膨胀管2长度，泄压杆4另一端设有直径大于穿孔200的限位块400，所述限位块400为直径大于穿孔200的圆形铁块，焊接在泄压杆4的另一端。所述泄压杆支撑板5的面积小于膨胀管2内腔截面积，水平固定在膨胀管2临近出浆端的金属管内；实施例附图5和图6中的，泄压杆支撑板5为角度小于30度的扇形金属板，其内环焊接在注浆管1的管壁上，外环焊接在膨胀管2临近出浆口的金属管内壁；在膨胀管2临近出浆口的端面设有通过密封橡胶塞或橡胶片7密封封堵的泄压孔201，所述泄压孔201设置在泄压杆4沿着膨胀管2中轴线旋转轨迹上，图5和图6中的泄压孔201为弧形孔，设置在不被泄压杆支撑板5遮挡区域，并在注浆管旋转10～30度，泄压杆4脱离泄压杆支撑板5后正对泄压孔201。如图7和图8所示，所述泄压孔201还可以设置成环形或半环形。泄压孔201处的密封橡胶塞或橡胶片7采用现有橡胶与金属连接方式连接，确保该部位的连接能够达到压力要求，并能保证膨胀管2正常注水膨胀。如图1所示，正常状态下，泄压杆4的穿刺尖端从穿孔200插入膨胀管2内，其尖端置于泄压杆支撑板5上，泄压杆4位于膨胀管2临近进浆端金属管内的部位通过处于压缩状态的弹性机构6与该端金属管壁连接；在使用过程中，通过钻机带动钻杆和注浆管1转动，如图2所示，在扭矩作用下，注浆管1 带动膨胀管2两端金属管部分旋转，旋转角度一般10到30
°
，其泄压杆4的穿刺尖端脱离泄压杆支撑板5，并在弹性机构6的作用下，泄压杆朝向膨胀管 2的出浆端面移动，其穿刺尖端刺穿泄压孔201处的密封橡胶塞或橡胶片7。
26.实施例中的弹性机构6，如图3所示，包括固定在泄压杆4上的挡片600、套设在泄压杆4外的压缩弹簧601和弹簧限位机构602，所述压缩弹簧601置于挡片600上方，其下端固定在挡片600上，上端固定在膨胀管2进浆端的端面内壁，所述弹簧限位机构602为套设在压缩
弹簧601的伸缩套筒或者对称分布在压缩弹簧601两侧伸缩杆，伸缩套筒或伸缩杆的下端固定在挡片600 上，上端固定在膨胀管2进浆端的端面内壁；所述压缩弹簧、伸缩套筒或伸缩杆的伸长量大于泄压杆支撑板5距离膨胀管2出浆端端面外部的距离。
27.本实用新型使用过如下，深孔压水试验结束后，由于水管中水的压力大于灌浆塞中水的压力，使得灌浆塞中的水无法排出，因此在提钻过程中，利用钻机带动钻杆进行旋转，钻杆与注浆管1连接从而带动注浆管1旋转，由于注浆管1上下部位分别与膨胀管2两端的金属管连接，再加上膨胀管1中部为橡胶，便会产生扭矩，在扭矩作用下，膨胀管1两端的金属管发现角度位移，而泄压杆4不会发生移动，便会脱离泄压杆支撑板5，然后压缩弹簧 601给予泄压杆4一个向下的力，将泄压杆4朝向膨胀管2出浆口端移动，泄压杆4的尖端穿透底部泄压孔201处的密封橡胶塞或橡胶片7，使得灌浆塞中的水从底部流出。
28.通过工程实践发现，在浅孔中，原灌浆塞完全可以满足压水试验的要求，但在深孔中(》200m)，由于水管中的水压大于灌浆塞中水的压力，导致灌浆塞中的水不能够排出，这对提钻会造成较大的困难，甚至在提钻过程中会导致灌浆塞的损坏，一个灌浆塞几百元，五米做一段压水试验，打一个300米的钻孔灌浆塞的费用就达上千元。本实用新型在原灌浆塞的基础上增加了一套机械装置，该机械装置解决了原灌浆塞在深孔压水试验中所遇到的问题。该机械装置所需的材料普遍、价格便宜，制作简单，节省了提钻的时间，提高了工作效率；减少了灌浆塞的损坏数量，节约了项目成本。
29.以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。