壓濾式孔口封閉器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可應用于松散地層灌漿的壓濾式孔口封閉器，其主要由壓蓋、壓座本體、耐磨橡膠塞和基座組成，壓蓋設于壓座本體上方，壓座本體內(nèi)設有耐磨橡膠塞，壓座本體下方連接有基座，壓座本體和基座內(nèi)分別設有供灌漿管穿設的壓座容腔和基座容腔，基座容腔上部靠近壓座本體的位置包含有一容積漸進擴大的壓力緩沖室，壓力緩沖室與外界連通。本發(fā)明的壓濾式孔口封閉器結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、產(chǎn)品成本低、封孔止?jié){效果好，有利于灌漿過程中灌漿起壓，防止發(fā)生低壓重復劈裂、地面冒漿、地面抬動等問題。
【專利說明】壓濾式孔口封閉器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程基礎(chǔ)處理灌漿領(lǐng)域，尤其涉及一種可應用于松散地層灌漿的孔口封閉設備。
【背景技術(shù)】
[0002]地表分布廣泛的松散地層，在這些區(qū)域進行工程建設，需要實施大量的防滲堵漏，一般采用灌漿的方式進行處理?，F(xiàn)有的封孔工藝大致可分為兩類:止?jié){塞法和孔口封閉法。止?jié){塞法對地層要求較高，且工藝復雜，工效低。而孔口封閉灌漿工藝是目前國內(nèi)常用的施工工藝，其優(yōu)點為:每段灌漿結(jié)束后，不需待凝，即可開始下一段的小口徑鉆進，加快了施工進度；多次重復灌注，有利于保證灌漿質(zhì)量。但無論是傳統(tǒng)的孔口封閉器，還是改進后的可旋轉(zhuǎn)高壓灌漿孔口封閉器，在用于松散地層灌漿時多采用自上而下方式，這導致工效較低，能耗大，難以起壓，且存在淺層或局部弱面容易產(chǎn)生低壓重復劈裂、地面冒漿和地面抬動等問題，地層適用性較差。
[0003]因此，如何設計并改造一種更加先進的封孔設備，使得在既保證灌漿段漿液壓力，避免其淺層或局部弱面產(chǎn)生低壓重復劈裂、地面冒漿和地面抬動等問題的前提下，實現(xiàn)穩(wěn)定性漿液+封孔設備+自下而上分段灌漿，從而達到提高工效、降低能耗的目的，這便成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、產(chǎn)品成本低、封孔止?jié){效果好，有利于保證灌漿起壓，有利于防止發(fā)生低壓重復劈裂、地面冒漿、地面抬動等現(xiàn)象的壓濾式孔口封閉器。
`[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種可應用于松散地層灌漿的壓濾式孔口封閉器，所述壓濾式孔口封閉器主要由壓蓋、壓座本體、耐磨橡膠塞和基座組成，壓蓋設于壓座本體上方，壓座本體內(nèi)設有耐磨橡膠塞，壓座本體下方連接有基座，所述壓座本體和基座內(nèi)分別設有供灌漿管穿設的壓座容腔和基座容腔，所述基座容腔上部靠近壓座本體的位置包含有一容積漸進擴大的壓力緩沖室，所述壓力緩沖室與外界連通。
[0006]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述壓座本體的底部與基座的頂部之間固接有瀉流通透架，壓座本體通過瀉流通透架與基座相連，瀉流通透架的中部開設有供灌漿管穿設的通孔，所述壓力緩沖室通過該瀉流通透架直接與外界連通。
[0007]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述瀉流通透架為多層夾芯型結(jié)構(gòu)，包括位于最頂層的上支架和位于最底層的下支架，上支架下方設有上層封閉硅膠板墊，下支架上方設有下層封閉硅膠板墊，上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊中間設有濾布(優(yōu)選高強工業(yè)濾布)，所述濾布主要由可過濾漿液中的固體顆粒、同時可容許灌注漿液中水和空氣滲透的材料制作。
[0008]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述上支架和下支架均為環(huán)形支架，所述環(huán)形支架主要由同心的內(nèi)環(huán)和外環(huán)組成，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間設有連接條。
[0009]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊均為環(huán)形，且上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊的形狀和面積與環(huán)形支架的形狀和面積對應一致，上層封閉娃膠板墊和下層封閉娃膠板墊的厚度均為3mm?8_。
[0010]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述濾布為環(huán)形，且濾布的形狀和面積與上層封閉娃膠板墊和下層封閉娃膠板墊的外輪廓對應一致，所述濾布的目數(shù)為1000?2000,厚度為3mm?6mm。
[0011]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述瀉流通透架的上方還裝設有一可調(diào)節(jié)瀉流通透架過流面積的瀉流面調(diào)節(jié)器。
[0012]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述瀉流面調(diào)節(jié)器主要由一中空十字架組成，且中空十字架由外部驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)瀉流通透架的過流面積。
[0013]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述壓力緩沖室的頂面外輪廓與所述瀉流通透架的外輪廓重合，壓力緩沖室的內(nèi)壁呈一倒錐面，且倒錐面上母線的斜率為1，壓力緩沖室的壁厚為IOmm?16mm。
[0014]上述的壓濾式孔口封閉器中，優(yōu)選的，所述基座容腔連通有一回漿管，所述回漿管的接口設置在所述壓力緩沖室的下方。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0016](I)本發(fā)明所提供的壓濾式孔口封閉器的基座上部設有一與外界連通的壓力緩沖室以及瀉流面調(diào)節(jié)器，借此可將灌漿材料中的水和空氣等以一定速率排出，使得孔口壓力迅速減小，由于壓力緩沖室優(yōu)選為具有特定形狀的容腔，因此孔口段壓力梯度急劇下降，極大地減弱了淺層或局部弱面發(fā)生低壓重復劈裂和地面冒漿、抬動等現(xiàn)象的發(fā)生；
[0017](2)本發(fā)明所提供的壓濾式孔口封閉器中設有瀉流通透架，且瀉流通透架優(yōu)選是由特定材質(zhì)(例如高強工業(yè)濾布等)構(gòu)成，這使得灌漿材料中的固體顆粒無法通過瀉流通透架，灌漿材料在孔口段局部產(chǎn)生壓濾效應，顯著增強封孔止?jié){效果；同時可保證灌漿起壓，獲得更好的灌漿效果；
[0018](3)本發(fā)明所提供的壓濾式孔口封閉器，在松散地層實施自下而上分段灌漿時，不需要待凝，可以連續(xù)提升灌注，大幅提高工效；
[0019](4)本發(fā)明所提供的壓濾式孔口封閉器的地層適用性強，對于可灌性較差的地層，單獨使用即可；而對于可灌性好的松散地層，只需先灌入一定量的膏狀封孔漿體，并待凝一段時間，通過壓濾式孔口封閉器和膏狀封孔漿體聯(lián)合封孔即可。
[0020]總的來說，本發(fā)明的壓濾式孔口封閉器不僅結(jié)構(gòu)簡單、制作方便，而且原材料易得，產(chǎn)品成本低，使用本發(fā)明的壓濾式孔口封閉器不僅可以顯著增強封孔止?jié){效果，而且有利于保證灌漿起壓，防止發(fā)生低壓重復劈裂、地面冒漿、地面抬動等現(xiàn)象，可連續(xù)提升灌注，提高灌漿施工效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實施例中的壓濾式孔口封閉器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實施例中的壓濾式孔口封閉器沿中軸線方向的主剖視圖。
[0023]圖3為圖1中所示壓濾式孔口封閉器沿A-A處的剖面圖。[0024]圖4為圖2中B處的局部放大圖。
[0025]圖例說明:
[0026]1、壓蓋；2、壓座本體；21、壓座容腔；3、耐磨橡膠塞；4、基座；41基座容腔；5、壓力緩沖室；6、瀉流通透架；61、上支架；62、下支架；63、上層封閉硅膠板墊；64、下層封閉硅膠板墊；65、濾布；66、通孔；67、內(nèi)環(huán)；68、外環(huán)；69、連接條；7、瀉流面調(diào)節(jié)器；71、中空十字架；8、回漿管；9、雙耳吊環(huán)；10、外絲。
【具體實施方式】
[0027]為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述，但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0028]需要特別說明的是，當某一元件被描述為“固定于、固接于或連接于”另一元件上時，它可以是直接固定或連接在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定或連接在另一元件上。
[0029]除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。
[0030]除有特別說明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。
[0031]實施例:
[0032]一種如圖1?圖3所示本發(fā)明的可應用于松散地層灌漿的壓濾式孔口封閉器，該壓濾式孔口封閉器主要由壓蓋1、壓座本體2、耐磨橡膠塞3和基座4組成，壓蓋I設于壓座本體2上方，壓座本體2內(nèi)設有耐磨橡膠塞3 (本實施例選用內(nèi)徑為61mm的耐磨橡膠塞，壓座本體2下方連接有基座4，壓座本體2和基座4內(nèi)分別設有供灌漿管穿設的壓座容腔21和基座容腔41，基座容腔41上部靠近壓座本體2的位置包含有一容積漸進擴大的壓力緩沖室5，壓力緩沖室5與外界連通。
[0033]本實施例的壓濾式孔口封閉器中，壓座本體2的底部與基座4的頂部之間固接有一瀉流通透架6，壓座本體2通過瀉流通透架6與基座4相連，瀉流通透架6的中部開設有供灌漿管穿設的通孔66，壓力緩沖室5通過該瀉流通透架6直接與外界連通。
[0034]如圖4所示，本實施例的壓濾式孔口封閉器中，瀉流通透架6為五層夾芯型結(jié)構(gòu)，包括位于最頂層的上支架61和位于最底層的下支架62,上支架61下方設有上層封閉娃膠板墊63,下支架62上方設有下層封閉娃膠板墊64,上層封閉娃膠板墊63和下層封閉娃膠板墊64中間設有濾布65 (本實施例選用高強工業(yè)濾布),濾布65主要由可過濾固體砂石、同時可容許灌注漿液中水和空氣滲透的材料制作。本實施例的壓濾式孔口封閉器中，上支架61和下支架62均為環(huán)形支架，該環(huán)形支架主要由同心的內(nèi)環(huán)67和外環(huán)68組成，內(nèi)環(huán)67和外環(huán)68之間設有連接條69。本實施例中，內(nèi)環(huán)67的寬度為12mm，其內(nèi)、外徑尺寸分別設計為62mm和74mm ;外環(huán)68的寬度為30mm,其內(nèi)、外尺寸分別設計為120mm和150mm ;本實施例中的連接條69的數(shù)量為四個，呈中心對稱的十字形布置，連接條69的寬度為12mm，厚8mm。整個環(huán)形支架可為鐵質(zhì)或鋼質(zhì)，在外環(huán)68上可開設連接緊固用的螺孔(10mm)。另外，上層封閉硅膠板墊63和下層封閉硅膠板墊64均為類似環(huán)形，且上層封閉硅膠板墊63和下層封閉硅膠板墊64的形狀和面積與前述環(huán)形支架的形狀和面積對應一致，上層封閉硅膠板墊63和下層封閉娃膠板墊64的厚度均為6mm。本實施例的壓濾式孔口封閉器中，濾布65同樣為環(huán)形,且濾布65的形狀和面積與上層封閉娃膠板墊63和下層封閉娃膠板墊64的外輪廓對應一致，濾布65的目數(shù)為2000,厚度為4mm,本實施例中濾布65的內(nèi)、外徑分別設計為61mm和150mm,濾布65上同樣可開設螺孔(12mm)。
[0035]如圖3所示，本實施例的壓濾式孔口封閉器中，瀉流通透架6的上方還裝設有一可調(diào)節(jié)瀉流通透架6過流面積的瀉流面調(diào)節(jié)器7。此處的過流面積是指瀉流通透架用于灌漿封孔時可供空氣和水通過的截面面積，通過瀉流面調(diào)節(jié)器7的設置可以有效控制空氣和水的滲透流量。本實施例的瀉流面調(diào)節(jié)器7主要由一個中空十字架71組成，且中空十字架71由外部驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)或位移以調(diào)節(jié)瀉流通透架6的過流面積。
[0036]本實施例的壓濾式孔口封閉器中，壓力緩沖室5的頂面外輪廓與瀉流通透架6的外輪廓重合，壓力緩沖室5的內(nèi)壁呈一倒錐面，且倒錐面上母線的斜率為1，即倒錐面的傾斜角為45°，壓力緩沖室5的壁厚為10mm。
[0037]本實施例的壓濾式孔口封閉器中，基座容腔41還連通有一回漿管8，回漿管8的接口設置在壓力緩沖室5的下方。
[0038]本實施例提供的壓濾式孔口封閉器的具體安裝及操作方法包括:首先用常規(guī)鉆孔方法成孔，并下孔口管，將下層封閉硅膠板墊64置于基座4頂部壓力緩沖室5上方的下支架62上,再依次在下層封閉娃膠板墊64上放置濾布65、上層封閉娃膠板墊63和設有上支架61的壓座本體2，并對齊螺孔，再通過螺栓將上支架61和下支架62緊固并夾緊位于中間的芯材，形成瀉流通透架6，并使壓座本體2通過瀉流通透架6與基座4連接成一整體；然后將下方的基座4與孔口管對齊，并通過外絲10連接，關(guān)閉回漿管8，再下大口徑的灌漿管使其穿過本實施例的壓濾式孔口封閉器至孔底一定距離，通過壓座本體2外側(cè)設置的雙耳吊環(huán)9旋緊壓蓋I，使耐磨橡膠塞鎖緊穿設在壓座容腔21中的灌漿管，根據(jù)實際灌注的地層情況，通過瀉流面調(diào)節(jié)器7調(diào)節(jié)瀉流通透架6的過流能力后，即可開始灌漿，待達到灌漿結(jié)束標準后，通過雙耳吊環(huán)9松開壓蓋1，提升灌漿管至設計位置，再旋緊壓蓋1，即可進行第二段的灌注，如此反復直至孔口。
【權(quán)利要求】
1.一種可應用于松散地層灌漿的壓濾式孔口封閉器，所述壓濾式孔口封閉器主要由壓蓋、壓座本體、耐磨橡膠塞和基座組成,壓蓋設于壓座本體上方,壓座本體內(nèi)設有耐磨橡膠塞，壓座本體下方連接有基座，所述壓座本體和基座內(nèi)分別設有供灌漿管穿設的壓座容腔和基座容腔，其特征在于:所述基座容腔上部靠近壓座本體的位置包含有一容積漸進擴大的壓力緩沖室，所述壓力緩沖室與外界連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述壓座本體的底部與基座的頂部之間固接有瀉流通透架，壓座本體通過瀉流通透架與基座相連，瀉流通透架的中部開設有供灌漿管穿設的通孔，所述壓力緩沖室通過該瀉流通透架直接與外界連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述瀉流通透架為多層夾芯型結(jié)構(gòu)，包括位于最頂層的上支架和位于最底層的下支架，上支架下方設有上層封閉硅膠板墊，下支架上方設有下層封閉硅膠板墊，上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊中間設有濾布，所述濾布主要由可過濾漿液中的固體顆粒、同時可容許灌注漿液中水和空氣滲透的材料制作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述上支架和下支架均為環(huán)形支架，所述環(huán)形支架主要由同心的內(nèi)環(huán)和外環(huán)組成，內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間設有連接條。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊均為環(huán)形，且上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊的形狀和面積與環(huán)形支架的形狀和面積對應一致，上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊的厚度均為3_?8mm ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述濾布為環(huán)形，且濾布的形狀和面積與上層封閉硅膠板墊和下層封閉硅膠板墊的外輪廓對應一致，所述濾布的目數(shù)為1000?2000,厚度為3_?6mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2?6中任一項所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述瀉流通透架的上方還裝設有一可調(diào)節(jié)瀉流通透架過流面積的瀉流面調(diào)節(jié)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于，所述瀉流面調(diào)節(jié)器主要由一中空十字架組成，且中空十字架由外部驅(qū)動裝置驅(qū)動旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)瀉流通透架的過流面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求2?6中任一項所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述壓力緩沖室的頂面外輪廓與所述瀉流通透架的外輪廓重合，壓力緩沖室的內(nèi)壁呈一倒錐面，且倒錐面上母線的斜率為1，壓力緩沖室的壁厚為IOmm?16mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的壓濾式孔口封閉器，其特征在于:所述基座容腔連通有一回漿管，所述回漿管的接口設置在所述壓力緩沖室的下方。
【文檔編號】E02D19/16GK103774683SQ201410064671
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】梁經(jīng)緯, 張貴金, 陳建生, 潘燁, 張聰, 楊東升 申請人:河海大學, 長沙理工大學