穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统

摘要

本申请涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统，其包括第一灌浆管、前进块和灌浆机构，所述第一灌浆管的外侧壁上开设有多个注浆孔；所述前进块设置在第一灌浆管的端部，所述前进块远离所述第一灌浆管的一端呈尖状，所述灌浆机构与所述第一灌浆管连接且连通。本申请通过设置的前进块，减少了第一灌浆管端部泥料和碎石的堆积，进而使得第一灌浆管的安装变得方便，进而使得工作效率得到提高。

说明书

技术领域

本申请涉及隧道施工的技术领域，尤其是涉及一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统。

背景技术

目前，大断面隧道施工揭露或接近富水断层破碎带时，会破坏已有相对稳定的地下水系统,若不了解隧道穿越富水断层破碎带的施工变形力学特性和塌方涌水致灾机理，盲目采取控制措施不当的话，对围岩稳定具有显著影响，极易诱发涌水突泥事故，造成重大损失。

经检索，申请号为的中国专利公开了一种地下隧洞掌子面高压涌水处理系统，包括设置在隧洞内部的施工排架，施工排架的顶部设置有施工平台；施工平台上搭载有用于造孔和注浆堵水的远程造孔灌浆装置；远程造孔灌浆装置在掌子面的涌水孔处加工有涌水孔封堵结构；在掌子面的周边轮廓线往前方围岩向外发散采用帷幕灌浆截水结构；涌水孔封堵结构包括涌水孔注浆孔，涌水孔注浆孔的进口部位安装有第一钢套管，第一钢套管和涌水孔注浆孔之间包裹有无纺布层，第一钢套管的外部端头通过法兰盘连接多根注浆管，注浆管上安装有注浆阀门。

在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题，当在对富水断层破碎带进行掘进钻孔灌浆时，钻孔容易涌水，并且携带小碎石，使得钻孔少量封堵，使得第一钢套管的安装较为不便，进而使得工作效率下降。

实用新型内容

为了便于管路的安装，提高工作效率，本申请提供一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统。

本申请提供的一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统，采用如下的技术方案：

一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统，包括第一灌浆管、前进块和灌浆机构，所述第一灌浆管的外侧壁上开设有多个注浆孔；所述前进块设置在第一灌浆管的端部，所述前进块远离所述第一灌浆管的一端呈尖状，所述灌浆机构与所述第一灌浆管连接且连通。

通过采用上述技术方案，在钻孔结束后，将第一灌浆管插入孔内，前进块沿孔的长度方向滑移，前进块与泥水或碎石抵接并将推动至远离第一灌浆管的一侧直至第一灌浆管到达指定深度，然后将灌浆机构与第一灌浆管连接，用灌浆机构为第一灌浆管提供浆料并施加一定的压力，使得浆料充斥在富水断层的裂缝内用于阻断涌水并起到加固作用；通过设置的前进块，减少了第一灌浆管端部泥料和碎石的堆积，进而使得第一灌浆管的安装变得方便，进而使得工作效率得到提高。

可选的，所述前进块上开设有多个用于排气的排气槽。

通过采用上述技术方案，通过设置的排气槽，减少泥料拥堵时的排气，进而使得第一灌浆管的安装变得方便快捷。

可选的，所述前进块上设置有连接机构，所述前进块通过所述连接机构与所述第一灌浆管连接。

通过采用上述技术方案，安装第一灌浆管进入钻孔时，可将前进块通过连接机构安装在第一灌浆管上；通过设置的连接机构使得前进块可拆卸，便于损坏的前进块的更换；同时便于根据实际岩质情况选择合适的前进块。

可选的，所述连接机构包括插接杆、连接块和限位组件，所述插接杆设置在所述前进块上；所述连接块设置在所述第一灌浆管靠近所述前进块的一端，所述连接块上开设有插槽，所述插接杆插接在所述插槽内；所述限位组件设置在所述第一灌浆管上，所述限位组件与所述插接杆连接。

通过采用上述技术方案，将带有插接杆的前进块向着连接块靠近，直至插接杆插接在插槽内；然后用限位组件限制插接杆的位置，减少插接杆与连接块分离；设置的连接机构结构简单，便于前进块的安装，进而使得工作效率得到提高。

可选的，所述连接块上开设有第一插接孔，所述插接杆上开设有第二插接孔；所述限位组件为限位螺栓和档杆，所述限位螺栓螺纹连接在所述第一插接孔内，所述档杆设置在所述限位螺栓上且位于所述第二插接孔内，所述档杆与所述第二插接孔远离所述前进块的侧壁抵接。

通过采用上述技术方案，将插接杆插接在插槽内后，顺时针旋转限位螺栓，限位螺栓带动档杆插接在第二插接孔内并与第二插接孔的侧壁抵接；设置的限位组件结构简单便于操作。

可选的，所述档杆呈圆台状，所述档杆远离所述限位螺栓的一端的横截面积小于所述档杆靠近所述限位螺栓一端的横截面积。

通过采用上述技术方案，顺时针旋转限位螺栓，限位螺栓带动档杆沿第二插接孔滑移，并带动插接杆沿插槽滑移，使得前进块抵紧在连接块，进而减少了前进块与连接块分离的几率，使得前进块和连接头的连接稳定性得到提高。

可选的，所述连接块上开设有与所述第一插接孔连通的沉槽，所述限位螺栓的螺帽沉入所述沉槽内。

通过采用上述技术方案，通过设置的沉槽，使得限位螺栓的螺帽沉入沉槽，进而便于第一灌浆管的安装和取出。

可选的，所述第一灌浆管上设置有注浆机构，所述注浆机构包括第二灌浆管和密封组件，所述连接块上设置有多个所述第二灌浆管，所述第二灌浆管与所述第一灌浆管连通；所述前进块靠近所述第一灌浆管的侧壁上开设有多个出浆孔，多个所述第二灌浆管插接在所述出浆孔内；所述密封组件设置在所述连接块上且与所述前进块连接。

通过采用上述技术方案，灌浆时，第一灌浆管内的浆料不仅可以通过注浆孔排出，还可通过出浆孔从前进块的前端排出，进而使得注浆效果得以提升，使得注浆效率得以保持；同时第二灌浆管能够减少灌浆过程中岩层活动对前进块和第一灌浆管之间的挤压，进而减少前进块和连接块之间的错台，便于第一灌浆管的拆除。

可选的，所述密封组件包括紫铜垫，所述紫铜垫套设在所述第二灌浆管上，所述前进块将所述紫铜垫抵紧在所述连接块上。

通过采用上述技术方案，通过设置的紫铜垫，能够减少泥料和碎石进入前进块和连接块之间。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

1.通过设置的前进块，减少了第一灌浆管端部泥料和碎石的堆积，进而使得第一灌浆管的安装变得方便，进而使得工作效率得到提高；

2.顺时针旋转限位螺栓，限位螺栓带动档杆沿第二插接孔滑移，并带动插接杆沿插槽滑移，使得前进块抵紧在连接块，进而减少了前进块与连接块分离的几率，使得前进块和连接头的连接稳定性得到提高；

3.灌浆时，第一灌浆管内的浆料不仅可以通过注浆孔排出，还可通过出浆孔从前进块的前端排出，进而使得注浆效果得以提升，使得注浆效率得以保持；同时第二灌浆管能够减少灌浆过程中岩层活动对前进块和第一灌浆管之间的挤压，进而减少前进块和连接块之间的错台，便于第一灌浆管的拆除。

附图说明

图1为本申请实施例中穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统的整体结构示意图；

图2为本申请实施例中连接机构的爆炸示意图。

附图标记：100、第一灌浆管；110、注浆孔；200、前进块；210、排气槽；220、出浆孔；300、灌浆机构；310、灌浆机；320、注浆管；400、连接机构；410、插接杆；420、连接块；430、限位组件；431、限位螺栓；432、档杆；500、注浆机构；510、第二灌浆管；520、密封组件；521、紫铜垫；522、第一密封圈。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统。

参考图1和图2，穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统，包括第一灌浆管100、设置于第一灌浆管100上用于第一灌浆管100快速安装的前进块200、设置于第一灌浆管100上用于提供浆料的灌浆机构300以及用于连接第一灌浆管100和前进块200的连接机构400，第一灌浆管100的周侧壁上开设有多个注浆孔，多个注浆孔等间隔设置；首先通过连接机构400将前进块200连接在第一灌浆管100的端部，然后将前进块200插接在钻好的钻孔内，然后推动第一灌浆管100沿钻孔滑移，前进块200将泥料和碎石推到两侧，直至第一灌浆管100到达指定深度，然后将灌浆机构300与第一灌浆管100连接。

参考图1和图2，前进块200呈圆锥状，前进块200的侧壁上开设有若干排气槽210，本实施例优选为两个，两个排气槽210对称设置；连接机构400包括固定连接在前进块200上的插接杆410，插接杆410位于前进块200竖截面积较大的一端；第一灌浆管100的一端螺纹连接有连接块420，连接块420与第一灌浆管100的连接处涂设有螺纹密封胶；连接块420远离第一灌浆管100的侧壁上开设有插槽，插接杆410插接在插槽内。

参考图1和图2，插接杆410上开设有两个第二插接孔，第二插接孔为腰形孔；连接块420的侧壁上开设有两个第一插接孔，两个第一插接孔的轴线在同一平面上，且两个第一插接孔对称设置，第一插接孔为螺纹孔；连接块420上设置有限位组件430，限位组件430包括两个分别螺纹连接在两个第一插接孔上的限位螺栓431，限位螺栓431位于第一插接孔内的一端固定连接有档杆432，档杆432呈圆台状且远离限位螺栓431的一端的竖截面积大于远离限位螺栓431一端的竖截面积，档杆432插入第二插接孔，且档杆432的侧壁与第二插接孔远离前进块200的侧壁抵接；连接块420上开设有与第一插接孔连通的沉槽，限位螺栓431的螺帽沉入沉槽内。

参考图1和图2，第一灌浆管100上设置有注浆机构500，注浆机构500包括多个固定连接在连接块420上的第二灌浆管510，本实施例优选为四个第二灌浆管510，四个第二灌浆管510均位于连接块420远离第一灌浆管100的侧壁上，四个第二灌浆管510等间隔设置，第二灌浆管510与第一灌浆管100连通；前进块200上开设有四个出浆孔220，四个第二灌浆管510分别插接在四个出浆孔220内；第二灌浆管510位于出浆孔220的一端的侧壁上开设有第一密封槽，第二灌浆管510上设置有密封组件520，密封组件520包括放置在第一密封槽内的第一密封圈522，第一密封圈522与出浆孔220的内壁抵接；四个第二灌浆管510上共同套设有一个紫铜垫521，紫铜垫521的两侧壁分别与进料头和连接块420抵接，且在紫铜垫安装前进行淬火；连接块420位于第一灌浆管100的一端开设有第二密封槽，第二密封槽内放置有第二密封圈，第二密封圈与第一灌浆管100的内壁抵接。

参考图1和图2，灌浆机构300包括灌浆机310，灌浆机310的出料端固定连接有注浆管320，注浆管320远离灌浆机310的一端与第一灌浆管100连接。

本申请实施例一种穿越富水断层破碎带隧道加固堵水用超前帷幕注浆系统的实施原理为：首先将紫铜垫521淬火后套设在第二灌浆管510上，然后将第一密封圈522安装在密封槽上，然后将带有插接杆410的前进块200向着连接块420靠近，然后将插接杆410插接在插槽内，同时第二灌浆管510插接在出浆孔220内，然后将限位螺栓431螺纹连接在第一插接孔内，顺时针旋转限位螺栓431，限位螺栓431带动档杆432插接在第二插接孔内，旋转限位螺栓431，档杆432带动前进块200向着紫铜垫521靠近，前进块200将紫铜垫521抵紧在连接块420上。

将前进块200插进钻孔内，然后推动第一灌浆管100沿钻孔的长度方向滑移，第一灌浆管100带前进块200滑移，前进块200将钻孔内的小碎石和泥料推动至第一灌浆管100的侧边，继续推动第一灌浆管100直至到达指定深度，然后固定第一灌浆管100，将注浆管320和第一灌浆管100连接，然后启动灌浆机310对第一灌浆管100进行注浆；灌浆结束后等强，观察富水断层破碎带的涌水情况。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。