《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》是中鐵隧道集團有限公司和中鐵隧道集團三處有限公司於2009年12月29日申請的專利，該專利的公布號為CN101768974A，授權公布日為2010年7月7日，發明人是王明勝、王全勝、隆衛、李豐果、倪冰玉、石清虎。
《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》公開的一種孔內注漿並有效止漿的方法，分為注漿、止漿兩大作用過程，包括以下步驟：轉孔-注漿-膨脹橡膠塞膨脹-注漿-拆卸；實施孔內注漿並有效止漿方法的裝置，包括順序連線的進漿管（1）、輸漿管道、膨脹止漿塞（11）、單向壓力閥（14）；所述輸漿管道與膨脹止漿塞（11）、所述膨脹止漿塞（11）與單向壓力閥（14）均通過接頭連線；本發明技術可以實現對注漿孔內任意段的止漿，且止漿效果好；所述裝置可以方便的拆卸輸漿鋼管，保證了止漿效果的同時減少了材料浪費。
2018年12月20日，《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置
- 公告號：CN101768974A
- 授權日：2010年7月7日
- 申請號：2009102277022
- 申請日：2009年12月29日
- 申請人：中鐵隧道集團有限公司、中鐵隧道集團三處有限公司
- 地址：河南省洛陽市狀元紅路3號(中鐵隧道集團總工辦)
- 發明人：王明勝、王全勝、隆衛、李豐果、倪冰玉、石清虎
- Int.Cl.：E02D15/04(2006.01)I
- 代理機構：洛陽市凱旋專利事務所
- 代理人：陸君
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利背景,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在裂隙及破碎圍岩內進行隧道及地下工程施工時，為了保證施工安全和減少隧道建成後的滲漏水量，中國國內外經常採用注漿法實現堵水和加固。截至2009年12月29日，套用於岩體注漿的注漿工藝有全孔一次性注漿，分段前進式注漿、分段後退式注漿等。
全孔一次性注漿是按設計一次性完成鑽孔，在鑽孔內安設孔口管，然後直接將注漿管路和孔口管連線進行注漿，但該方法對鑽孔底部的加固效果不佳，僅適合於裂隙不發育的地層；前進式分段注漿法，該方法是在鑽孔孔口使用止漿塞或孔口管法蘭盤止漿，通過鑽一段、注一段，再鑽一段、再注一段的鑽注交替方式鑽孔注漿方法，該方法需要反覆加固和處理注漿孔前段部分，作業繁瑣，漿液浪費較多。
後退式分段注漿是一次性將孔鑽至設計深度，然後從鑽孔底部按預定的長度後退至孔口的注漿方式，該注漿方式主要有鑽桿後退式注漿和止漿塞孔內注漿等；鑽桿後退式注漿主要通過漿液和孔口卡盤止漿，但不能實現孔內止漿，注漿時須占用鑽機，且容易出現抱鑽而拔不出鑽桿的現象；而目前常用的氣脹式或水壓式止漿塞注漿方式，可實現孔內止漿，注漿時通過壓氣或壓水使得止漿塞膨脹並止漿，注完一段後，將止漿塞氣壓或水壓泄掉，再注下一段，該方法的缺點是，由於不是單向膨脹，止漿塞泄壓後，會恢復原狀，從而導致孔內漿液會返流至孔口，不能保壓，且造成漿液浪費。
綜上所述，截至2009年12月29日的注漿工藝均不能有效的實現對孔內任意部位進行注漿，並且可靠止漿的效果，因此有必要採用新的注漿及止漿技術。
發明內容
專利背景
《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》的目的是提供一種可對鑽孔內任意部位進行注漿，並且止漿可靠的方法，《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》的另一目的是提供一種實施該方法的裝置。
技術方案
所述的孔內注漿並有效止漿的方法，分為注漿、止漿兩大作用過程，漿液通過實施該方法的裝置的輸漿管道進入，注漿完畢後，該裝置的滯留部件起到止漿作用，且該裝置的拆卸部件可以連線另外的滯留部件進行下一次注漿。
所述的一種孔內注漿並有效止漿的方法，具體步驟如下：
1）、採用鑽機鑽設注漿孔至設計孔深，退出鑽桿；
2）、注漿泵輸送出的漿液通過進漿管、依次流過輸漿管道、膨脹止漿塞、到達單向壓力閥；
3）、漿液流動壓力未達到單向壓力閥的單向閥的開啟壓力時，漿液通過膨脹止漿塞上溢漿孔撐起密封橡膠套進入膨脹橡膠塞，膨脹橡膠塞膨脹，直至膨脹直徑大於孔內徑，從而將孔壁封住；
4）、漿液壓力增加到大於單向閥的開啟壓力時，漿液沖開單向閥，衝擊壓力熔片開啟，漿液通過出漿孔進入鑽孔中，進行注漿；
5）、注漿完畢，單向閥回彈封閉阻止漿液回流；旋轉輸漿管道，拆卸取出；膨脹止漿塞、單向壓力閥滯留孔內止漿。
實施上述方法的一種孔內注漿並有效止漿的裝置，包括順序連線的進漿管、輸漿管道、膨脹止漿塞、單向壓力閥；所述輸漿管道與膨脹止漿塞、所述膨脹止漿塞與單向壓力閥均通過接頭連線。
所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，所述輸漿管道由接頭聯接至少兩段輸漿鋼管組成，接頭兩端外螺紋旋合兩段輸漿鋼管端部內螺紋連線而成。
所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，所述膨脹止漿塞包括鋼花管和膨脹橡膠塞、密封橡膠套，膨脹橡膠塞包裹在鋼花管外，鋼花管上開有溢漿孔，鋼花管上溢漿孔對應位置處外套有密封橡膠套。
所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，所述單向壓力閥內依次設有單向閥、壓力熔片，單向閥的復位彈簧設定在壓力熔片上，壓力熔片端設有出漿孔。
所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，所述輸漿管道及設定在輸漿管道一端的進漿管組成該裝置實施孔內注漿並止漿方法的拆卸部件。
所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，所述膨脹止漿塞、單向壓力閥及連線兩者的接頭組成該裝置實施孔內注漿並止漿方法的滯留部件。
改善效果
1、通過增加或減少輸漿鋼管長度和數量，可以實現對注漿孔內任意段的止漿。
2、單向壓力閥的壓力熔片的最小破壞壓力為3Mpa，膨脹橡膠塞的最小膨脹壓力為1Mpa、最大膨脹保壓不小於1h，在最大注漿壓力5Mpa下，各部不泄露，止漿效果好。
3、由於膨脹橡膠塞採用優質鋼絲網橡膠製成，密封橡膠套採用優質彈性橡膠製成，使單向膨脹止漿塞具有加壓後橫向膨脹大，強度高，硬度大。
4、通過正反絲扣的設定，可以方便的拆卸輸漿鋼管，保證了止漿效果的同時減少了材料浪費。
附圖說明
圖1是《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》裝配結構示意圖；
圖2是《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》注漿工作狀態示意圖；
圖3是《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》注漿完成後拆卸部件、滯留部件分離狀態示意圖；
圖中：1、進漿管，2、I型輸漿鋼管，3、I型接頭，4、II型輸漿鋼管，5、II型接頭，6、抱箍，7、溢漿孔，8、密封橡膠套，9、膨脹橡膠塞，10、鋼花管，11、膨脹止漿塞，12、單向閥，13、壓力熔片，14、單向壓力閥，15、出漿孔。
技術領域
《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》涉及一種止漿技術，特別涉及一種套用於隧道、地下工程裂隙及破碎岩體超前注漿加固和堵水的孔內注漿並有效止漿的方法；《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》還涉及一種實現孔內注漿並有效止漿的裝置。
權利要求
1.一種孔內注漿並有效止漿的方法，分為注漿、止漿兩大作用過程，其特徵在於：所述孔內注漿並有效止漿的方法包括以下步驟：a）、採用鑽機鑽設注漿孔至設計孔深，退出鑽桿；b）、注漿泵輸送出的漿液通過進漿管（1）、依次流過輸漿管道、膨脹止漿塞（11）、到達單向壓力閥（14）；c）、漿液流動壓力未達到單向壓力閥（14）的單向閥（12）的開啟壓力時，漿液通過膨脹止漿塞（11）上溢漿孔（7）撐起密封橡膠套（8）進入膨脹橡膠塞（9），膨脹橡膠塞（9）膨脹，直至膨脹直徑大於孔內徑，從而將孔壁封住；d）、漿液壓力增加到大於單向閥（12）的開啟壓力時，漿液沖開單向閥（12），衝擊壓力熔片（13）開啟，漿液通過出漿孔（15）進入鑽孔中，進行注漿；e）、注漿完畢，單向閥（12）回彈封閉阻止漿液回流；旋轉輸漿管道，拆卸取出：順著I型輸漿鋼管（2）正絲扣方向旋轉，將輸漿管道沿II型輸漿鋼管（4）和II型接頭（5）反絲扣接頭處拆卸開後，取出輸漿管道；膨脹止漿塞（11）、單向壓力閥（14）滯留孔內止漿；其中，進漿管一端外部正螺紋絲扣旋合於I型輸漿鋼管內腔一端的正螺紋絲扣；I型輸漿鋼管內腔另一端通過I型接頭連線II型輸漿鋼管內腔一端，兩連線處均為正螺紋絲旋合；II型輸漿鋼管內腔另一端通過II型接頭連線膨脹止漿塞，其中II型接頭與II型輸漿鋼管連線端為反螺紋絲旋合，II型接頭與膨脹止漿塞連線端為正螺紋絲旋合；膨脹止漿塞與單向壓力閥通過I型接頭連線，兩連線處均為正螺紋絲旋合。
2.一種實施權利要求1所述孔內注漿並有效止漿的方法的裝置，其特徵在於：包括順序連線的進漿管（1）、輸漿管道、膨脹止漿塞（11）、單向壓力閥（14）；所述輸漿管道與膨脹止漿塞（11）、所述膨脹止漿塞（11）與單向壓力閥（14）均通過接頭連線；所述輸漿管道由接頭聯接至少兩段輸漿鋼管組成，接頭兩端外螺紋旋合兩段輸漿鋼管端部內螺紋連線而成；所述輸漿管道及設定在輸漿管道一端的進漿管（1）組成該裝置實施孔內注漿並止漿方法的拆卸部件；所述膨脹止漿塞（11）、單向壓力閥（14）及連線兩者的接頭組成該裝置實施孔內注漿並止漿方法的滯留部件。
3.根據權利要求2所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，其特徵在於：所述膨脹止漿塞（11）包括鋼花管（10）和膨脹橡膠塞（9）、密封橡膠套（8），膨脹橡膠塞（9）包裹在鋼花管（10）外，鋼花管（10）上開有溢漿孔（7），鋼花管（10）上溢漿孔（7）對應位置處外套有密封橡膠套（8）。
4.根據權利要求2所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，其特徵在於：所述單向壓力閥（14）內依次設有單向閥（12）、壓力熔片（13），單向閥（12）的復位彈簧設定在壓力熔片（13）上，壓力熔片（13）端設有出漿孔（15）。
5.根據權利要求2所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，其特徵在於：所述膨脹橡膠塞（9）採用優質鋼絲網橡膠製成。
6.根據權利要求2所述的孔內注漿並有效止漿的裝置，其特徵在於：所述密封橡膠套（8）採用優質彈性橡膠製成。
實施方式
結合附圖對《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》進一步解釋，需說明的是，公開《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》的目的旨在保護《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》構思內的一切結構變化及改進，只要止漿裝置套用時具有拆卸部件、滯留部件兩大功能部件，均在《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》的保護範圍之內。
如圖1所示，《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》注漿裝置包括順序連線的進漿管1、輸漿管道、膨脹止漿塞11、單向壓力閥14；進漿管1一端外部正螺紋絲扣旋合於I型輸漿鋼管2內腔一端的正螺紋絲扣；I型輸漿鋼管2內腔另一端通過I型接頭3連線II型輸漿鋼管4內腔一端，兩連線處均為正螺紋絲旋合；II型輸漿鋼管4內腔另一端通過II型接頭5連線膨脹止漿塞11，其中II型接頭5與II型輸漿鋼管4連線端為反螺紋絲旋合，II型接頭5與膨脹止漿塞11連線端為正螺紋絲旋合；膨脹止漿塞11與單向壓力閥14通過I型接頭3連線，兩連線處均為正螺紋絲旋合。
膨脹止漿塞11由包裹在鋼花管10外部的膨脹橡膠塞9、及鋼花管10開溢漿孔7處套設的密封橡膠套8組成，膨脹橡膠塞9兩端通過卡箍緊固在鋼花管10上；且膨脹橡膠塞9採用優質鋼絲網橡膠製成，密封橡膠套8採用優質彈性橡膠製成。密封橡膠套8作用時緊密貼在鋼花管10外壁出漿孔7對應位置上，阻止漿液回流，使其只能單向注漿，保證了膨脹橡膠塞9的單向膨脹。
採用鑽機鑽設注漿孔至設計孔深，退出鑽桿，開始注漿時，如圖2所示，注漿泵輸送出的漿液通過進漿管1、I型輸漿鋼管2、I型接頭3、II型輸漿鋼管4、II型接頭5到達膨脹止漿塞11、單向壓力閥14，在未達到單向閥12的開啟壓力時，漿液通過溢漿孔7撐起密封橡膠套8進入膨脹橡膠塞9，由於密封橡膠套8阻止了漿液回流，在壓力作用下，膨脹橡膠塞9膨脹，直至膨脹直徑大於孔內徑，從而將孔壁封住，達到止漿目的。由於注漿泵持續輸送漿液，漿液壓力增加，達到封孔壓力後，漿液沖開單向閥12，衝擊壓力熔片13，使壓力熔片13開啟，漿液通過出漿孔15進入鑽孔中，達到注漿要求後，停止注漿，單向閥12的彈簧復位後使鋼球頂住I型接頭3的內徑，孔內漿液在地壓作用下回流至單向閥12的鋼球處停止流動，從而實現止漿的目的。即可對圍岩進行加固和堵水的目的。
如圖3所示，注漿完成後，順著I型輸漿鋼管2正絲扣方向旋轉，將輸漿管道沿II型輸漿鋼管4和II型接頭5反絲扣接頭處拆卸開後，取出輸漿管道，即該裝置實施孔內止漿工程的拆卸部件；膨脹止漿塞11和單向壓力閥14留在孔內起到止漿的作用，即該裝置實施孔內止漿工程的滯留部件保證了當次注漿的止漿效果。
取下的拆卸部件接上另外的膨脹止漿塞11和單向壓力閥14即可進行下一段或下一孔的注漿作業，即拆卸部件可重複利用。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種孔內注漿並有效止漿的方法及裝置》獲得第二十屆中國專利獎優秀獎。
