一种用于后退式注浆的装置及使用方法

本发明涉及注浆领域，尤其是一种用于后退式注浆的装置及使用方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

注浆是加固软弱地层的有效方法，并且取得了显著的成效。后退式注浆是注浆常用的方式，以前大多采用在注浆管底部加封堵塞堵住注浆管与孔壁之间的空隙，增加注浆压力。

但是发明人发现，这种后退式注浆装置的缺点有：若封堵塞压力大，封堵塞会对周围土体产生挤压，导致孔壁的土体塌孔，注浆管被埋在孔里；如果减小封堵塞压力，使得封堵塞压力小，这样注浆的压力上不去，注浆效果无法得到有效保证。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于后退式注浆的装置，避免塌孔将注浆管掩埋的情况，且有效保证注浆效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种用于后退式注浆的装置，包括：

套管，套管的直径小于钻孔的直径；

注浆管，注浆管设于套管内侧，并与套管活动连接以使得注浆管可相对于套管实现移动，注浆管设置出浆口，封堵塞套于注浆管的环向，且封堵塞靠近出浆口设置；

管路，管路设于套管内，且设于注浆管的侧部，管路一端与封堵塞连通；

在套管相对于注浆管移动后，封堵塞部分可突出于套管端部，通过管路向封堵塞可充入或抽出气体或液体，以使得封堵塞胀大或缩回，封堵塞胀大后与套管端部接触。

上述的装置，注浆管可相对于套管移动，可将封堵塞部分推出套管，封堵塞在通水或气体后，封堵塞一方面体积胀大，便于在注浆时保持设定的压力，保证注浆效果，另一方面因封堵塞与套管保持接触，即使压力过大造成坍塌，因套管与封堵塞接触，也能有效避免坍塌的土体埋设注浆管。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述注浆管与所述套管通过至少两个铰链连接，多个铰链分别设于所述注浆管的两侧，铰链将注浆管和套管连为一体，这样在套管下放或提拉过程中，注浆管随同一同运动。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述铰链为合页，合页的一侧与所述套管内壁连接，另一侧与所述的注浆管外壁连接，通过合页的设置，实现注浆管相对于套管的移动。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述铰链与所述套管、所述注浆管分别焊接连接。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述封堵塞为囊，囊内部中空，囊具有进气口或进水口，管路与进气口或进水口连通。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，还包括可设于所述钻孔端部、放置于地面的支架，支架与所述套管可拆卸连接，通过支架固定套管，使得套管位置保持不变，从而相对于套管移动注浆管和管路。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述管路与所述注浆管固连，这样在注浆管移动的同时，带动管路移动，且管路设于注浆管两侧铰链之间。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，所述注浆管的一端设置所述的出浆口，注浆管的另一端与进浆管连通，进浆管设置进浆阀和第一泄压阀。

如上所述的一种用于后退式注浆的装置，为了方便注浆管相对于套管移动，所述注浆管长于所述套管设置；

为了方便操作，管路相对于封堵塞的一端露出于套管设置，且管路露出于套管的端部设置进气管或进水管，进气管或进水管设置进水阀和第二泄压阀。

第二方面，本发明还提供了一种用于后退式注浆的装置的使用方法，包括如下内容：

钻孔后，将一种用于后退式注浆的装置推入钻孔内，可将套管固定；

相对于套管向钻孔深处推进注浆管和管路，使得封堵塞部分突出于套管端部；

通过管路向封堵塞内充入气体或液体，封堵塞胀大，胀大后的封堵塞外侧壁与套管端部接触；

通过注浆管注入浆液，浆液从注浆管的出浆口流出，进入到注浆管和钻孔侧壁之间，由于封堵塞阻挡，完成注浆；

通过管路抽出封堵塞内的气体或液体，使得封堵塞恢复原状，将一种用于后退式注浆的装置向钻孔外侧提拉设定距离。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过注浆管可相对于套管移动，可将封堵塞部分推出套管，封堵塞在通水或气体后，封堵塞一方面体积胀大，便于在注浆时保持设定的压力，使浆液分段进入地层，完成该段注浆，保证注浆效果；另一方面因封堵塞与套管保持接触，即使压力过大造成坍塌，因套管与封堵塞接触，且通过封堵塞封闭注浆管和孔壁之间的空隙，以达到注浆的目的；也能有效避免坍塌的土体埋设注浆管。

2)本发明注浆管和套管通过多个铰链连接，铰链将注浆管和套管连为一体，不仅在套管移动过程中，可带动注浆管的同时移动，也可实现注浆管相对于套管的移动，从而实现封堵塞相对于套管位置的变化；而且通过铰链连接，便于控制注浆管相对于套管的移动距离，保证对封堵塞相对于套管位置的精确调整。

3)本发明通过套管的设置，有效方便带动注浆管和管路的上移或下放；封堵塞即使挤破地层，也会由套管支撑不会掩埋注浆管和封堵塞，防止土体因受挤压而造成的孔壁塌孔将注浆管和封堵塞埋住，实现装置整体的顺利上拔。

4)本发明整体结构简单，制作材料成本低，可循环使用、操作方便。

5)本发明使用方法的给出，即使在软弱地层中使用，也不会因为封堵塞压力大造成土体塌孔掩埋注浆管的问题；而且充分保证封堵塞的封堵作用，保证注浆效果。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于后退式注浆的装置结构示意图。

图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于后退式注浆的装置注浆工作时的示意图。

图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种用于后退式注浆的装置俯视图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1.进浆管；2.进浆阀；3.第一泄压阀；4.进水管；5.进水阀；6.第二泄压阀；7.铰链；8.外加套管；9.注水管；10.注浆管；11.封堵塞；12.进水口；13.孔壁。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在钻孔坍塌容易掩埋注浆管的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种用于后退式注浆的装置。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1和图2所示，一种用于后退式注浆的装置，包括：

套管，套管的直径小于钻孔的直径；

注浆管，注浆管的底端为尖锐状，注浆管设于套管内侧，并与套管活动连接以使得注浆管可相对于套管实现移动，注浆管设置出浆口，封堵塞套于注浆管的环向，且封堵塞靠近出浆口设置；

管路，管路设于套管内，且设于注浆管的侧部，管路一端与封堵塞连通；

在套管相对于注浆管移动后，封堵塞部分可突出于套管端部，通过管路向封堵塞可充入或抽出气体或液体，以使得封堵塞胀大或缩回，封堵塞胀大后与套管端部接触。

进一步的，为了保证注浆管与套管的连接，同时使得注浆管相对于套管可移动，注浆管与所述套管通过至少两个铰链连接，多个铰链分别设于注浆管的两侧，铰链将注浆管和套管连为一体，这样在套管下放或提拉过程中，注浆管随同一同运动。

更进一步地，本实施例中铰链为合页，合页包括两钢片和转轴，转轴活动连接两侧的钢片，合页一侧钢片的端部与套管内壁焊接连接，另一钢片的端部与注浆管外壁焊接连接，合页的两侧面可实现角度的变化，因此通过合页的设置，可实现注浆管相对于套管的移动。

一些示例中，根据注浆管的长度设置铰链，沿着注浆管的长度，可设置多层铰链，相邻两层铰链之间间隔设定距离，如可设置8个铰链，分别设于注浆管的两侧。

需要说明的是，封堵塞套在注浆管上，并且与管路端部用螺栓和铁丝连接。

具体地，封堵塞为囊，囊的材料可为弹性材料，如橡皮材料，囊内部中空，囊具有进气口或进水口，管路与进气口或进水口连通。

或者，在另一些示例中，囊的材料为普通材料，未通入水或气体时，囊的体积收回，在注浆管的提拉作用下，可将囊收入套管内。

为了保证装置的刚度，套管采用钢管。

参考图3所示，管路与注浆管固连，可以通过螺栓连接，或者焊接连接，或者通过固定带对管路与注浆管进行绑扎，固定带的设置位置避开铰链的设置位置，这样在注浆管移动的同时，带动管路移动，且管路设于注浆管两侧铰链之间。

另外，管路与注浆管的直径之和小于套管的内径，以保证注浆管相对于套管的移动。

注浆管的一端设置出浆口，注浆管的另一端与进浆管连通，进浆管设置进浆阀和第一泄压阀。

为了方便注浆管相对于套管移动，注浆管长于套管设置；

为了方便操作，管路相对于封堵塞的一端露出于套管设置，且管路露出于套管的端部设置进气管或进水管，进气管或进水管设置进水阀和第二泄压阀。

本实施例提供的装置，注浆管可相对于套管移动，可将封堵塞部分推出套管，封堵塞在通水或气体后，封堵塞一方面体积胀大，便于在注浆时保持设定的压力，保证注浆效果，另一方面因封堵塞与套管保持接触，即使压力过大造成坍塌，因套管与封堵塞接触，也能有效避免坍塌的土体埋设注浆管。

一种用于后退式注浆的装置的使用方法，包括如下内容：

利用钻机(风钻或回转)钻至设计孔深，退出钻杆，将一种用于后退式注浆的装置推入钻孔内，注浆管顶端与进浆管、注浆泵连通，注水管顶端与进水管、注水泵连通；

相对于套管向钻孔深处推进注浆管和管路，使得铰链撑开，如图2所示，使得封堵塞下半段从套管的底端突出，或者，当封堵塞的上平面为平面时，可使得封堵塞上平面与套管底端下平面对齐；

通过管路向封堵塞内充入气体或液体，封堵塞胀大，胀大后的封堵塞外侧壁与套管端部接触；

通过注浆管注入浆液，浆液从注浆管的出浆口流出，进入到注浆管和钻孔侧壁之间，由于封堵塞阻挡，浆液只能在封堵塞下部位置进入地层，完成该段注浆；

通过管路抽出封堵塞内的气体或液体，使得封堵塞恢复原状，将一种用于后退式注浆的装置向钻孔外侧提拉设定距离，到达下一段注浆位置，然后再向下推动注浆管，通过管路向封堵塞内通入气体或液体，使封堵塞再次胀大，封闭注浆管与孔壁之间的间隙，进行该段注浆，如此反复上拉分段注浆直至该孔注浆结束。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于：

一种用于后退式注浆的装置还包括可设于钻孔端部、放置于地面的支架，支架与套管可拆卸连接，通过支架固定套管，使得套管位置保持不变，从而相对于套管移动注浆管和管路。

支架中心设置通孔，套管穿过通孔设置，支架两侧分别设置螺栓，螺栓与套管实现可拆卸连接；

或者，套管一端外侧设置法兰，法兰与支架可拆卸连接；

或者，套管一端环向设置凸部，凸部顶端与套管连接，底端与套管之间相距有设定距离，支架设置环形槽，凸部可卡入环形槽设置，环形槽设置开口，以便于抬高套管。

因套管相对于钻孔需要被提拉，因此支架可固定于地面或直接放置于地面，通过在支架底部设置垫块，以抬高支架的高度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。