一种冻结管孔口密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及水平冻结法施工技术领域，具体涉及一种冻结管孔口密封装置。


背景技术：

2.冻结法是一种特殊的地层加固技术，其原理是在地层中钻孔，在孔中通入盐水，利用人工制冷技术，使冷却盐水不断在孔中循环，传递冷量给周围的含水地层，使得地下工程周围土体中的水不断冻结成冰，从而用冰把土颗粒胶结成一个相对稳定的整体结构，把天然岩土体变成冻土，使土体的强度、稳定性和抗渗性大幅度增强，同时形成冻结壁包围地下工程，抵抗上部岩土体的压力，隔绝了地下水，在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工，常用于地铁等地下工程中特殊位置处的施工。其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以稳固地层。
3.冻结法具有自身的特殊性，钻孔是最先施作也是必不可少的工序，成孔的质量直接关系到后期冻结壁形成的好坏。在从地下空间向结构外围土体进行冻结孔钻孔施工时，钻杆在钻机的驱动下穿过混凝土墙体，在岩土体中钻进。混凝土墙体作为钻杆的支点，其在混凝土墙体中的稳固至关重要。同时钻杆外壁和地层之间的间隙，也为涌水涌砂提供了通道，如不加封堵，严重时因地层损失过大会导致地下结构变形、破坏，进而造成地面建筑、地下构筑物和管线的破坏，甚至造成工程淹没的灾害，且在冻结孔进入有压富水地层时尤为危险。因此，孔口密封装置不仅关系到施工人员和地下结构及其周围建构筑物的安全，也涉及许多的社会问题。
4.现有的冻结法钻孔施工中仅仅使用若干个支撑杆来固定孔口管，对孔口管的固定作用有限，在施工中极易发生支撑杆偏移和失效，难以提供稳固的支撑。同时，现有的密封装置工序较复杂，不易于施工。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种冻结管孔口密封装置，使用连接环板为孔口管提供稳定的支撑，通过紧固螺栓将轴封盘根压紧在钻杆上，可有效封堵孔口管和钻杆之间的涌水涌砂通道，易操作、结构简单、使用灵活。
6.为达到上述目的，本实用新型提供的上述一种冻结管孔口密封装置，包括孔口管、连接组件、连接环板、密封组件，连接环板与孔口管的外壁连接，密封组件与孔口管的尾部可拆卸连接。
7.优选的，所述密封组件包括轴封盘根、密封套管，密封套管与孔口管的尾部可拆卸连接，轴封盘根设置在密封套管与钻杆之间的间隙内。
8.优选的，所述孔口管的中部外径大于孔口管两头的外径。
9.优选的，所述孔口管的中部外侧轴向开设有安装孔，密封组件上设置有与安装孔对应的通孔，孔口管与密封组件通过紧固螺栓连接。
10.进一步地，所述孔口管的中部与密封组件之间有间隔距离。
11.优选的，所述连接环板呈椎状，连接环板的小径端与孔口管焊接，连接环板的大径端有环形翼，环形翼上轴向设置有连接孔，每个连接孔对应一个连接组件。
12.优选的，所述孔口管、连接环板、密封组件的中轴线在一条线上。
13.优选的，所述连接环板与孔口管的外壁焊接。
14.进一步地，所述孔口管的前部呈鱼鳞扣状。
15.进一步地，所述连接组件为膨胀螺栓。
16.相比现有的技术，本实用新型具有以下技术效果：
17.1、本实用新型可极大保证冻结法施工中钻杆的稳定，对孔口提供有效的密封，防止出现涌水涌砂，使冻结孔精度更高，质量更好，保障施工人员和地下结构及其周围建构筑物的安全，为后续冻结施工的高效安全提供了保障，同时缩短了工期；
18.2、本实用新型结构简单，可根据条件现场制作，操作方便、成本较低、使用灵活。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为实施例与墙体连接并安装上钻杆后的立体剖面结构示意图；
21.图2为实施例与墙体连接并安装上钻杆后的平面剖面结构示意图；
22.图3为实施例的整体纵向剖面结构示意图；
23.图标：：1
‑
岩土体、2
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钻头、3
‑
钻杆、4
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孔口管、5
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墙体、6
‑
膨胀螺栓、7
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连接环板、8
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紧固螺栓、9
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轴封盘根、10
‑
密封套管。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
28.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.实施例
31.一种冻结管孔口密封装置，包括孔口管4、连接组件6、连接环板7、密封组件，连接环板7与孔口管4的外壁连接，密封组件与孔口管4的尾部可拆卸连接。
32.密封组件包括轴封盘根9、密封套管10，密封套管10与孔口管4的尾部可拆卸连接，轴封盘根9设置在密封套管10与钻杆3之间的间隙内。
33.孔口管4的中部外径大于孔口管4两头的外径。
34.孔口管4的中部外侧轴向开设有安装孔，密封组件上设置有与安装孔对应的通孔，孔口管4与密封组件通过紧固螺栓8连接。
35.孔口管4的中部与密封组件之间有间隔距离。
36.连接环板7呈椎状，连接环板7的小径端与孔口管4焊接，连接环板7的大径端有环形翼，环形翼上轴向设置有连接孔，每个连接孔对应一个连接组件6。
37.孔口管4、连接环板7、密封组件的中轴线在一条线上。
38.连接环板7与孔口管4的外壁焊接。
39.孔口管4的前部呈鱼鳞扣状。
40.连接组件6为膨胀螺栓。
41.结合图1、图2、图3，本实用新型的安装和工作过程为：
42.a.开孔前根据测量数据准确定位孔的位置；
43.b.用开孔器(配金刚石钻头取芯)按设计角度开孔，当开到深度达到墙体5的一半时停止钻进；
44.c.清理孔口，在孔口管4的鱼鳞扣抹上水泥浆，将连接环板7套在孔口管4上，将连接环板7和孔口管4楔入混凝土墙体5中；
45.d.焊接连接环板7和孔口管4的交接处；
46.e.使用膨胀螺栓6将连接环板7的支脚固定到混凝土墙体5上，为孔口管4提供有效的支撑作用；
47.f.插入钻杆3，将轴封盘根9缠绕在钻杆3上，缠绕多圈，并压紧密实，缠绕位置为孔口管4的顶端；
48.g.将密封套管10套在钻杆3上，推着向孔口管4移动，直到密封套管10卡在孔口管4的外部；
49.h.旋紧紧固螺栓8，将轴封盘根9压紧在钻杆上，堵住孔口管4和钻杆3之间的涌水涌砂通道。
50.i.利用安装在孔结管4上的取芯钻头将剩下的混凝土墙体5钻通，取芯后换上复合片钻头再进行正常钻进，钻头2在钻机的驱动下向着岩土体1钻进。
51.j.在钻进过程中，轴封盘根9可能会出现磨损，会有少量的水通过密封组件，此时只需要再次旋紧紧固螺栓8，轴封盘根9又会压紧在钻杆3上，直至不漏，实现实时控制。钻进过程中严格监测孔斜情况，利用经纬仪测斜，发现偏斜要及时纠偏。
52.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。