本發(fā)明涉及地下工程注漿，具體涉及一種適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管及封固方法。

背景技術(shù)：

1、隧道、巷道等地下工程建設(shè)過程中，常常需要穿越斷層破碎帶、裂隙地層等富水地層，帷幕注漿是對地層進(jìn)行預(yù)加固、封閉掌子面前方導(dǎo)水通道的重要手段。孔口管是帷幕注漿過程中保證注漿壓力、防止注漿過程發(fā)生孔口滲水跑漿的重要裝置。孔口管與地層間錨固的質(zhì)量直接影響著帷幕注漿方案執(zhí)行的情況。孔口管與地層的緊密錨固是當(dāng)注漿開孔揭露高壓涌水時，抵抗高壓涌水進(jìn)入地下工程，保證地下工程施工安全的重要安全保障。

2、但在富水地層中封閉孔口管會面臨以下問題：一、在水平及仰視斜孔封孔過程中漿液受重力作用在孔口處流出，導(dǎo)致漿液難以留存于孔口管與地層之間，無法保證孔口管封管質(zhì)量；二、常規(guī)孔口管封固過程，孔口跑漿無法判斷孔口管與止?jié){墻間孔隙的充填情況，缺乏直觀判斷孔口管與地層間充填密實的判斷方法；三、高壓注漿及高壓涌水過程，孔口管與地層間的錨固難以滿足耐壓抗?jié)B的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，解決了富水地層孔口管封閉過程中漿液難密實、孔口管封孔結(jié)束難判斷、孔口管無法耐高壓等問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、在本發(fā)明的第一方面，提供了一種適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，包括孔口管管體，所述孔口管管體的一端設(shè)置孔口管法蘭盤，另一端作為孔口管出漿口；所述孔口管管體的外壁面上靠近孔口管法蘭盤的位置設(shè)置變徑螺紋，所述變徑螺紋的直徑從所述孔口管法蘭盤的位置沿著孔口管管體的長度方向依次均勻減??；所述孔口管法蘭盤上設(shè)置有多個螺栓孔和多個凹形五角口，所述孔口管法蘭盤與安裝桿法蘭盤通過螺栓連接。

4、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述變徑螺紋包括依次連接的前變徑螺紋、中間變徑螺紋和后變徑螺紋，其中，所述后變徑螺紋與孔口管法蘭盤的端面連接。

5、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述變徑螺紋的長度大于止?jié){墻的厚度。

6、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述安裝桿法蘭盤上設(shè)置有多個凸形五角齒，所述凸形五角齒與孔口管法蘭盤上的凹形五角口相配合。

7、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述安裝桿法蘭盤固定在安裝桿的一端，所述安裝桿的另一端通過螺紋與鉆桿相連。

8、在本發(fā)明的第二方面，提供了一種適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，包括以下步驟：

9、止?jié){墻上定位放樣，確定孔口管安設(shè)位置并打孔；

10、將鉆機鉆桿通過連接桿與孔口管相連，鉆機將孔口管頂入打設(shè)的孔內(nèi)至孔口管上的前變徑螺紋與止?jié){墻接觸；

11、鉆機旋轉(zhuǎn)繼續(xù)推進(jìn)將孔口管旋轉(zhuǎn)進(jìn)入止?jié){墻和止?jié){墻后方圍巖內(nèi)，孔口管法蘭盤與止?jié){墻接觸時停止旋轉(zhuǎn)推入；

12、將孔口管法蘭盤與注漿管法蘭盤連接進(jìn)行孔口管封孔，注漿管中注入粘結(jié)劑，當(dāng)孔口管上的后變徑螺紋與止?jié){墻間空隙緩慢流出粘結(jié)劑，停止注漿，

13、待粘結(jié)劑達(dá)到設(shè)計強度時，孔口管安裝完畢，在孔口管中鉆進(jìn)注漿管，進(jìn)行帷幕注漿工作。

14、在本發(fā)明的一些實施方式中，孔口管安裝孔開孔孔深大于孔口管長度5-10cm，開孔直徑大于孔口管直徑5-10mm。

15、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述粘結(jié)劑采用水泥-水玻璃雙液漿。

16、在本發(fā)明的一些實施方式中，連接桿與孔口管連接時，將孔口管法蘭盤和連接桿法蘭盤通過螺栓連接，并將連接桿法蘭盤上的凸形五角齒伸入孔口管法蘭盤上的凹形五角口內(nèi)。

17、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述孔口管法蘭盤與注漿管法蘭盤通過螺栓連接，對孔口管與止?jié){墻后方圍巖之間的縫隙、孔口管與止?jié){墻之間的縫隙進(jìn)行封堵。

18、本發(fā)明一個或多個技術(shù)方案具有以下有益效果：

19、(1)本發(fā)明可以有效解決孔口管仰角和水平角度安裝時，孔口跑漿的問題，確?？卓诠芘c地層間漿液充填密實，保證孔口管封固質(zhì)量。

20、(2)本發(fā)明中孔口管上后變徑螺紋與地層中孔洞流出粘結(jié)劑可作為機械-粘結(jié)式孔口管內(nèi)部漿液密實的判斷標(biāo)準(zhǔn)，可以直觀的判斷孔口管的封固注漿結(jié)束時機，有效的解決了常規(guī)孔口管封固過程中結(jié)束封孔依靠人工的問題。

21、(3)本發(fā)明中機械-粘結(jié)式孔口管與地層間可以發(fā)揮機械式固定和粘結(jié)式固定兩種固結(jié)方式，變徑螺紋嵌入地層中發(fā)揮著機械錨固作用，粘結(jié)填充孔口管與圍巖間的孔隙發(fā)揮著粘結(jié)錨固的作用，機械錨固與粘結(jié)錨固強度可相互補償，整體錨固強度大幅度提高，防止注漿過程注漿壓力的反作用力使孔口管脫黏，脫黏的孔口管飛出造成止?jié){墻后方的人員損傷。

22、(4)本發(fā)明中變徑螺紋嵌入止?jié){墻和止?jié){墻后方圍巖中，增加了來自圍巖中的自由水經(jīng)過孔口管周圍進(jìn)入地下工程中的滲流通道長度，減小滲水量，同時變徑螺紋與止?jié){墻嵌入深度逐漸增加，變徑螺紋可起到層層截止自由水滲流的作用，保證孔口管封固的長期穩(wěn)定，為地下工程長周期的帷幕注漿提供保障。

技術(shù)特征：

1.一種適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，其特征在于，包括孔口管管體，所述孔口管管體的一端設(shè)置孔口管法蘭盤，另一端作為孔口管出漿口；所述孔口管管體的外壁面上靠近孔口管法蘭盤的位置設(shè)置變徑螺紋，所述變徑螺紋的直徑從所述孔口管法蘭盤的位置沿著孔口管管體的長度方向依次均勻減?。凰隹卓诠芊ㄌm盤上設(shè)置有多個螺栓孔和多個凹形五角口，所述孔口管法蘭盤與安裝桿法蘭盤通過螺栓連接。

2.如權(quán)利要求1所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，其特征在于，所述變徑螺紋包括依次連接的前變徑螺紋、中間變徑螺紋和后變徑螺紋，其中，所述后變徑螺紋與孔口管法蘭盤的端面連接。

3.如權(quán)利要求1所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，其特征在于，所述變徑螺紋的長度大于止?jié){墻的厚度。

4.如權(quán)利要求1所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，其特征在于，所述安裝桿法蘭盤上設(shè)置有多個凸形五角齒，所述凸形五角齒與孔口管法蘭盤上的凹形五角口相配合。

5.如權(quán)利要求1所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管，其特征在于，所述安裝桿法蘭盤固定在安裝桿的一端，所述安裝桿的另一端通過螺紋與鉆桿相連。

6.一種如權(quán)利要求1-5任一項所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，其特征在于，孔口管安裝孔開孔孔深大于孔口管長度5-10cm，開孔直徑大于孔口管直徑5-10mm。

8.如權(quán)利要求6所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑采用水泥-水玻璃雙液漿。

9.如權(quán)利要求6所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，其特征在于，連接桿與孔口管連接時，將孔口管法蘭盤和連接桿法蘭盤通過螺栓連接，并將連接桿法蘭盤上的凸形五角齒伸入孔口管法蘭盤上的凹形五角口內(nèi)。

10.如權(quán)利要求6所述的適用于富水地層的機械-粘結(jié)式孔口管的封固方法，其特征在于，所述孔口管法蘭盤與注漿管法蘭盤通過螺栓連接，對孔口管與止?jié){墻后方圍巖之間的縫隙、孔口管與止?jié){墻之間的縫隙進(jìn)行封堵。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于富水地層的機械?粘結(jié)式孔口管及封固方法，包括孔口管管體，所述孔口管管體的一端設(shè)置孔口管法蘭盤，另一端作為孔口管出漿口；所述孔口管管體的外壁面上靠近孔口管法蘭盤的位置設(shè)置變徑螺紋，所述變徑螺紋的直徑從所述孔口管法蘭盤的位置沿著孔口管管體的長度方向依次均勻減小；所述孔口管法蘭盤上設(shè)置有多個螺栓孔和多個凹形五角口，所述孔口管法蘭盤與安裝桿法蘭盤通過螺栓連接；本發(fā)明解決了富水地層孔口管封閉過程中漿液難密實、孔口管封孔結(jié)束難判斷、孔口管無法耐高壓等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：岳遠(yuǎn)剛,劉洋,路進(jìn)修,呂方澤,潘東東,許振浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8