一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法制造方法及图纸

一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法，属于岩土工程及采矿工程技术领域。所述基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，包括可回收液压扩张止浆塞和注回油泵系统，可回收液压扩张止浆塞包括止浆塞主体，止浆塞主体设有第一通孔和第二通孔，第二通孔通过注回油阀注回油泵系统的注回油管连接，基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置的施工方法，包括步骤一、选用可回收液压扩张止浆塞，步骤二、安装可回收液压扩张止浆塞，步骤三、将可回收液压扩张止浆塞固定在钻孔中，步骤四、回收可回收液压扩张止浆塞。所述基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法，止浆封堵效果好、止浆能力可控、适用范围广、结构简单、操作方便、可回收重复利用。

A Grouting Bolt Grouting Stopper Based on Hydraulic Expansion and Its Construction Method

A grouting bolt grouting stopping device based on hydraulic expansion and its construction method belong to the field of geotechnical engineering and mining engineering technology. The grouting bolt grouting stopper based on hydraulic expansion includes a retrievable hydraulic expansion stopper and an injection-return pump system. The retrievable hydraulic expansion stopper includes a stopper main body. The stopper main body is provided with a first through hole and a second through hole. The second through hole is connected by the injection-return pipe of the injection-return pump system of the injection-return valve, and the Construction Party of the grouting bolt grouting stopper based on hydraulic expansion. The method includes step one, selecting recoverable hydraulic expansion stopper, step two, installing recoverable hydraulic expansion stopper, step three, fixing recoverable hydraulic expansion stopper in drilling hole, step four, recovering recoverable hydraulic expansion stopper. The grouting bolt grouting stopping device based on hydraulic expansion and its construction method have the advantages of good sealing effect, controllable grouting stopping ability, wide application scope, simple structure, convenient operation and recyclable reuse.

【技术实现步骤摘要】
一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法
本专利技术涉及岩土工程及采矿工程
，特别涉及一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法。
技术介绍
在岩土工程及采矿工程领域中，锚杆支护作为一种有效的围岩支护工艺，已经在地下矿山、隧道工程、露天边坡加固及其他岩土工程中广泛应用，但对软弱、破碎和高应力岩体而言，普通的锚杆支护效果不佳；中空注浆锚杆支护工艺的出现，将锚固与注浆工艺一体化，通过中空锚杆向钻孔内高压注入水泥浆液，充填破碎岩体中的节理裂隙，改善围岩的松散结构，提高围岩的整体强度，极大改善了锚杆支护的效果。对注浆锚杆支护工艺而言，目前常用的注浆压力一般为5MPa-10MPa，较高的注浆压力可保证浆液在破碎岩体中产生较大的扩散范围，实现较好的围岩加固支护效果，但注浆压力的增大，对止浆系统提出了更高的要求：良好的止浆系统可有效实现对锚杆钻孔孔口的封堵，提高钻孔内注浆压力，否则在注浆过程中会出现溢浆、漏浆、喷浆现象，使得钻孔内浆液压力无法达到设计值，极大的影响注浆支护效果。目前常用的普通型止浆塞多为圆台型橡胶止浆塞或者是圆台型硬质塑料止浆塞，其小直径端尺寸小于钻孔直径，大直径端尺寸大于钻孔直径，其中部有供锚杆穿过的通孔，该普通型止浆塞在实际使用过程中容易出现如下问题：(1)止浆塞变形范围有限，对锚杆和钻孔壁的挤压能力有限，无法实现对较高注浆压力孔的有效封堵；(2)当钻孔所在围岩破碎程度较高，钻孔成形不佳时，止浆塞外沿与钻孔壁之间易形成缝隙，无法封堵进而导致漏浆、喷浆现象；(3)施工时工人劳动强度大，尤其在进行上向锚杆钻孔孔口止浆封堵时，操作极为不便。综上所述，普通型止浆塞在注浆锚杆支护工艺中，存在的最大问题为适应性差，无法为高压注浆提供良好的封堵止浆效果，甚至导致注浆失败，进而使得该注浆钻孔工程报废，不但造成了经济上的损失，更是直接影响到支护效果，形成安全隐患。为解决普通型止浆塞在工程应用方面存在的问题，人们进行了相关研究：(1)中国专利申请CN107654249A公开了一种新型锚杆、锚索用组合式止浆塞，其由弹性材料制成的中心止浆塞和端面止浆塞首尾相连组成，该止浆塞只是在普通型止浆塞基础上进行的改进，依然受限于弹性材料的变形范围和封堵能力，对高压注浆工艺而言，该止浆塞的止浆效果尚不能满足要求；(2)中国专利CN102296603B公开了一种锚杆(锚索)用止浆塞及止浆系统，由上、下金属隔板中设置的橡胶材质气囊为主体，该止浆塞在使用过程中需要预先将锚杆(锚索)与止浆装置固定为一体，然后整体放入钻孔，受钻孔设备与工艺限制，该操作在某些注浆锚杆支护工程施工现场无法实施，限制了该专利的应用范围；该止浆系统在使用中需要连接多个管路并观察情况控制阀门，操作过程复杂；该止浆塞使用时橡胶气囊内充满了浆液，浆液凝固后整个止浆塞在碰撞变形的作用下牢牢地卡在钻孔中，无法回收再利用，即使能够将止浆塞取出钻孔，其内部凝固的浆液也使得该装置无法重复使用，增加了成本。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的止浆塞止浆效果不好、适用范围小、结构及操作复杂、不可回收利用等技术问题，本专利技术提供了一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置及其施工方法，具有止浆封堵效果好、止浆能力可控、适用范围广、结构简单、操作方便、可回收重复利用等优点。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，包括可回收液压扩张止浆塞和注回油泵系统；所述可回收液压扩张止浆塞包括止浆塞主体，所述止浆塞主体呈圆环柱状，其内壁和外壁之间设有液压油腔，所述止浆塞主体的顶端设有聚四氟乙烯薄膜，所述止浆塞主体的底端设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与液压油腔连通，所述第一通孔与安全阀连接，所述第二通孔与注回油阀连接；所述注回油泵系统包括压力表、调节阀、注回油管和注回油泵，所述注回油泵通过注回油管与注回油阀连接，所述压力表和调节阀设置在注回油管上。所述止浆塞主体的顶端和止浆塞主体的底端的壁厚均为10-30mm。所述液压油腔靠近止浆塞主体内壁一侧的壁厚为2-5mm，所述液压油腔靠近止浆塞主体外壁一侧的壁厚为2-5mm。所述止浆塞主体采用橡胶制成。所述液压油腔为圆环柱状。所述调节阀位于靠近注回油泵的一侧，所述压力表位于远离注回油泵的一侧。所述注回油泵为手动油泵或电动油泵。所述止浆塞主体的底端的外壁设有钢质箍环。所述止浆塞主体的底端对称设有钢质拉线，所述钢质拉线远离止浆塞主体的一端设有拉环。上述一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置的施工方法，包括以下步骤：步骤一、选用可回收液压扩张止浆塞，选用与中空注浆锚杆尺寸和钻孔尺寸相适应的可回收液压扩张止浆塞，并将其底端的注回油阀与注回油管连接；步骤二、安装可回收液压扩张止浆塞，将止浆塞主体的顶端朝向钻孔中的中空注浆锚杆方向，将止浆塞主体中部的锚杆通孔顺着中空注浆锚杆出露于围岩的一端套入，并放置在钻孔孔口，调节注回油泵呈注油状态，打开注回油阀的阀门开关，通过注回油泵向液压油腔注油，在液压油腔压力作用下，可回收液压扩张止浆塞第一侧壁扩张对中空注浆锚杆产生挤压，其第二侧壁扩张对钻孔内壁产生挤压，完成对中空注浆锚杆的临时锚固；步骤三、将可回收液压扩张止浆塞固定在钻孔中，根据注浆压力要求，通过注回油泵向液压油腔持续注油，通过压力表动态观察并控制液压油腔内的压力，使其达到设计值之后，停止注油，关闭注回油阀的阀门开关，将注回油泵调节为回油状态，卸掉注回油管的压力，断开注回油管与注回油阀之间的连接，此时液压油腔处于高压力状态，在油压的扩张作用下，第一侧壁与第二侧壁分别产生变形和径向挤压力，将可回收液压扩张止浆塞固定在钻孔中，实现高压注浆止浆功能；步骤四、回收可回收液压扩张止浆塞，对中空注浆锚杆进行高压注浆操作，注浆完成后，待钻孔内浆液凝固，连接注回油管与注回油阀，打开阀门开关，使液压油腔中处于高压状态液压油顺注回油管流回至注回油泵中，此时液压油腔内部油压恢复至初始状态，关闭阀门开关，并断开注回油管与注回油阀之间的连接，随后拉拔可回收液压扩张止浆塞底端的拉环，使其拖拽钢质拉线将可回收液压扩张止浆塞从钻孔取出回收。本专利技术的有益效果：(1)采用橡胶材料制成且内部设有液压油腔的的可回收液压扩张止浆塞，在其内部液压油腔高压油的作用下，可产生较大的弹性变形和径向挤压力，对锚杆和钻孔实施有效封堵止浆；(2)以液压扩张的方式通过橡胶材料与锚杆和钻孔壁之间的高压径向挤压力，产生较大的轴向摩擦力，适用于各种不同注浆压力的注浆锚杆支护工艺；(3)本专利技术结构简单，操作简便，施工时不受钻孔设备与注浆锚杆工艺影响，施工时工人劳动强度低；(4)在注浆工艺完成后，通过简单的管路连接和操作，可实现对可回收液压扩张止浆塞的回收重复利用，降低了注浆锚杆支护工艺中的成本，提高了止浆系统的重复利用率；(5)本专利技术根据中空注浆锚杆施工工艺要求的注浆压力，液压油腔的压力进行控制和调节，适用范围广。附图说明图1是本专利技术提供的一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置的整体结构示意图；图2是本专利技术提供的可回收液压扩张止浆塞的剖面图；图3是本专利技术图2的A-A向剖视图；图4是本专利技术的一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置在钻孔中的工作状态示意图。图中，1-止浆塞主体，2-钢质箍环，3-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，包括可回收液压扩张止浆塞和注回油泵系统；所述可回收液压扩张止浆塞包括止浆塞主体，所述止浆塞主体呈圆环柱状，其内壁和外壁之间设有液压油腔，所述止浆塞主体的顶端设有聚四氟乙烯薄膜，所述止浆塞主体的底端设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与液压油腔连通，所述第一通孔与安全阀连接，所述第二通孔与注回油阀连接；所述注回油泵系统包括压力表、调节阀、注回油管和注回油泵，所述注回油泵通过注回油管与注回油阀连接，所述压力表和调节阀设置在注回油管上。

【技术特征摘要】
1.一种基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，包括可回收液压扩张止浆塞和注回油泵系统；所述可回收液压扩张止浆塞包括止浆塞主体，所述止浆塞主体呈圆环柱状，其内壁和外壁之间设有液压油腔，所述止浆塞主体的顶端设有聚四氟乙烯薄膜，所述止浆塞主体的底端设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和第二通孔均与液压油腔连通，所述第一通孔与安全阀连接，所述第二通孔与注回油阀连接；所述注回油泵系统包括压力表、调节阀、注回油管和注回油泵，所述注回油泵通过注回油管与注回油阀连接，所述压力表和调节阀设置在注回油管上。2.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述止浆塞主体的顶端和止浆塞主体的底端的壁厚均为10-30mm。3.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述液压油腔靠近止浆塞主体内壁一侧的壁厚为2-5mm，所述液压油腔靠近止浆塞主体外壁一侧的壁厚为2-5mm。4.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述止浆塞主体采用橡胶制成。5.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述液压油腔为圆环柱状。6.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述调节阀位于靠近注回油泵的一侧，所述压力表位于远离注回油泵的一侧。7.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述注回油泵为手动油泵或电动油泵。8.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述止浆塞主体的底端的外壁设有钢质箍环。9.根据权利要求1所述的基于液压扩张的注浆锚杆止浆装置，其特征在于，所述止浆塞主体的底端对称设有钢质拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵维浩，栾辉，战金刚，孙孝兴，梁九成，纪良明，
申请(专利权)人：丹东丹银矿冶有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21