溶洞填充装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种溶洞填充装置，溶洞填充装置包括挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，其中，注浆管穿设在所述钻杆内部，所述注浆管连通所述注浆口；套管可拆卸地设置于所述钻杆外表面且靠近前端，套管外侧设有滑槽，滑槽的后端设有卡槽，可伸直和收缩的扩力架主体前端固定在套管前端，所述扩力架主体的后端包括可滑动设在滑槽中的磁性单元，设置在所述套管内的电磁铁经由电流方向的改变而变化磁极，当所述电磁铁施加吸引力到所述磁性单元，所述扩力架主体被伸直，当电磁铁施加排斥力到所述磁性单元，扩力架主体朝套管外扩展。

【技术实现步骤摘要】
溶洞填充装置
本技术涉及溶洞填充
，特别涉及一种溶洞填充装置及其填充方法。
技术介绍
中国是世界上岩溶分布最广泛的国家之一，随着经济的快速发展，路桥和隧道工程项目不断增多，许多工程经过溶洞地区。溶洞地区的地质灾害频繁发生、风险较高。给国家和人民带来了一定的经济损失。在我国中南、西南地区己经建成的的数十座岩溶隧道中，超过半数隧道均发生过较大岩溶灾害，如渝怀线的圆梁山隧道和歌乐山隧道、衡广铁路复线南岭隧道、株六复线的新水花隧道、达万铁路的田家坡隧道、京广复线的大瑶山隧道等，导致施工过程发生多次岩溶灾害(突水、坍塌)并均有人员伤亡。在岩溶地区隧道工程建设过程中极易引发或突发不同规模的突水涌泥等灾害，该类灾害一旦发生，轻则阻断正常施工进度，冲毁机器，淹没隧道，导致工期延误，重则造成重大人员伤亡，产生巨大的经济损失，甚至迫使隧道停建或改线。另外，襄渝铁路大巴山隧道和大瑶山隧道皆因施工中隐伏溶洞的处理问题给施工和运营造成了长期的危害至今仍未完全解决。溶洞地质是一种比较特殊的地质，对路桥和隧道工程施工的技术要求更高，施工难度更大。溶洞对隧道的危害主要分为四种类型:洞穴的存在使建筑物全部或部分悬空;洞穴堆积物因松软易坍塌下沉，影响建筑物的稳定;溶洞水的侵袭给施工及运营带来困难;隧道中地下水流失，使隧道顶部发生溶洞塌陷，导使环境地质破坏.所有这些危害，都会影响工程造价与工期，危及施工与运营安全。而目前的溶洞处理，多以填充、注浆为主，会出现填充不完整，填充强度达不到预期等现象，对后续施工造成一定的影响，施工技术尚不成熟。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
本专利技术人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，本专利技术提供一种溶洞填充装置及其填充方法。溶洞填充装置包括挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，其中，所述挖掘模块包括，钻杆，其为中空结构，其包括朝向待挖掘对象的前端和后端，钻头，其设置在所述钻杆的前端；注浆模块包括，注浆口，其设置在所述钻杆上且靠近所述前端，注浆管，其穿设在所述钻杆内部，所述注浆管连通所述注浆口；扩力架模块包括，套管，其可拆卸地设置于所述钻杆外表面且靠近前端，套管外侧设有滑槽，滑槽的后端设有卡槽，扩力架主体，可伸直和收缩的扩力架主体前端固定在套管前端，所述扩力架主体的后端包括可滑动设在滑槽中的磁性单元，电磁铁，设置在所述套管内的电磁铁经由电流方向的改变而变化磁极，当所述电磁铁施加吸引力到所述磁性单元，所述扩力架主体被伸直，当电磁铁施加排斥力到所述磁性单元，扩力架主体朝套管外扩展。所述的溶洞填充装置中，所述溶洞填充装置还包括控制模块，其包括，压力传感器，其设置在钻头后端以测量钻头所受压力数据，控制器，其连接所述挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，响应于压力数据降低到小于第一预定值，控制器判定钻头初始进入溶洞，响应于压力数据增加到大于第二预定值，控制器判定钻头到达溶洞端部，控制器发出停止钻探指令且切换所述电磁铁电流方向以扩展所述扩力架主体，发送注浆指令到所述注浆模块进行注浆。所述的溶洞填充装置中，所述控制器还包括用于提示的报警器，其包括蜂鸣器和LED灯。所述的溶洞填充装置中，所述挖掘模块还包括用于驱动钻杆的钻机，所述注浆模块包括用于生成注浆的注浆机，所述注浆管为柔性管。所述的溶洞填充装置中，扩力架模块包括用于限位套管的限位单元。所述的溶洞填充装置中，所述套管周向上均布多个滑槽，分别设在滑槽中的多个扩力架主体环形分布于套管外部。所述的溶洞填充装置中，所述磁性单元包括磁铁块，扩力架主体包括弹簧连接的扩力架支段。专利技术的技术效果如下：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：相对于传统的注浆填充，本专利技术在溶洞内放置扩力架体系，可以提高结实体强度，保障溶洞在填充后形成足够的强度，保障后续施工安全，本专利技术施工简单快捷，通过可拆卸套管和扩力模块既增加了填充强度、节省了施工成本，通过控制器自动化控制显著提高了填充效率。附图说明图1为本专利技术溶洞填充装置的一个实施方式的结构示意图。图2为本专利技术溶洞填充装置的一个实施方式的结构示意图。图3为本专利技术溶洞填充装置的一个实施方式的套管结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。为便于对本专利技术实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本专利技术实施例的限定。具体而言，参见图1-3，一种溶洞填充装置包括挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，其中，所述挖掘模块包括，钻杆2，其为中空结构，其包括朝向待挖掘对象的前端和后端，钻头1，其设置在所述钻杆2的前端；注浆模块包括，注浆口4，其设置在所述钻杆2上且靠近所述前端，注浆管5，其穿设在所述钻杆2内部，所述注浆管5连通所述注浆口4；扩力架模块包括，套管8，其可拆卸地设置于所述钻杆2外表面且靠近前端，套管8外侧设有滑槽15，滑槽15的后端设有卡槽，扩力架主体7，可伸直和收缩的扩力架主体7前端固定在套管8前端，所述扩力架主体7的后端包括可滑动设在滑槽15中的磁性单元9，电磁铁13，设置在所述套管8内的电磁铁13经由电流方向的改变而变化磁极，当所述电磁铁13施加吸引力到所述磁性单元9，所述扩力架主体7被伸直，当电磁铁13施加排斥力到所述磁性单元9，扩力架主体7朝套管8外扩展。在一个实施例中，地表17下有挖掘的隧道18和溶洞19，溶洞填充装置包括：掘进模块、注浆模块、扩力架模块、控制与反馈模块、附属装置。掘进模块包括钻头1、钻杆2和钻机3。所述钻头1设置于钻杆2端部，用于在钻机3的推力下破岩；注浆模块包括注浆口4、注浆管5、注浆器6械。注浆管5布置于钻杆2内部，为柔性管，一端固定在注浆口4，另一端与注浆器6械连通，采用柔性管在发生堵塞时可以取出更换，避免直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶洞填充装置，其特征在于，所述溶洞填充装置包括挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，其中，所述挖掘模块包括，钻杆，其为中空结构，其包括朝向待挖掘对象的前端和后端，钻头，其设置在所述钻杆的前端；注浆模块包括，注浆口，其设置在所述钻杆上且靠近所述前端，注浆管，其穿设在所述钻杆内部，所述注浆管连通所述注浆口；/n扩力架模块包括，套管，其可拆卸地设置于所述钻杆外表面且靠近前端，套管外侧设有滑槽，滑槽的后端设有卡槽，扩力架主体，可伸直和收缩的扩力架主体前端固定在套管前端，所述扩力架主体的后端包括可滑动设在滑槽中的磁性单元， 电磁铁，设置在所述套管内的电磁铁经由电流方向的改变而变化磁极，当所述电磁铁施加吸引力到所述磁性单元，所述扩力架主体被伸直，当电磁铁施加排斥力到所述磁性单元，扩力架主体朝套管外扩展。/n

【技术特征摘要】
1.一种溶洞填充装置，其特征在于，所述溶洞填充装置包括挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，其中，所述挖掘模块包括，钻杆，其为中空结构，其包括朝向待挖掘对象的前端和后端，钻头，其设置在所述钻杆的前端；注浆模块包括，注浆口，其设置在所述钻杆上且靠近所述前端，注浆管，其穿设在所述钻杆内部，所述注浆管连通所述注浆口；
扩力架模块包括，套管，其可拆卸地设置于所述钻杆外表面且靠近前端，套管外侧设有滑槽，滑槽的后端设有卡槽，扩力架主体，可伸直和收缩的扩力架主体前端固定在套管前端，所述扩力架主体的后端包括可滑动设在滑槽中的磁性单元，电磁铁，设置在所述套管内的电磁铁经由电流方向的改变而变化磁极，当所述电磁铁施加吸引力到所述磁性单元，所述扩力架主体被伸直，当电磁铁施加排斥力到所述磁性单元，扩力架主体朝套管外扩展。


2.根据权利要求1所述的溶洞填充装置，其特征在于：所述溶洞填充装置还包括控制模块，其包括，压力传感器，其设置在钻头后端以测量钻头所受压力数据，
控制器，其连接所述挖掘模块、注浆模块和扩力架模块，
响...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹辉，张俊伟，王龙，刘中欣，王东欣，陶云超，陶祥令，苏运河，蒋雷，郭伟，冯占礼，高勇，王晨阳，彭卓，张芳，张森，
申请(专利权)人：中铁十五局集团有限公司，中铁十五局集团城市轨道交通工程有限公司，中国矿业大学，
类型：新型
国别省市：上海;31