一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管及安装方法技术

本发明专利技术公开了一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管，包括管头、注浆筒、局部注浆增强机构和多个注浆孔，管头与注浆筒一端连接，多个注浆孔均匀间隔开设于注浆筒的侧壁上，局部注浆增强机构设置于注浆筒的内部，局部注浆增强机构包含滚动轴承、第一外伸连接件、连接轴和多个第一螺旋机构和多个第二螺旋机构，滚动轴承设置于与注浆筒连接的管头端面上，第一外伸连接件包含多个第一连接杆，多个第一连接杆设置于滚动轴承的内部，多个第一连接杆的活动端分别与连接轴上对应的凹槽插接固定，多个第一螺旋机构和多个第二螺旋机构套设于连接轴上。本发明专利技术能够解决现有超前小导管注浆范围较小且无法对某些特定软弱围岩部位进行局部增大注浆范围的问题。增大注浆范围的问题。增大注浆范围的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管及安装方法


[0001]本专利技术属于隧道超前支护
，具体涉及一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管及安装方法。

技术介绍

[0002]在隧道施工过程中，由于软弱破碎岩体的存在导致围岩坍塌失稳的事故屡见不鲜，软弱破碎岩体强度较低，抗干扰能力较差，在施工时极易受到扰动发生围岩失稳。为防止软弱围岩的坍塌，在掌子面开挖之前往往需要先对其上方岩层采用超前支护技术进行预处理。
[0003]超前小导管作为实际隧道施工中一种常用的超前支护方式，具有施工设备简单，工艺简单，注浆适应性强的优点。实际施工时，通过向小导管内注浆，使得隧道围岩、小导管、小导管注浆加固区域三者固结，在一定范围内形成棚架支护体系，提高围岩的稳定性。
[0004]传统的超前小导管注浆时仅通过施加一定的注浆压力来达到增大注浆范围的目的，其实际注浆加固范围较小并且不能对某些特定软弱围岩部位进行局部增大注浆范围。因此，有必要设计一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管变。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管及安装方法，能够解决传统超前小导管注浆范围较小且无法对某些特定软弱围岩部位进行局部增大注浆范围的问题。
[0006]本专利技术的第一个目的是提供一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管，包括管头、注浆筒、局部注浆增强机构和多个注浆孔；
[0007]所述注浆筒的两端开口，管头与注浆筒的一端连接，多个注浆孔均匀间隔开设于注浆筒的侧壁上，局部注浆增强机构设置于注浆筒的内部。
[0008]优选的，所述局部注浆增强机构包含滚动轴承、第一外伸连接件、连接轴和多个第一螺旋机构和多个第二螺旋机构，滚动轴承设置于与注浆筒连接的管头端面上，第一外伸连接件包含多个第一连接杆，多个第一连接杆间隔设置于滚动轴承的内部，连接轴外侧面上沿圆周方向均匀间隔开设有多个相互平行的凹槽，凹槽的两端分别与连接轴的两端相连通，凹槽的数量和位置分别与第一连接杆的数量和位置相匹配，多个第一连接杆的活动端分别与连接轴上对应的凹槽插接固定，多个第一螺旋机构和多个第二螺旋机构依次套设于连接轴上。
[0009]优选的，每个所述第一螺旋机构包含第一螺旋叶套筒机构和第一螺旋叶片，第一螺旋叶片设置于第一螺旋叶套筒机构的外侧面上，第二螺旋机构包含第二螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶片，第二螺旋叶片设置于第二螺旋叶套筒机构的外侧面上，第一螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶套筒机构的结构相同。
[0010]优选的，每个第一螺旋叶套筒机构包含第二外伸连接件和安装筒，第二外伸连接
件包含多个第二连接杆，多个第二连接杆沿安装筒的长度方向相互平行间隔设置于安装筒的内侧壁上，多个第二连接杆的数量位置均与多个凹槽的数量和位置相匹配，安装筒通过多个第二连接杆与连接轴上对应的凹槽插接，第一螺旋叶片设置于安装筒的外侧面上。
[0011]优选的，所述第二连接杆的长度与安装筒的长度相同，且所述第二连接杆的一端位于安装筒的内侧，另一端延伸至安装筒的外侧。
[0012]优选的，所述第一螺旋叶片的旋转半径小于第二螺旋叶片的旋转半径。
[0013]优选的，所述第二螺旋叶片的旋转半径比注浆筒的内径小1cm。
[0014]优选的，所述连接轴的活动端设置有盖板，且盖板位于距离管头最远的第一螺旋机构或第二螺旋机构的外侧。
[0015]优选的，所述管头为倒锥形结构。
[0016]本专利技术的第二个目的是提供一种上述新型可局部增大注浆范围的超前小导管的安装方法，包括以下步骤：
[0017]S1、确定好软弱围岩的具体位置，并根据软弱围岩的具体位置，在连接轴上将对应的围岩条件差的部位和围岩条件相对较好的部位分别进行标记；
[0018]S2、将滚动轴承设置于管头的底部，将第一外伸连接件设置于滚动轴承的内部，将第一外伸连接件的活动端与连接轴上的凹槽插接，将第一螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶套筒机构分别与第一螺旋叶片和第二螺旋叶片连接，组成得到第一螺旋机构和第二螺旋机构；
[0019]S3、在连接轴上经步骤S1标记的围岩条件差的部位所对应的位置上安装第二螺旋机构，并在连接轴上经步骤S1标记的围岩条件相对较好的部位所对应的位置上安装第一螺旋机构，反复执行安装操作，直至所有的第一螺旋机构或第二螺旋机构在连接轴上安装完成后，将盖板设置于连接轴的活动端，对第一螺旋机构和第二螺旋机构进行固定，然后再将注浆筒套设于局部注浆增强机构的外侧，并使注浆筒的一端与管头固定连接，即得到超前小导管。
[0020]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0021]本专利技术提供的新型可局部增大注浆范围的超前小导管，通过局部注浆增强机构可将螺旋叶片受到的注浆压力转化为正向的压应力和环向的切应力，浆液在正向压应力的推动作用下进入圆柱形管身，环向切应力使螺旋叶片发生旋转，浆液随螺旋叶片螺旋进入小导管，浆液输送由传统的水平路径转变为螺旋路径，增加了浆液经过注浆孔的时间，从而显著增大注浆范围；螺旋叶片旋转时产生的离心力缩短了浆液通过注浆孔的时长，同样达到增大注浆范围的效果；浆液通过第二螺旋叶片所需时间大于第一螺旋叶片，在安装时可根据围岩条件自由组合，实现了对指定位置进行局部增大注浆范围的目标。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例提供的新型可局部增大注浆范围的超前小导管的立体图；
[0023]图2为本专利技术实施例提供的新型可局部增大注浆范围的超前小导管的透视图；
[0024]图3为本专利技术实施例提供的新型可局部增大注浆范围的超前小导管的结构分解示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例中的盖板与连接轴的分解结构示意图；
[0026]图5为本专利技术实施例中的滚动轴承和第一外伸连接件的连接结构示意图；
[0027]图6为本专利技术实施例中的第一螺旋叶套筒机构的结构示意图；
[0028]图7为本专利技术实施例中的第一螺旋叶套筒机构的另一视角下的结构示意图；
[0029]图8为本专利技术实施例中的第一螺旋叶套筒机构或第二螺旋叶套筒机构与连接轴的连接结构示意图；
[0030]图9为本专利技术实施例中的第一螺旋叶片和第二螺旋叶片的结构示意图；
[0031]图10为本专利技术实施例中的第一螺旋叶片和第二螺旋叶片分别与第一螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶套筒机构的连接结构示意图；
[0032]图11为本专利技术实施例中的第一螺旋机构和第二螺旋机构与连接轴的连接结构示意图；
[0033]图中：1、管头；2、注浆筒；3、注浆孔；4、局部注浆增强装置；5、连接轴；6、盖板；7、滚动轴承；8、第一外伸连接件；9、安装筒；10、第一螺旋叶片；11、第二螺旋叶片；12、第一螺旋叶套筒机构；13、第二螺旋叶套筒机构；14、第二外伸连接件；15、凹槽。
具体实施方式
[0034]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型可局部增大注浆范围的超前小导管，其特征在于，包括管头(1)、注浆筒(2)、局部注浆增强机构(4)和多个注浆孔(3)；所述注浆筒(2)的两端开口，管头(1)与注浆筒(2)的一端连接，多个注浆孔(3)均匀间隔开设于注浆筒(2)的侧壁上，局部注浆增强机构(4)设置于注浆筒(2)的内部。2.如权利要求1所述的新型可局部增大注浆范围的超前小导管，其特征在于，所述局部注浆增强机构(4)包含滚动轴承(7)、第一外伸连接件(8)、连接轴(5)、多个第一螺旋机构(12)和多个第二螺旋机构(13)，滚动轴承(7)设置于与注浆筒(2)连接的管头(1)端面上，第一外伸连接件(8)包含多个第一连接杆，多个第一连接杆间隔设置于滚动轴承(7)的内部，连接轴(5)外侧面上沿圆周方向均匀间隔开设有多个相互平行的凹槽(15)，凹槽(15)的两端分别与连接轴(5)的两端相连通，凹槽(15)的数量和位置分别与第一连接杆的数量和位置相匹配，多个第一连接杆的活动端分别与连接轴(5)上对应的凹槽(15)插接固定，多个第一螺旋机构(12)和多个第二螺旋机构(13)依次套设于连接轴(5)上。3.如权利要求2所述的新型可局部增大注浆范围的超前小导管，其特征在于，每个所述第一螺旋机构(12)包含第一螺旋叶套筒机构和第一螺旋叶片(10)，第一螺旋叶片(10)设置于第一螺旋叶套筒机构的外侧面上，第二螺旋机构(13)包含第二螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶片(11)，第二螺旋叶片(11)设置于第二螺旋叶套筒机构的外侧面上，第一螺旋叶套筒机构和第二螺旋叶套筒机构的结构相同。4.如权利要求3所述的新型可局部增大注浆范围的超前小导管，其特征在于，每个第一螺旋叶套筒机构包含第二外伸连接件(14)和安装筒(9)，第二外伸连接件(14)包含多个第二连接杆，多个第二连接杆沿安装筒(9)的长度方向相互平行间隔设置于安装筒(9)的内侧壁上，多个第二连接杆的数量位置均与多个凹槽(15)的数量和位置相匹配，安装筒(9)通过多个第二连接杆与连接轴(5)上对应的凹槽插接，第一螺旋叶片(10)设置于安装筒(9)的外侧面上。5.如权利要求4所述的新型可局部增大注浆范...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉敏，周权，王朋，王江，冯成名，贵珊，许王亮，杨棚涛，宋战平，张玉伟，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：