一种管涌止水注浆装置的制作方法

本实用新型涉及市政水利抢险领域，具体涉及一种管涌止水注浆装置。

背景技术：

管涌是指在渗流作用下，土体中的细颗粒被地下水从粗颗粒的空隙中带走，从而导致土体形成贯通的渗流通道，造成土体塌陷的现象。管涌发生时，如不及时处理，空洞会在很短的时间内扩大，其势不可挡，从而导致堤坝坍塌。管涌发生时，水面出现翻花,随着上游水位升高，持续时间延长，险情不断恶化，大量涌水翻沙，使堤防、水闸地基土壤骨架破坏，孔道扩大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成决堤、垮坝、倒闸等事故。

在汛期高水位情况下，水流从河岸沿着百堤基土壤空隙流向下游（即渗流），因其受到周壁的限制，有点类似管道的水流，特度别渗水流经强透水层，经地下流入堤内后，仍有很大压力，如冲破了粘性土复盖层，将下面的粉砂、知细砂带出来，发生冒水涌砂现象，也叫翻砂鼓水。管涌险情的发展，以道“流土”最为迅速。它将附近堤（闸）基下砂层掏空，就会导致堤（闸）身骤然版下挫，酿成决堤灾害。因此，管涌是一种最严重的险情，一旦发现必权须立即处理。

中国专利cn200910066332.9公开了一种堤坝管涌抢险高聚物封闭注浆方法。在堤坝发生管涌险情时，向置于管涌通道口处的土工布袋内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，从而快速封堵管涌通道入口；然后再通过微孔向管涌通道内注射高聚物材料，材料发生反应后体积迅速膨胀并固化，达到封堵管涌通道、加固坝体、提高坝体整体稳定性的目的。

但是上述方法在堵漏时容易存在漏点不好确定，土工布袋只能在管涌入口位置凭水流进入管涌通道，难以将土工布袋深入送达管涌通道段位置，同时在土工布袋完成管涌入口堵漏后，从坝体顶部通过空心钢管注入高聚物材料时，空心钢管难以有效对准管涌通道，尤其是管涌通道在坝体内存在弯曲的情况下，极容易导致高聚物材料注入位置发生错误，影响了渡口的可靠性，容易存在安全隐患。

技术实现要素：

基于上述问题，本实用新型目的在于提供一种定位精准，可对漏点通道内壁做挤压提高漏管位置强度，减少含水量从而保证堵漏可靠性的管涌止水注浆装置。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种管涌止水注浆装置，包括外管，所述外管内设有可相对于外管做轴向滑动伸缩的内管，所述外管内壁与内管外壁之间留有充气截面；所述内管前端外伸于外管前端，还包括可拆式的气囊，所述气囊呈筒状，所述气囊两端分别设有第一对接套及第二对接套，所述第一对接套与外管前端连接，所述第二对接套与内管前端连接使外管与内管之间的充气截面与气囊连通，所述内管中心设有贯穿设置的注浆通道；所述外管后端设有与充气截面连通的配气筒，所述配气筒后端设有滑孔，所述滑孔内壁设有密封圈，所述内管后端穿过滑孔与密封圈密封配合实现内管在伸缩的同时保证气密性，所述配气筒上还设有与其内腔连通的供气口。

上述结构中，通过外管及内管通过彼此伸缩控制气囊的长径比，便于引导气囊进入管涌通道中段，内管与外管可采用pvc材料，使其具备一定的弯曲能力，便于跟随管涌通道的走向进行适应性弯曲，并能保证操作人员的手感回馈最为直接，保证填充的可靠性；气囊通过第一对接套及第二对接套与外管及内管连接，可针对不同管涌直径选择适宜大小的气囊，保证气囊在膨胀时能准确截断管涌水流，同时又能挤压管涌通道周边沙石，在为通过内管注入高聚物材料提供良好的固定定位基础；在注入高聚物材料的同时将外管后拉并适时收缩回扩张气囊，保证管涌通道自管涌出口方向往管涌入口方向逐步填实，最终在靠近河床位置因压力变小使气囊更为膨胀从而使高聚物材料形成锥形结构的封堵，保证了管涌通道封堵填充的致密性及可靠性。

本实用新型进一步设置为，所述内管在伸缩时经过外管内的表面设有若干条沿其轴向方向开设，彼此沿周向方向均布设置的导气槽。

上述结构中，导气槽用于提高内管与外管之间的截面，使压缩空气能顺利从配气筒送入气囊。

本实用新型进一步设置为，所述外管前端设有第一外螺纹，所述内管前端设有第二外螺纹，所述第一对接套内壁设有与第一外螺纹旋合的第一内螺纹，所述第二对接套内壁设有与第二外螺纹旋合的第二内螺纹。

上述结构中，第一对接套与第二对接套通过螺纹分别与外管及内管连接，方便拆装气囊及更换气囊。

本实用新型进一步设置为，所述第一外螺纹朝向外管后端的一侧设有第一挡环；所述第二外螺纹朝向内管后端的一侧设有第二挡环。

上述结构中，第一挡环在第一对接套与外管旋合时为第一对接套提供限位；第二挡环在第二对接套与内管旋合时为第二对接套提供限位。

本实用新型进一步设置为，所述第二挡环外缘处设有沿其周向方向，与导气槽等数且对应设置的恒压槽；所述第二挡环外径大于外管内径并小于第一外螺纹牙底直径，使内管在往外管后端方向移动时第二挡环与外管前端端面相抵。

上述结构中，恒压槽可避免内管往外管后端方向抽出时第二挡环与外管端面相抵导致导气槽与气囊之间的供气中断。

本实用新型进一步设置为，所述气囊的后端套于第一对接套外壁，并通过箍紧环箍于气囊外壁实现与第一对接套的箍紧连接；所述气囊的前端往气囊后端方向内翻后使其原位于气囊外圆柱面的一面套于第二对接套上，并通过箍紧环箍于气囊外壁实现与第二对接套的箍紧连接。

上述结构中，气囊的前端往气囊后端方向内翻可提高气囊膨胀时的直径，同时可形成伞尖朝向外管后端方向的伞状膨胀体，能在管涌通道内往管涌入口一侧方向提供更好的阻挡，在高聚物材料注入时能避免高聚物材料往外管后端方向溢出影响气囊后退时的膨胀。

本实用新型进一步设置为，所述第二对接套背向内管后端的一端或内管前端设有可拆设置的防堵锥头，所述防堵锥头可往内管前端方向脱出。

上述结构中，防堵锥头优选设置于第二对接套上，防堵锥头在气囊顺着管涌通道插入时避免沙石进入注浆通道造成堵塞，在注入高聚物材料时能直接将防堵锥头从第二对接套上推出使其脱离。

一种管涌止水注浆装置的使用方法，包含如下步骤：根据管涌流量估算管涌通道内径，选择合适膨胀直径的气囊，选择不小于堤坝水平方向厚度的外管及内管，将气囊安装于外管及外管上；将内管前推使固定于内管及外管前端的气囊沿气囊轴向方向拉长以缩小外径尺寸；将外管及内管连带气囊伸入水中插入管涌通道内并跟随管涌水流方向向前推进至坝体内并至少超过坝体一半厚度；将压缩空气注入供气口的同时将内管往外管后端方向抽拉促使气囊在管涌通道内膨胀截断水流并压实周围沙土组织；将高聚物材料通过内管后端注入，使高聚物材料从内管前端流出填充气囊前方位置的管涌通道；而后在气囊保压的情况下将外管抽出并不断通过内管注入高聚物材料，直至填充完整根管涌通道。

进一步的，在气囊保压的情况下将外管抽出时向前推进内管拉长气囊长度使气囊缩小外径或对气囊进行释压后将外管往外管后端方向抽出一段距离后再重新充气扩张气囊外径，避免因气囊外径过大导致外管无法分次抽出。

更进一步的，外管回抽时高聚物材料始终保持注入状态。

本实用新型的有益效果：通过外管及内管通过彼此伸缩控制气囊的长径比，便于引导气囊进入管涌通道中段，内管与外管可采用pvc材料，使其具备一定的弯曲能力，便于跟随管涌通道的走向进行适应性弯曲，并能保证操作人员的手感回馈最为直接，保证填充的可靠性；气囊通过第一对接套及第二对接套与外管及内管连接，可针对不同管涌直径选择适宜大小的气囊，保证气囊在膨胀时能准确截断管涌水流，同时又能挤压管涌通道周边沙石，在为通过内管注入高聚物材料提供良好的固定定位基础；在注入高聚物材料的同时将外管后拉并适时收缩回扩张气囊，保证管涌通道自管涌出口方向往管涌入口方向逐步填实，最终在靠近河床位置因压力变小使气囊更为膨胀从而使高聚物材料形成锥形结构的封堵，保证了管涌通道封堵填充的致密性及可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的气囊收缩状态的整体结构示意图。

图2为本实用新型的气囊收缩状态的气囊全剖结构示意图。

图3为本实用新型的气囊膨胀状态的整体结构示意图。

图4为本实用新型的气囊膨胀状态的气囊全剖结构示意图。

图5为本实用新型的外管全剖结构示意图。

图6为本实用新型的外管及内管全剖结构示意图。

图7为本实用新型的外管及内管全剖爆炸结构示意图。

图8为本实用新型的外管全剖爆炸结构示意图。

图9为本实用新型的外管及内管断面结构示意图。

图10为本实用新型图2的a部放大结构示意图。

图11为本实用新型图2的b部放大结构示意图。

图12为本实用新型图4的c部放大结构示意图。

图13为本实用新型图5的d部放大结构示意图。

图14为本实用新型图6的e部放大结构示意图。

图15为本实用新型图7的f部放大结构示意图。

图16为本实用新型图8的g部放大结构示意图。

图17为本实用新型图9的h部放大结构示意图。

图18为本实用新型插入坝体时的状态示意图。

图19为本实用新型的气囊膨胀后注入高聚物材料时的状态示意图。

图中标号含义：10-外管；11-配气筒；111-供气口；12-滑孔；13-密封圈；14-第一外螺纹；141-第一挡环；20-内管；21-注浆通道；22-导气槽；23-第二外螺纹；231-第二挡环；232-恒压槽；30-气囊；31-第一对接套；311-第一内螺纹；32-第二对接套；321-第二内螺纹；33-箍紧环；40-防堵锥头；50-充气截面；a-管涌通道；b-高聚物材料。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参考图1至图19，如图1至图19所示的一种管涌止水注浆装置，包括外管10，所述外管10内设有可相对于外管10做轴向滑动伸缩的内管20，所述外管10内壁与内管20外壁之间留有充气截面50；所述内管20前端外伸于外管10前端，还包括可拆式的气囊30，所述气囊30呈筒状，所述气囊30两端分别设有第一对接套31及第二对接套32，所述第一对接套31与外管10前端连接，所述第二对接套32与内管20前端连接使外管10与内管20之间的充气截面50与气囊30连通，所述内管20中心设有贯穿设置的注浆通道21；所述外管10后端设有与充气截面50连通的配气筒11，所述配气筒11后端设有滑孔12，所述滑孔12内壁设有密封圈13，所述内管20后端穿过滑孔12与密封圈13密封配合实现内管20在伸缩的同时保证气密性，所述配气筒11上还设有与其内腔连通的供气口111。

上述结构中，通过外管10及内管20通过彼此伸缩控制气囊30的长径比，便于引导气囊30进入管涌通道a中段，内管10与外管20可采用pvc材料，使其具备一定的弯曲能力，便于跟随管涌通道a的走向进行适应性弯曲，并能保证操作人员的手感回馈最为直接，保证填充的可靠性；气囊30通过第一对接套31及第二对接套32与外管10及内管20连接，可针对不同管涌直径选择适宜大小的气囊30，保证气囊30在膨胀时能准确截断管涌水流，同时又能挤压管涌通道a周边沙石，在为通过内管20注入高聚物材料b提供良好的固定定位基础；在注入高聚物材料b的同时将外管10后拉并适时收缩回扩张气囊30，保证管涌通道a自管涌出口方向往管涌入口方向逐步填实，最终在靠近河床位置因压力变小使气囊30更为膨胀从而使高聚物材料b形成锥形结构的封堵，保证了管涌通道a封堵填充的致密性及可靠性。

本实施例中，所述内管20在伸缩时经过外管10内的表面设有若干条沿其轴向方向开设，彼此沿周向方向均布设置的导气槽22。

上述结构中，导气槽22用于提高内管20与外管10之间的截面，使压缩空气能顺利从配气筒11送入气囊30。

本实施例中，所述外管10前端设有第一外螺纹14，所述内管20前端设有第二外螺纹23，所述第一对接套31内壁设有与第一外螺纹14旋合的第一内螺纹311，所述第二对接套32内壁设有与第二外螺纹23旋合的第二内螺纹321。

上述结构中，第一对接套31与第二对接套32通过螺纹分别与外管10及内管20连接，方便拆装气囊30及更换气囊30。

本实施例中，所述第一外螺纹14朝向外管10后端的一侧设有第一挡环141；所述第二外螺纹23朝向内管20后端的一侧设有第二挡环231。

上述结构中，第一挡环141在第一对接套31与外管10旋合时为第一对接套31提供限位；第二挡环231在第二对接套32与内管20旋合时为第二对接套32提供限位。

本实施例中，所述第二挡环231外缘处设有沿其周向方向，与导气槽22等数且对应设置的恒压槽232；所述第二挡环231外径大于外管10内径并小于第一外螺纹14牙底直径，使内管20在往外管10后端方向移动时第二挡环231与外管10前端端面相抵。

上述结构中，恒压槽232可避免内管20往外管10后端方向抽出时第二挡环231与外管10端面相抵导致导气槽22与气囊30之间的供气中断。

本实施例中，所述气囊30的后端套于第一对接套31外壁，并通过箍紧环33箍于气囊30外壁实现与第一对接套31的箍紧连接；所述气囊30的前端往气囊30后端方向内翻后使其原位于气囊30外圆柱面的一面套于第二对接套32上，并通过箍紧环33箍于气囊30外壁实现与第二对接套32的箍紧连接。

上述结构中，气囊30的前端往气囊30后端方向内翻可提高气囊30膨胀时的直径，同时可形成伞尖朝向外管10后端方向的伞状膨胀体，能在管涌通道a内往管涌入口一侧方向提供更好的阻挡，在高聚物材料b注入时能避免高聚物材料b往外管10后端方向溢出影响气囊30后退时的膨胀。

本实施例中，所述第二对接套32背向内管20后端的一端或内管20前端设有可拆设置的防堵锥头40，所述防堵锥头可往内管前端方向脱出。

上述结构中，防堵锥头40优选设置于第二对接套32上，防堵锥头40在气囊20顺着管涌通道a插入时避免沙石进入注浆通道21造成堵塞，在注入高聚物材料b时能直接将防堵锥头40从第二对接套32上推出使其脱离。

一种管涌止水注浆装置的使用方法，包含如下步骤：根据管涌流量估算管涌通道a内径，选择合适膨胀直径的气囊30，选择不小于堤坝水平方向厚度的外管10及内管20，将气囊30安装于外管10及外管20上；将内管20前推使固定于内管20及外管10前端的气囊30沿气囊30轴向方向拉长以缩小外径尺寸；将外管10及内管20连带气囊30伸入水中插入管涌通道a内并跟随管涌水流方向向前推进至坝体内并至少超过坝体一半厚度；将压缩空气注入供气口111的同时将内管20往外管10后端方向抽拉促使气囊30在管涌通道a内膨胀截断水流并压实周围沙土组织；将高聚物材料b通过内管20后端注入，使高聚物材料b从内管20前端流出填充气囊30前方位置的管涌通道a；而后在气囊30保压的情况下将外管10抽出并不断通过内管20注入高聚物材料b，直至填充完整根管涌通道a。

进一步的，在气囊30保压的情况下将外管10抽出时向前推进内管20拉长气囊30长度使气囊30缩小外径或对气囊30进行释压后将外管10往外管10后端方向抽出一段距离后再重新充气扩张气囊30外径，避免因气囊30外径过大导致外管10无法分次抽出。

更进一步的，外管10回抽时高聚物材料b始终保持注入状态。

本实用新型的有益效果：通过外管10及内管20通过彼此伸缩控制气囊30的长径比，便于引导气囊30进入管涌通道a中段，内管10与外管20可采用pvc材料，使其具备一定的弯曲能力，便于跟随管涌通道a的走向进行适应性弯曲，并能保证操作人员的手感回馈最为直接，保证填充的可靠性；气囊30通过第一对接套31及第二对接套32与外管10及内管20连接，可针对不同管涌直径选择适宜大小的气囊30，保证气囊30在膨胀时能准确截断管涌水流，同时又能挤压管涌通道a周边沙石，在为通过内管20注入高聚物材料b提供良好的固定定位基础；在注入高聚物材料b的同时将外管10后拉并适时收缩回扩张气囊30，保证管涌通道a自管涌出口方向往管涌入口方向逐步填实，最终在靠近河床位置因压力变小使气囊30更为膨胀从而使高聚物材料b形成锥形结构的封堵，保证了管涌通道a封堵填充的致密性及可靠性。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

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