[發明專利]一種水平和傾斜鉆孔用自控防噴裝置及安裝、使用方法

在審

• 申請號: 201710972275.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107664018A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 劉文彬;田明明;孫超;高翔
• 申請（專利權）人: 中煤隧道工程有限公司
• 主分類號: E21B33/06
• 分類號: E21B33/06;E21B23/00;E21B33/13
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所32220
• 代理人: 董開龍

技術領域

本發明屬于深埋地層水平鉆孔凍結法土體加固領域，具體涉及一種水平和傾斜鉆孔用自控防噴裝置。

背景技術

上海擬建設海綿城市工程深排隧道服務范圍：外環線內75%整體強排。利用蘇州河、走馬塘、淀浦河、桃浦河、走馬塘等河道及部分道路的地下空間，敷設管徑為6-8m、長約120km的2個環狀地下調蓄管廊，調蓄庫容為400多萬m³。

蘇州河調蓄管道屬于兩環間的公用段，近期在兩環沒有實施之前，可自成系統，利用合流污水治理一期總管空余能力，單獨將調蓄管道內的雨水送至竹園初期雨水處理廠，處理后排放。本項目有八個位于城市中心區的超深豎井，豎井深度達60～70m，地下墻深度超過100m，施工場地小，環境保護要求高。目前，上海地區最深的豎井僅42m，國內土質地層中最深豎井也僅50m，本次深排隧道的豎井及圍護處于上海地區第二承壓水層和砂性地層中。

凍結法施工是利用人工安裝制冷設備、使地層中的水結冰，將松散含水巖土變成凍土，增加其強度和穩定性，隔絕地下水，以便在凍結壁的保護下，進行地下工程掘砌作業。

設計的調蓄管廊所在地層普遍為粉砂夾粉質粘土，細砂，中砂等高風險地層，根據施工經驗，調蓄管廊采用“凍結法加固土體，機械暗挖”或者“盾構/頂管施工輔以凍結法加固洞門”的施工方法比較適宜。

根據現在的施工經驗，現有的防噴裝置不能滿足在“高壓、粉細砂、長距離”的條件下安全的進行凍結鉆孔施工。

發明內容

根據原有施工設備的不足，提供一種滿足工程施工需要，設計合理，加工簡單，操作方便的水平和傾斜鉆孔用高壓防噴裝置。

本發明按以下技術方案實現：

一種水平和傾斜鉆孔用自控防噴裝置，該自控防噴裝置包括前壓緊模塊和后壓緊模塊，所述前壓緊模塊可拆卸的連接在后壓緊模塊上；所述前壓緊模塊包括前盤根盒組件和前壓緊套筒組件，所述后壓緊模塊包括后盤根盒組件和后壓緊套筒組件；所述前盤根盒組件和前壓緊套筒組件通過連接件Ⅰ密封相連，所述后盤根盒組件和后壓緊套筒組件通過連接件Ⅱ密封相連；所述后盤根盒組件上設有注油口和壓力變送器接口。

優選的是，所述前盤根盒組件包括法蘭Ⅰ、擋圈Ⅰ、套筒Ⅰ和法蘭Ⅱ；所述法蘭Ⅰ焊接在套筒Ⅰ的左側外徑向面上，所述法蘭Ⅱ焊接在套筒Ⅰ的右側外徑向面上，所述擋圈Ⅰ焊接在套筒Ⅰ的左側內徑向面上；所述套筒Ⅰ內的凍結管的外徑向面上有盤根，且盤根左側一圈抵在擋圈Ⅰ處。

優選的是，所述前壓緊套筒組件包括套筒Ⅱ、擋圈Ⅱ和兩個法蘭Ⅲ；所述套筒Ⅱ的外直徑小于套筒Ⅰ的內直徑，所述擋圈Ⅱ焊接在套筒Ⅱ的左側軸向面上，其中一個法蘭Ⅲ焊接在套筒Ⅱ的右側外徑向面上，另一個法蘭Ⅲ焊接在套筒Ⅱ的中部外徑向面上。

優選的是，所述連接件Ⅰ為多根絲杠，多根絲杠穿插在法蘭Ⅱ和左側法蘭Ⅲ之間，通過絲杠兩側螺母的緊固將前壓緊套筒組件中的擋圈Ⅱ壓緊在前盤根盒組件中的右側盤根處。

優選的是，所述后盤根盒組件包括法蘭Ⅲ、套筒Ⅲ、擋圈Ⅰ、法蘭Ⅱ；所述法蘭Ⅲ焊接在套筒Ⅲ的左側軸向面上，所述法蘭Ⅱ焊接在套筒Ⅲ的右側外徑向面上，所述擋圈Ⅰ焊接在套筒Ⅲ的中部內徑向面上；所述套筒Ⅲ內的凍結管的外徑向面上有盤根，且盤根左側一圈抵在擋圈Ⅰ處。

優選的是，所述后壓緊套筒組件包括套筒Ⅳ、擋圈Ⅱ和法蘭Ⅲ；

所述套筒Ⅳ的外直徑小于套筒Ⅲ的內直徑，所述擋圈Ⅱ焊接在套筒Ⅳ的左側軸向面上，所述法蘭Ⅲ焊接在套筒Ⅳ的右側外徑向面上。

優選的是，所述連接件Ⅱ為多根絲杠，多根絲杠穿插在法蘭Ⅱ和法蘭Ⅲ之間，通過絲杠兩側螺母的緊固將后壓緊套筒組件中的擋圈Ⅱ壓緊在后盤根盒組件中的右側盤根處。

優選的是，所述注油口通過油脂管路與電動可調壓油脂泵相連，所述壓力變送器接口安裝壓力變送器后通過電纜與電動可調壓油脂泵連接。

一種水平和傾斜鉆孔用自控防噴裝置的安裝方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：鉆孔施工前，將首根凍結管插入前盤根盒組件，安裝盤根，套上前壓緊套筒組件，帶上壓緊用的絲桿，構成前壓緊模塊；

步驟二：套上前壓緊模塊和后壓緊模塊之間的法蘭墊；

步驟三：安裝后盤根盒組件，安裝盤根，套上后壓緊套筒組件，帶緊壓緊用的絲桿，構成后壓緊模塊；

步驟四：通過多根螺栓連接前壓緊模塊和后壓緊模塊；

步驟五：將組裝完成的防噴裝置放置到孔口管上，并將首根凍結管與鉆機連接；