一种隧道施工页岩气防控排放装置的制作方法

本发明涉及隧道施工，尤其涉及一种隧道施工页岩气防控排放装置。

背景技术：

1、近年来，我国铁路和公路建设进入快速发展时期，无论是建设里程长度，还是速度等级都得到了质的飞跃。随着建设的不断深入，各种不良地质特别是页岩气对隧道施工安全威胁巨大，随着“页岩气”隧道施工瓦斯灾害事故的不断增加，人们越来越认识到防范和减轻瓦斯灾害的重要性。

2、目前的隧道通风防控设备，只能对溢散到隧道内部的页岩气进行排放，但是在蕴含页岩气的地质环境中施工的隧道，岩壁中的岩缝间隙具有大量页岩气，会源源不断的将地质岩石中的页岩气泄漏导向隧道，无法做到封堵岩缝间隙以从源头减少页岩气泄漏量，所以为了从源头进行防控，通常在岩壁上开孔，以将岩壁附近的页岩气释放抽出，然后注入水泥对其进行封堵，以封闭开孔和岩壁缝隙，避免后续页岩气继续泄漏；

3、但是通过注入水泥对开孔和岩壁缝隙进行封堵时，由于水泥需要一段时间凝固，凝固期间页岩气会溢出造成裂缝，同时水泥本身也是多孔结构，导致整体的封堵效果较差，无法避免后续页岩气继续泄漏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种隧道施工页岩气防控排放装置，以解决目前的隧道通风防控设备通过注入水泥对开孔和岩壁缝隙进行封堵，导致整体的封堵效果较差，无法避免后续页岩气继续泄漏的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种隧道施工页岩气防控排放装置，包括有壁孔固定环，所述壁孔固定环的外侧环绕设置有多个固定支腿，还包括：

3、封闭气囊，环绕设置于所述壁孔固定环的下方，所述封闭气囊的外侧连接设置有气泵，所述封闭气囊的中间贯通连接设置有导向输送管，所述导向输送管的外端连接设置有输送开关阀；

4、夹持压环，可拆卸设置于所述壁孔固定环的上方，所述夹持压环的中心处设置有中心滑套，所述夹持压环的上方对称竖向设置有滑动导向架，所述滑动导向架的中间设置有滑动导向槽；

5、中心套管，嵌套滑动设置于所述中心滑套的内侧，所述中心套管的顶部设置有封闭盖板，所述封闭盖板的上方连接设置有蒸汽输送管，所述中心套管的侧壁顶部设置有滑动连接座，所述中心套管通过滑动连接座与滑动导向槽滑动连接，所述滑动导向槽的中间设置有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的上下两端分别与滑动连接座和滑动导向架固定连接，所述中心套管的底端开口处设置有间隔导向环；

6、内衬封闭管，嵌套设置于所述中心套管的内侧，所述内衬封闭管的顶端为封闭结构，所述内衬封闭管的底端开口边缘处沿间隔导向环向外侧翻转并夹持固定设置于壁孔固定环和夹持压环之间，所述内衬封闭管为热固性树脂材质，加热后可以膨胀变形。

7、进一步的，所述固定支腿的外端连接设置有固定支脚，所述固定支脚的中间设置有固定螺栓，所述固定支脚通过固定螺栓固定于隧道壁上，所述壁孔固定环通过固定支腿和固定支脚固定于隧道壁孔外侧。

8、进一步的，所述壁孔固定环的顶面环绕设置有嵌合夹持槽，所述夹持压环的底面环绕连接设置有嵌合夹持环，所述嵌合夹持环与所述嵌合夹持槽之间尺寸相互配合，所述壁孔固定环和夹持压环通过嵌合夹持环与嵌合夹持槽夹持固定所述内衬封闭管的底端开口边缘处。

9、进一步的，所述嵌合夹持槽的外侧均匀环绕连接设置有多个夹持螺纹柱，所述夹持螺纹柱与所述壁孔固定环固定连接，所述夹持螺纹柱的外侧嵌套连接设置有螺纹紧固套，所述夹持螺纹柱与所述螺纹紧固套螺纹连接，所述螺纹紧固套的外侧连接设置有紧固把手。

10、进一步的，所述嵌合夹持环的外侧均匀环绕连接设置有多个夹持连接套，所述夹持连接套与所述夹持螺纹柱之间相互对应设置且尺寸相互配合，所述夹持压环通过夹持连接套和夹持螺纹柱与壁孔固定环相互连接。

11、进一步的，所述中心滑套的下方环绕设置有中心加热环，所述中心加热环的中间环绕设置有加热线圈，所述中心套管为金属材质，所述中心加热环的下方环绕设置有环形冷却管，所述环形冷却管的中间均匀环绕设置有多个冷却喷口，所述环形冷却管的外端连接设置有冷却泵，所述中心套管嵌套设置于中心加热环和环形冷却管的内侧。

12、进一步的，所述中心套管的内侧嵌套滑动设置有压动活塞，所述压动活塞位于所述内衬封闭管的上侧，所述压动活塞的顶部中间连接设置有中心压杆，所述封闭盖板的中心处设置有导向滑套，所述压动活塞通过中心压杆与导向滑套滑动连接。

13、进一步的，所述中心压杆的顶端连接设置有压动连接架，所述压动连接架与所述滑动连接架滑动连接，所述压动连接架的中间设置有连接螺套，所述连接螺套的内侧嵌套设置有驱动螺杆，所述驱动螺杆的轴端连接设置有驱动电机，所述驱动电机与所述中心套管固定连接。

14、进一步的，所述中心套管的侧壁顶端连接设置有抽气输送管，所述抽气输送管的中间设置有抽气电磁阀，所述压动活塞的中间设置有电磁调节阀

15、进一步的，所述中心压杆的内部设置有中心输送管，所述中心输送管的顶端设置有输送阀门。

16、本发明的有益效果：从上面所述可以看出，本发明提供的一种隧道施工页岩气防控排放装置，通过壁孔固定环固定于隧道壁孔外侧，并通过充气膨胀的封闭气囊封堵隧道壁孔段与壁孔固定环之间的间隙，便于构成封闭环境，而中心套管则可以沿壁孔固定环滑动插入隧道壁孔内部，同时中心套管的内侧嵌套设置有内衬封闭管，内衬封闭管的底端开口边缘处沿中心套管底端开口向外侧翻转并夹持固定设置于壁孔固定环上，从而中心套管滑动插入隧道壁孔中时，会同步顶压内衬封闭管，将内衬封闭管由中心套管内部翻转至外侧的隧道壁孔中，并且内衬封闭管为热固性树脂材质，加热后可以膨胀变形，在翻转的同时通过注入高温高压蒸汽对内衬封闭管进行加热充压，从而使其膨胀变形与隧道壁孔的内壁完全贴合，以封闭开孔和岩壁缝隙，相较于只通过水泥进行封堵，整体封堵效果更好，可以避免后续页岩气继续溢出。

技术特征：

1.一种隧道施工页岩气防控排放装置，包括有壁孔固定环(1)，所述壁孔固定环(1)的外侧环绕设置有多个固定支腿(101)，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述固定支腿(101)的外端连接设置有固定支脚(102)，所述固定支脚(102)的中间设置有固定螺栓(103)，所述固定支脚(102)通过固定螺栓(103)固定于隧道壁上，所述壁孔固定环(1)通过固定支腿(101)和固定支脚(102)固定于隧道壁孔外侧。

3.根据权利要求1所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述壁孔固定环(1)的顶面环绕设置有嵌合夹持槽(104)，所述夹持压环(3)的底面环绕连接设置有嵌合夹持环(301)，所述嵌合夹持环(301)与所述嵌合夹持槽(104)之间尺寸相互配合，所述壁孔固定环(1)和夹持压环(3)通过嵌合夹持环(301)与嵌合夹持槽(104)夹持固定所述内衬封闭管(6)的底端开口边缘处。

4.根据权利要求3所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述嵌合夹持槽(104)的外侧均匀环绕连接设置有多个夹持螺纹柱(105)，所述夹持螺纹柱(105)与所述壁孔固定环(1)固定连接，所述夹持螺纹柱(105)的外侧嵌套连接设置有螺纹紧固套(106)，所述夹持螺纹柱(105)与所述螺纹紧固套(106)螺纹连接，所述螺纹紧固套(106)的外侧连接设置有紧固把手(107)。

5.根据权利要求4所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述嵌合夹持环(301)的外侧均匀环绕连接设置有多个夹持连接套(302)，所述夹持连接套(302)与所述夹持螺纹柱(105)之间相互对应设置且尺寸相互配合，所述夹持压环(3)通过夹持连接套(302)和夹持螺纹柱(105)与壁孔固定环(1)相互连接。

6.根据权利要求1所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述中心滑套(4)的下方环绕设置有中心加热环(401)，所述中心加热环(401)的中间环绕设置有加热线圈(402)，所述中心套管(5)为金属材质，所述中心加热环(401)的下方环绕设置有环形冷却管(403)，所述环形冷却管(403)的中间均匀环绕设置有多个冷却喷口(404)，所述环形冷却管(403)的外端连接设置有冷却泵(405)，所述中心套管(5)嵌套设置于中心加热环(401)和环形冷却管(403)的内侧。

7.根据权利要求1所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述中心套管(5)的内侧嵌套滑动设置有压动活塞(7)，所述压动活塞(7)位于所述内衬封闭管(6)的上侧，所述压动活塞(7)的顶部中间连接设置有中心压杆(702)，所述封闭盖板(503)的中心处设置有导向滑套(505)，所述压动活塞(7)通过中心压杆(702)与导向滑套(505)滑动连接。

8.根据权利要求7所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述中心压杆(702)的顶端连接设置有压动连接架(8)，所述压动连接架(8)与所述滑动连接架(502)滑动连接，所述压动连接架(8)的中间设置有连接螺套(801)，所述连接螺套(801)的内侧嵌套设置有驱动螺杆(802)，所述驱动螺杆(802)的轴端连接设置有驱动电机(803)，所述驱动电机(803)与所述滑动连接架(502)固定连接。

9.根据权利要求7所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述中心套管(5)的侧壁顶端连接设置有抽气输送管(506)，所述抽气输送管(506)的中间设置有抽气电磁阀(507)，所述压动活塞(7)的中间设置有电磁调节阀(701)。

10.根据权利要求7所述的隧道施工页岩气防控排放装置，其特征在于，所述中心压杆(702)的内部设置有中心输送管(703)，所述中心输送管(703)的顶端设置有输送阀门(704)。

技术总结本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道施工页岩气防控排放装置，包括有壁孔固定环，所述壁孔固定环的外侧环绕设置有多个固定支腿，还包括：封闭气囊，环绕设置于所述壁孔固定环的下方，所述封闭气囊的外侧连接设置有气泵。本发明通过中心套管滑动插入隧道壁孔中，以顶压内衬封闭管，将内衬封闭管由中心套管内部翻转至外侧的隧道壁孔中，并且内衬封闭管为热固性树脂材质，加热后可以膨胀变形，在翻转的同时通过注入高温高压蒸汽对内衬封闭管进行加热充压，从而使其膨胀变形与隧道壁孔的内壁完全贴合，以封闭开孔和岩壁缝隙，相较于只通过水泥进行封堵，整体封堵效果更好，可以避免后续页岩气继续溢出。技术研发人员：陶新华,李有贵,杨勇,苏培东,朱贤钢,邱鹏,王时林,陆星好受保护的技术使用者：中铁交通投资集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15