灌浆管道设备和使用该设备为地下水井灌浆的方法

                           发明领域

本发明涉及一种用于地下水井的灌浆管道设备和一种灌浆方法， 其中混凝土被养护在一个钻孔的内壁上，用以防止已被污染的表层水 等物质流入水井中该水井被挖掘用于抽取可供使用的地下水。具体来 讲，本发明涉及一种用于地下水井的灌浆管道设备和一种使用该设备 的灌浆方法，其中通过将一个内护壁按照所需的深度插入该水井，然 后把欲养护的混凝土注入到指定区域处，从而将该内护壁建造在合适 的位置上，这样就可以防止表层污染物等流入该水井。

                        技术背景

一种用于抽取地下水的传统设备，如图1所示，包括：

一个具有大直径的外护壁1，该外护壁被安装用以防止风化岩石层 的塌陷，该外护壁的安装紧跟在使用一定直径的钻井机对从地球表面 至基岩层的部分进行钻探的过程之后；

一个内护壁3，该内护壁被安装用于防止表层水的流入，在所述外 护壁1的安装完成以后，并且接着将基岩层钻至溢流水舌被钻穿之后， 才进行该内护壁的安装；

一个过滤管18，该过滤管被安装在所述内护壁3下面有地下水流 动的某一位置处，用于防止泥土、沙子或其它物质的进入；

被注入并养护在内护壁3和水井内壁之间的空间内的混凝土，用 于防止泥土、沙子或其它物质的进入；

一个安装在所述内护壁3内部的水泵20；和，

一个升水管道22，该管道与所述水泵20相连，并且可供地下水可 以从其中流经。

所述水泵20通过一个高位传感器53和一个低位传感器54被开启 或关闭，这两个传感器皆被设置在所述升水管道22上。并且，所述内 护壁3的内部还设有一个水位测量杆34，用于在一定的深度范围内对 地下水位进行监测。

在这种传统技术中，很普遍的情况是，为了保证有足够的地下水 对缩减的水量进行补充，外护壁的插入深度很浅，只插入到了风化岩 石层的中部左右，但是该外护壁本应该被嵌入到基岩层的一定深度处。 甚至有些情况下会在外护层上故意加工一个孔，从而引导表层水流入。 另外，典型的水井一般不安装用于灌浆的内护壁，并且有时即使合成 树脂的内护壁被迫被装入水井中，用于防止表层水流入的灌浆过程在 大多数情况下也不会被实施。因此，在许多情况下，表层水都毫无阻 碍地流入了地下水的水井中，从而导致了对水井的污染。

更加普遍的情况是，一个内护壁被简单地插入一个预先钻好的水 井中，而没有灌浆过程。然而在这种方法中，经发现存在的问题是， 根本不可能防止由于表层水的渗透而造成的污染，这是因为内护壁的 插入深度不得不受到限制。

在另一个在挖掘地下水的过程中用于防止表层水渗透的传统的、 所谓的正规灌浆方法中，首先，将一个大直径的钻孔钻至基岩层的表 面处，以便于插入一个外护壁。然后，在将外护壁插入之后，将混凝 土注入外护壁的内部并进行养护，最后，继续向深处挖掘，直至接触 到地下水的溢流水舌，从而形成一个可以安装内护壁的小直径钻孔。 然而这种方法的不足之处在于经济上的低效，这是因为，根据本方法， 灌浆过程不得不在一个水井中可获得的地下水的精确总量未知的情况 下施行，从而导致初始挖掘费用过高。更加不足的地方是，如果地下 水的缩减量不能够保证被补充的话，那么带有被迫插入的内护壁的挖 掘出的孔就不得不在灌浆过程完成之后被放弃。

为了解决上述问题，有人推荐了另一种方法，其中首先将钻孔钻 至基岩层的上层，从而插入一个外护壁，然后，换用一个小直径的钻 头继续钻至地下水的溢流水舌处，最后，将混凝土灌入内护壁和钻孔 的内壁之间的环状空间内并进行养护，这一工序是为了防止表面水的 流入。

然而，这种方法的不足在于，很难从下部进行混凝土的灌注。即 便假设能够从下部灌注混凝土，因混凝土的泄漏而导致的地下水的污 染也是不可避免的。另外，如果在上部灌注混凝土，这种宽度大约为 50～60mm的狭窄的环状空间可能不能够完全被混凝土填实或捣实，这是 因为在中间深度上下将会产生遮蔽作用，这是混凝土的一种固有特性。 其结果是，期望于灌浆过程所能达到的最优效果就不能够被获得。另 一问题在于，由于该灌浆过程是在水位已经上升的情况下进行的，所 以混凝土就会经常因与内护壁和钻孔内壁之间存在的地下水相混合而 被稀释，因此使混凝土不能够凝固，或者很难使混凝土通过适当的聚 集而获得足够的强度。因此，当需要严格保证水的质量时，就必须重 复进行灌浆过程，例如两次或三次，其结果将会导致附加施工成本的 大幅度增加。

在另外一种方案中，只有在确定了地下水的潜在储量后才实施灌 浆过程，带有预先钻好的水井的基岩层中被填入了沙子，从溢流水舌 处填至一定高度处；然后，该区域被覆盖上粘土堆或木板，用于进行 防水密封；混凝土被从上部注入并进行养护；然后，继续挖掘至所述 粘土堆或木板所处的深度处；然后；最后，将一个内护壁插入。

然而，这种方法本身具有缺陷，这是因为如果内护壁的中轴线与 预钻钻孔的轴线不一致，那么该内护壁就不能被应用在该施工过程中， 从而导致开发中的损失。另外，如果被用于进行密封的材料不能够恰 当地发挥作用，那么混凝土就有可能被灌注到溢流水舌之内，并且将 该溢流水舌切掉。因此，可获得的水的质量就会明显下降。

除前述问题之外，传统方法的不足之处还在于，当使用钻井机械 钻出一个钻孔时，由于基岩层具有不同的组成成分，所以该钻孔就会 具有一定的弯曲度，这样该钻孔的中轴线就不能保持成直线，因此， 一个直线的内护壁就不能够被插入至所需的深度处，从而导致低劣的 灌浆效果。

传统方法更大的不足是，混凝土会混入溢流水舌中，从而污染地 下水或减少可获得的水量。这是因为，在这些方法中，挡板机构的可 靠性不能够充分保证以一种完美的方式将溢流水舌隔绝遮蔽起来，从 而防止接触到混凝土。

另一方面，如上所述的所有这些方法和设备的使用目前还只限于 大直径的地下水井，而乡村的房屋内、农场中以及其它小规模建筑物 中一般使用直径小于50mm的地下水井。就此而论，目前还没有一种适 用于挖掘这种小直径水井的灌浆方法和设备。并且，当使用传统的方 法和设备从这些小水井中抽取地下水时，常常会遇到意想不到的麻烦， 此时水的质量会以极快的速度恶化，或者将发现很难获得高质量的水。

                   对本发明的详细说明

本发明的产生是为了解决前面所述的问题。具体来讲，本发明的 目的是提供一种适用于地下水井的灌浆管道设备和一种灌浆方法，该 设备和方法能够使灌浆过程的实施更加轻而易举和经济有效。该目的 是通过以下措施达到的：在安装过程中使钻孔的中轴线与灌浆管道的 轴线相一致；保证钻孔具有理想的直径；防止液态的灰浆泄漏入水井， 此处所采用的预防措施是，通过采用高级的灌浆处理方法，很好地将 水井区域与灌浆区域隔离开，从而很好地防止表面污染物的进入。

为了实现前述目的，就一种用于地下水井的灌浆管道设备而言， 通过使用该设备，可以在钻孔中建造一个密封壁，用于防止污染的表 层水进入水井中，本发明包括：

一个内护壁，该内护壁上按规则的间距加工有波纹管，这就允许 该内护壁能够被插入到一个弯曲的钻孔之中；和

一个安装在所述内护壁下部的膨胀管，借助于该管，可以对钻孔 的内壁和内护壁之间的环状空间进行阻隔。

就一种用于地下水井的灌浆管道设备而言，通过使用该设备，可 以在钻孔中建造一个密封壁，用于防止污染的表层水进入水井中，本 发明包括：

一个内护壁，该内护壁上按规则的间距加工有波纹管，这就允许 该内护壁能够被插入到一个弯曲的钻孔之中；

一个安装在所述内护壁下部的大遮护板道，用于阻挡液态的灰浆；

一个沿所述遮护板道的周围安装的膨胀管，该管可用于对液态的 灰浆进行阻挡；

一个圆形保护板，该板的直径大于所述遮护板道的直径，并且被 设置在所述遮护板道的上部和下部，以防止膨胀管被破坏；

一个液态灰浆供应管，该管安装在所述内护壁和所述钻孔的内壁 之间，该管可供液态灰浆流过；和

一个压缩液体注入软管，通过该管，可以将一种压缩液体从最高 表面处供应至所述膨胀管处。

就一种用于地下水井的小直径的灌浆管道设备而言，该设备还可 被用作一个升水管道，通过使用该设备，可以在钻孔中建造一个密封 壁，用于防止污染的表层水进入一个小直径的水井中，本发明包括：

一个内护壁，该内护壁上按规则的间距加工有波纹管，这就允许 该内护壁能够被插入到一个弯曲的钻孔之中；

一个安装在所述内护壁下部的膨胀管，借助于该管，可以对钻孔 的内壁和内护壁之间的环状空间进行阻隔，从而将各个空间相互分开。

一个安装在所述内护壁内部的小直径的压力补偿平衡管；

就一种地下水井使用的装备有一个膨胀管的钻头引导装置而言， 本发明的特征在于：

所述引导装置，该装置的主体开始是等直径结构，然后其直径从 上部的某一点开始向下逐渐地、成比例地减小，从而形成一个倒圆锥 形，接着，该主体从某一高度处又开始成为等直径结构，从而形成该 主体的下部，这样，该引导装置的主体就形成了一个漏斗状；

一个膨胀管被沿所述引导装置的主体的周围安装，并且一个管道 卡箍被连接在上面用于固定；

数个球轴承沿周向被安装在所述引导装置的下部主体的周围，用 于在插入过程中始终保持恒定的环状空间，从而便于对膨胀管进行保 护和插入；

一对滑轮设置在所述引导装置的上部主体的两侧，这样，用于提 升该主体的钢丝绳就可以绕过这些滑轮延伸出来。

就一种为地下水井灌浆的方法而言，其中一个密封壁被安装在一 个钻孔中，用于防止表层污染物进入该钻孔，本方法包括：

第一步：在钻出一个穿过风化岩石层直至基岩层的大直径钻孔之 后，安装一个外护壁；

第二步：在继续钻出一个到达基岩层中的溢流水舌的小直径钻孔 之后，安装一个直径较所述外护壁小的内护壁；

第三步：使用一种遮蔽装置对所述内护壁和钻孔内壁之间的环状 空间进行阻隔，然后从下部将液态灰浆灌注入所述内护壁中，进行养 护处理。

就一种为地下水井灌浆的方法而言，其中一个密封壁被建造在一 个钻孔中，用于防止表层水中的污染物进入该钻孔，本方法包括：

第一步：在钻出一个穿过风化岩石层直至基岩层的大直径钻孔之 后，安装一个外护壁；

第二步：在基岩层的某一位置处将一个直径较所述外护壁小的内 护壁安装在该外护壁的内部，同时使用一种遮蔽装置对所述内护壁的 外圆周和钻孔内壁之间的环状空间在下部进行遮蔽或阻隔；

第三步：继续钻出一个到达基岩层中的溢流水舌的小直径钻孔， 从而获得基岩地下水；和

第四步：然后将液态灰浆灌注入所述内护壁中，从使用所述膨胀 管进行遮蔽的下部向上灌至表面处，并进行养护处理。

                      对附图的简要说明

图1是传统的地下水抽取设备的概括的剖视图。

图2是根据本发明的灌浆管道设备的概括的剖视图。

图3是根据本发明的第一个实施例中的内护壁的局部剖视图。

图4是根据本发明的第一个实施例中的内护壁的前视图。

图5是根据本发明的第一个实施例中的隔断部分的局部透视图。

图6是根据本发明的第二个实施例中的灌浆管道设备的概括的剖 视图。

图7是根据本发明的第二个实施例中的内护壁的局部剖视图。

图8是根据本发明的第二个实施例中的内护壁的前视图。

图9是根据本发明的第二个实施例中的连接部分的局部透视图。

图10是根据本发明的第二个实施例中的管道卡箍的展开透视图。

图11是根据本发明的第三个实施例中的灌浆管道设备的局部剖视 图。

图12是根据本发明的第三个实施例中的内护壁的局部剖视图。

图13是一个表示了第三个实施例中的内护壁的连接部分的零件分 解图，和表示了本发明的第三个实施例中的连接状态的一个局部剖视 图和一个透视图。

图14是根据本发明的第四个实施例中的用于地下水井的灌浆管道 设备的局部剖视图，该设备还可被用作一个升水管道。

图15是根据本发明的第四个实施例中的膨胀管的安装剖视图。

图16是根据本发明的第四个实施例中的止回阀的剖视图。

图17是根据本发明的第四个实施例中的止回阀的零件分解图。

图18是根据本发明的第五个实施例中的安装有一个钻头引导装置 的水井的视图，而该引导装置上带有一个用于地下水井的膨胀管。

图19是根据本发明的第五个实施例中的装备有膨胀管的用于地下 水井的钻头引导装置的剖视图。

                  对优选实施例的详细说明

根据本发明的采用了一种灌浆管道设备的地下水抽取设备的第一 个实施例如图2至5所示，该抽取设备包括：

一个外护壁1，该外护壁的安装位置从表面开始一直穿过风化岩石 层和基岩层的一部分；

一个内护壁3，该内护壁被安装在地下水附近，用于防止表层水的 流入，它与穿过风化岩石层和基岩层的钻孔的内壁之间有一定的空隙， 并且其上按照固定的间距加工有波纹管12，以便于将该内护壁插入弯 曲的钻孔中；

按照固定的间距安装在所述内护壁3的下部的轴承16；

一个安装在所述内护壁3下面的过滤管18，该过滤管用于过滤掉 地下水中的其它物质，并且其上按照固定的间距加工有波纹管12，以 便于将该过滤管插入弯曲的钻孔中；

一个井泵20，该井泵安装在所述内护壁3的内部，用于抽取地下 水；

一个升水管道22，该管道与所述井泵20相连，地下水可以经过该 管道流出地面；

一个膨胀管5，该膨胀管安装在所述内护壁3的下部的一个较小直 径部分14处；

一个橡胶管51，该橡皮管安装在所述膨胀管5的外圆周上，用于 保证所述膨胀管5和内护壁3的外周之间在膨胀之前的连接，并且在 膨胀时保证一致的膨胀；

一个压缩液体注入软管7，该软管从地面经过所述内护壁3的内部 或外部与所述膨胀管5相连接，用于将一种压缩液体供应至所述膨胀 管5处；

一个软盖盘24，该软盖盘安装在所述膨胀管5的上部，用于保护 所述膨胀管5免受混凝土的影响；和

一个液态灰浆供应管道26，该管道从地面经过所述内护壁3的内 部进行安装，用于将混凝土灌注入所述内护壁3和所述钻孔之间。

另外，当将一个压缩液体注入软管7安装在内护壁3的内部时， 一个用于切断该压缩液体注入软管7的切割刀片28、一个用于引导所 述切割刀片28的导槽30和一个切割部分56被连接在内护壁3的内壁 上，其中切割部分56上有一个用于在切割过程中对软管7进行支撑的 通孔67，然后，一条连接在切割刀片28上的拉绳32延伸出来，用于 将该装置拉回地面。

另外，如图3所示的所述轴承16被安装在所述内护壁3的外周上。

此外，一个上位传感器53和一个下位传感器54被安装在升水管 道22的预定位置处，这就使地下水能够在地下水位达到预定高度时被 抽取上来，并且一个水位测量杆34被安装在内护壁3的一侧。

下面将结合附图对根据本发明的第二个实施例进行清楚的说明， 其中与第一个实施例相同的组件将被省略掉。

图6至10表示了根据本发明的采用了一种灌浆管道设备的地下水 抽取设备，该抽取设备包括：

一个外护壁1；

一个内护壁3，该内护壁被安装在地下水附近，用于防止表层水的 流入，它与穿过风化岩石层和基岩层的钻孔的内壁之间有一定的空隙， 并且其上按照固定的间距加工有波纹管12，以便于将该内护壁插入弯 曲的钻孔中；

一个片簧18，该片簧被安装用于保持钻孔和内护壁3之间的固定 间距；

一个安装在所述内护壁3下面的过滤管18，该过滤管用于过滤掉 地下水中的其它物质，并且其上按照固定的间距加工有波纹管12，以 便于将该过滤管插入弯曲的钻孔中；

一个井泵20，该井泵安装在所述内护壁3的内部，用于抽取地下 水；

一个升水管道22，该管道与所述井泵20相连，地下水可以经过该 管道流出地面；

一个膨胀管5，该膨胀管安装在所述内护壁3的外周上；

一个保护性膨胀管57，该保护性膨胀管安装在内部膨胀管58的外 周上，用于使所述膨胀管5能够一致地进行膨胀，同时确保即使在井 的内壁上的突出部分处也能形成有效的遮蔽；

一个压缩液体注入软管7，该软管从地面经过所述内护壁3的内部 与所述膨胀管5相连接，用于将一种压缩液体供应至所述膨胀管5处；

一个软盖盘24，该软盖盘安装在所述膨胀管5的上部，用于保护 所述膨胀管5免受混凝土的影响；和

一个液态灰浆供应管道26，该管道从地面开始，被安装在所述内 护壁3和所述钻孔之间的空间内，用于输导将被灌注的混凝土。

此处，管道卡箍94将膨胀管5固定在了内护壁3的外周上，如图 10所示。

所述管道卡箍94由一个金属带加工而成，该金属带的一侧带有数 个孔口70，而另一侧带有一个与该金属带等宽的焊接金属片61以及一 些凸出部分78，这些凸出部分可以被插入孔口70内。

用于固定和连接膨胀管5的方法包括：

将管道卡箍94缠绕在膨胀管5的周围；

将金属片61上的凸出部分78插入金属带的孔口70内；和

使用一个固定卡钳60将金属片61和金属带之间的重叠部分进行 固定。

另外，每隔一定的间距，都有一个片簧82被安装在内护壁3的外 周上，该片簧被用于使内护壁3和钻孔内壁之间的空隙保持恒定，所 述片簧82呈向外张开的圆形，并且只在其下部进行固定和连接。

另外，如图9所示，本发明在内护壁3管道的两端还包括一个下 连接部分86和一个上连接部分85，用于将其它的内护壁3连接在所述 内护壁3上，从而将内护壁接长。

所述下连接部分86上加工有一些包括V形凹槽的切口部分87，并 且其直径大于上连接部分85的直径，和

所述上连接部分85的外周上加工有一些与所述切口部分87相对 应的垂直伸长的凸出部分90。

另外，下连接部分86上加工有一些孔89，同时在所述上连接部分 85的相应位置上也加工有相同数目的孔89。

在具有上述结构的内护壁管道的相互连接处，当进行组装连接时， 上部内护壁管道的上连接部分85被插入下部内护壁管道的下连接部分 86内，并且上连接部分85的外周上的凸出部分90被卡入下连接部分 86上的切口部分87内。然后，上连接部分85中的孔89与下连接部分 86中的孔89相对齐，使用螺栓进行固定后，两个内护壁管道就会被紧 紧地连接在一起。这样，该管道的延伸长度就可以根据深度的要求而 改变。

根据本发明，使用上述地下水灌浆管道设备进行施工的第一种方 法包括：

使用一个大直径的钻头挖掘出一个穿过风化岩石层和部分基岩层 的钻孔；和

在钻孔的内壁上安装一个外护壁1，用以防止风化岩石层的塌陷和 表层水中的污染物的流入。

所述外护壁1的安装完毕之后，用一个小直径的钻头代替大直径 的钻头，继续钻至地下水所流经的位置处。然后，将过滤管18插入并 安装在有地下水流动的位置处，然后将所述内护壁3插入所述过滤管18 的上部，准备安装。

此时，在安装在所述内护壁3下部的轴承16或片簧82的帮助下， 所述内护壁3可以很容易地被插入甚至弯曲的钻孔内，而不会刮擦内 壁或卡在内壁上。另外，通过这些按照固定的间距进行安装的轴承16 或片簧82，所述内护壁3可以与钻孔的内壁之间保持恒定的间距。

如果所述内护壁3被恰当地安装好，那么压缩流体就经过压缩流 体注入软管7被注入到安装在该内护壁3的下部外周上的膨胀管5内。 此时，膨胀管5在橡胶带51的作用下一致膨胀或者膨胀管5的内膨胀 管58与保护性膨胀管57一起进行一致地膨胀，被用作一个遮蔽盘。 这样，当压缩流体被注入所述膨胀管5之内时，内护壁3和钻孔内壁 之间的空隙就受到了密封。一旦这种第一种密封完成之后，液态灰浆 就通过液态灰浆供应管26流入。

根据本发明，使用上述地下水灌浆管道设备进行施工的第二种方 法包括：

使用一个大直径的钻头挖掘出一个穿过风化岩石层和部分基岩层 的钻孔；和

在钻孔的内壁上安装一个外护壁1，用以防止风化岩石层的塌陷和 已被污染的表层水的流入。

所述外护壁1的安装完毕之后，接着安装内护壁3，其中用于保护 地下水免受表层水的污染的膨胀管5被安装在内护壁3的下部外周上， 从而确保可靠的遮蔽。

然后，使用小直径的钻头将孔钻至基岩层中的地下水溢流水舌处。

当确定钻孔已经达到了基岩层中的地下水溢流水舌处时，就可以 进行养护处理，具体过程是将液态的灰浆从由膨胀管5形成了一个遮 蔽的内护壁的下部灌注入空隙中，一直向上灌注到表面。

此处，如图3所示，当内护壁3和钻孔之间的空隙很狭窄时，所 述液态灰浆供应管26就被一个普通直线管26-1所代替。该普通直线 管的安装方式与所述压缩流体供应管7的安装方式相同，也就是说， 该直线管穿过内护壁3的内部被连接在膨胀管5的上部。在连接部分 的下部与拉绳32相连的切割刀片28以及用于引导所述切割刀片28的 运动的导槽30被安装在内护壁3的内壁上，这样，在混凝土的养护处 理过程结束之后，就可以将管道26-1切断。

此时，由于液态的混凝土通过液态灰浆供应管26进行供应，并且 它将存在于内护壁3和钻孔之间的污染的表层水向上推向表面，所以 污染的表层水不会被混入。并且，由于避免了过桥作用，该作用使液 态混凝土不能够被填实的产生，所以可以获得更好的养护效果。另外， 由于软盖盘24或者包括内膨胀管58和保护性膨胀管57被安装在了膨 胀管5的上部，所以由液态混凝土的灌注而引起的对膨胀管5的破坏 就可以被预先阻止。

然后，当通过将液态混凝土注入内护壁3和钻孔内壁之间的空隙 中的养护处理完成之后，就可以通过拉动拉绳32将压缩流体注入软管 7切断。另外，对于直线管26-1作为一个液态灰浆供应管26被安装在 内护壁3内部的情况而言，则通过拉动所述拉绳32将直线管26-1切 断。并且将已切断的压缩流体注入软管7和液态灰浆供应管26从内护 壁3的内部收回。

当如上所述的施工过程完成之后，最后将升水管道22和井泵20 安装在内护壁3的内部，这样就可以泵取地下水了。

在如图12所示的根据本发明的第三个实施例中，首先，使用一个 大直径的钻头一直钻至基岩层内的某一深度处，该钻头与这种情况下 用来钻风化岩石层的钻头相同，这是为了防止污染的表层水渗入钻孔 的内壁中。然后，使用一个小直径的钻头继续钻至地下水的溢流水舌 处，并且安装上一个带有波纹管12的内护壁3。

内护壁3的下部设有一个具有一定长度的遮护板55。并且，该管 的上部和下部分别设有一个上部保护圆板36和一个下部保护圆板38， 这两个圆板的直径均大于遮护板55的直径。该遮护板55的外周上设 置有一个膨胀管5。该膨胀管5受到上部保护圆板36和下部保护圆板 38的保护，这两个圆板分别被设置在遮护板55的上部和下部，用以防 止在将内护壁管道插入钻孔时造成破坏。另外，下部保护圆板38的外 周上有一个轴承16，在内护壁3被插入时，该轴承16被用作一个引导 件。从采用了沿内护壁的外周按一定的间距布置的片簧的结构中可以 看出，该片簧使内护壁3和钻孔内壁之间的距离保持恒定，这样，即 使在弯曲的钻孔中，灌注的混凝土的厚度也可以保持恒定。

另外，与第一个实施例一样，上部保护圆板36和膨胀管5之间设 有一个软盖盘24，并且膨胀管5的外部设有一个橡胶带51，用以保护 膨胀管5，并使膨胀管5能够一致地进行膨胀。

与第一个实施例一样，一个用于将压缩流体注入膨胀管5的压缩 流体注入软管7通过内护壁3的外侧被连接在膨胀管5上，并且一个 软管26被设置在内护壁3和大直径钻孔内壁之间。

作为另一个实施例，如图11所示，压缩流体注入软管7通过内护 壁3的外侧被连接在膨胀管5上，其中膨胀管5的进口的加工过程如 下：在内护壁3的主体上部分地沿垂直方向开一个切口，将与内护壁3 的材料相同的压缩流体注入软管7插入该切口部分中，最后对软管7 进行焊接固定。然后，一个用于连接该压缩流体注入软管7的连接件13 与该进口的一端相连接。该压缩流体注入软管7的外侧有一个沿软管7 延伸的螺旋弹簧71，用以使该软管7免受外部撞击的损伤。此外，一 个用于灌注混凝土的液态灰浆供应管26被设置在内护壁3和大直径钻 孔的内壁之间。

具有上述结构的本发明的运作过程如下所述。首先，使用一个大 直径的钻头使钻孔穿过风化岩石层并达到基岩层内的一定深度处，此 处可以避免污染的表层水的流入。然后使用小直径的钻头将孔从该深 度处继续下钻，直至地下水的溢流水舌被钻穿。然后，一个过滤管18 被放置在地下水溢流水舌附近，并且安装有遮护板55等的内护壁3被 插入至一定深度处，在此处，下部保护圆板38悬在大直径钻孔的下端 上，然后压缩流体通过注入软管7被注入到膨胀管5中，这样膨胀管5 发生膨胀，从而隔断上部空间和下部空间。

此处，遮护板55和大直径钻头钻出的钻孔内壁之间的间距十分小， 这就使膨胀管5的膨胀速率也较小，从而在膨胀过程中膨胀管5几乎 不会受到损伤。当液态的混凝土通过液态灰浆供应管26被注入时，混 凝土的一部分负荷被上部保护圆板36分散开，这样就减小了施加在膨 胀管5上的负荷，从而保证了膨胀管5的安全。养护在内护壁3和钻 孔之间的混凝土壁逐渐达到一定的密实度，从而获得完好的密封效果。

另外，当使用水泥、尿烷或环氧基树脂作为压缩流体注入膨胀管5 时，可以通过快速养护获得初步的密封效果，从而获得稳定的密封性 能，用以抵抗接下来灌注入的混凝土产生的负荷。

此外，对于如图13所示的内护壁的一种连接而言，该连接方式采 用了一种可以根据井深而对管道的延伸长度进行调整的结构，具体实 施方法是，用一个密封垫99包住一个上部周边圆环96和一个与该圆 环96相对的下部周边环圆环97，这两个圆环是分别通过将一个内护壁 3的上连接部分和另一个内护壁3的下连接部分垂直向外弯曲加工成 的，这是为了加工出平整的连接表面，并且使用一对具有 形截面 的半圆形耦合件98包住上部周边圆环96和下部周边环圆环97，并使 二者相互配合。

如上所述，当灌浆过程完成后，就可以将一个水泵管道和一个井 泵20插入内护壁3中，从而开始抽取地下水。

此外，图14是根据本发明的第四个实施例中的用于地下水井的一 种灌浆和泵水管道设备的剖视图。图15是根据本发明的第四个实施例 中的安装有膨胀管的部分的剖视图。图16是根据本发明的第四个实施 例中的一个止回阀的剖视图。图17是根据本发明的第四个实施例中的 一个止回阀的透视图。如图所示，本发明的第四个实施例与本发明的 第二个实施例具有类似的结构，因此下面将在第二个实施例的基础上 对不同部分进行说明。

根据本发明的用于泵水和灌浆的管道包括一个外护壁1、一个内护 壁3、一个片簧82、一个膨胀管5、一个压缩流体注入软管7、一个盖 盘24和一个液态灰浆供应管26。其结构特征与第二个实施例基本相同， 不同之处如下所述。当通过一个螺纹连接部分63对内护壁3进行连接 延长时，该螺纹部分被加工成圆螺纹形状，以便于连接。通过将一个 连接附件装置62安装在内护壁3的最顶端，一个地面上的水泵就可以 直接与灌浆和泵水管道相连接。

一个连接附件装置62的一个顶端内加工有阴螺纹，同时内护壁3 内设有一个压力补偿平衡管68，当使用不同材料的软管时，一个摆59 被悬挂在压力补偿平衡管68的最低部分处，以便于进行设置。一个过 滤桶64被安装在管道的上部，该过滤桶64在其下端具有一个平衡管 的止回阀72，这样，当空气进入平衡管68时，就可以防止污染物流入 水井。一个安装有流量调节阀66的反注入管65被设置在平衡管的止 回阀72和一个连接附件装置62之间，并且与水泵的出口侧相连接。

另外，如图16和17所示，在内护壁的最低端被向内弯曲之后， 一个密封圈被安装在下部，同时一个开口77被加工用于使地下水流过。 一个中空滑杆75被设置在上部，密封圈被安装在下部，该杆与压力补 偿平衡管68相连接，并且在下部安装有一个中空的止回阀阀座21，以 便于与压力补偿平衡管68相连接，该止回阀阀座21在上侧和下侧与 压力补偿平衡管68相连接。

另外，一个带有圆柱形导管74的中空圆盘形止回阀圆板69被插 入，用以覆盖止回阀阀座21。止回阀圆板69的下表面和止回阀阀座21 的上表面紧密接触。并且止回阀圆板69的圆柱形导管74上部受到一 个覆盖在压力补偿平衡管68上的弹簧84所产生的弹性力的作用。

根据本发明，一种使用如上所述的用于小直径地下水井的灌浆和 泵水管道的施工方法包括：一个如上所述的灌浆工序、一个在液态灰 浆凝固之后通过管道连接附件在内护壁3的上端将泵管道连接到连接 附件装置62上的连接工序、一个安装平衡管的止回阀72的安装工序、 一个通过使用一个处于管道连接附件上部的压力补偿平衡管68的连接 端口将压力补偿平衡管68安装至井底附近的安装工序，和一个将流量 调节阀66和反注入管65以及升水泵相连接的连接工序。

当水被注入升水泵的转子外壳中，并且接着在流量调节阀66处于 关闭状态的情况下对反注入管65进行加压，以便于在每一项施工工作 完成后抽取地下水时，地下水在内护壁3中从自然水位向上运动，而 压力补偿平衡管68从自然水位向下移动，从而避免在内护壁3中产生 过大的负压。

当地下水井较浅时，空气就有可能流入该水井，从而由于升水泵 吸入了空气而导致泵水过程无法进行。为了解决这一问题，当井中的 水位达到自然水位时，此时升水泵处于刚开始运转的停止状态，通过 压力补偿平衡管68将一定量的地下水从升水泵注入到水井的下部，同 时在反注入管65上的流量调节阀66全开之后，逐渐将该反注入管65 上的流量调节阀66关闭。因此，空气可以连续地流入水井中，从而避 免空气堵塞在升水泵中，并从而在通过溢流水舌流入泵的地下水和通 过反注入管65流入水井下部的地下水之间形成一个恒定的平衡，这样， 在小直径的水井中，水泵可以进行良好的工作，而不会受到短时间的 控制操作的妨碍。

当泵停止运转时，水位开始下降。水位的过度下降会使泵重新运 转时失去泵水功能。用于防止水位过度下降的处于灌浆管道下端的止 回阀76可以防止灌浆管道中的地下水的泄漏，这是因为当泵停止时， 在压力补偿平衡管68和摆的重力、灌浆管道内的水的重力以及弹簧84 的弹力的作用下，止回阀座70与止回阀圆板69紧密接触。填充在内 护壁3中的地下水可以使泵很容易地被再次起动。

此外，当止回阀76发生故障时，可以将管道连接附件的上部拆开， 将压力补偿平衡管68拔出，从而将止回阀座70和止回阀圆板69拉出， 这样就可以方便地进行维修工作。

下面，将结合附图对本发明的第五个实施例进行详细说明。图18 是装备有用于地下水井的钻头引导装置的水井的剖视图，其中该引导 装置上安装有根据本发明的第五个实施例的膨胀管。图19是用于地下 水井的钻头引导装置的剖视图，该引导装置上安装有根据本发明的第 五个实施例的膨胀管。在下文关于本发明的说明中，凡是没有进行说 明的部分都与第一个实施例中的相应部分具有相同的结构。

如图所示，引导装置的上部分33的内直径与灌浆管道相同，以便 于与灌浆管道的连接。该内直径从上端的某一位置开始向下逐渐成比 例地减小，从而形成一个倒圆锥形的上部。接着，从某一位置开始， 又形成一个等内径结构的引导装置的下部分35，这样就形成了一个具 有漏斗状截面的引导装置的主体31。此处，引导装置的下部分35的内 直径稍大于小直径钻头的直径。

此外，为压缩流体注入软管7所设置的孔17被从引导装置的主体 31的内部加工至该引导装置的上部分33的外圆周表面处。另外，膨胀 管5被置于引导装置的主体31的外圆周表面上，并且通过一个管道卡 箍94进行固定。该膨胀管5包括加工为一体的一个外部软膨胀管和一 个内部硬膨胀管，这样，当膨胀管5膨胀时，即使在地下水井的内壁 十分粗糙的情况下，也可以获得良好的水密性能，同时获得稳定的膨 胀力。

另外，一个轴承16被安装在所述引导装置的下部分35的圆周表 面上，用于在插入过程中始终保持恒定的环状空间，从而保护膨胀管5 免受地下水井的内壁的破坏，同时便于它的插入。滑轮93被分别安装 在引导装置的上部分33的两侧，这样，钢丝绳92就可以延伸出来， 并且通过滑轮93对引导装置的主体31进行提升。引导装置的上部分33 处设有一个引导环37，用于防止钢丝绳92从滑轮93上脱落。

现在，将对本发明的一种运作过程进行说明。本发明中的引导装 置的主体31在大直径的井中与灌浆管道相连接，该井延伸至基岩层界 线处，该界线在对大直径的地下水井进行初步挖掘时被达到。然后使 钢丝拉绳92穿过滑轮93，并被向下放至该大直径钻孔的底部。在这种 情况下，引导装置的上部分33的直径与所述灌浆管道的外直径相等， 这样，灌浆管道就可以被组装或焊接在引导装置的主体31上。

当将灌浆管道和引导装置的主体31插入该地下水井之后，压缩流 体就被注入膨胀管5中，该膨胀管5在灌浆管道的最下端被安装在引 导装置的主体31上，从而使膨胀管5发生膨胀。在整个膨胀过程中， 大直径钻孔的中心与引导装置的主体31的中心始终保持一致，并且在 膨胀管5的膨胀力的作用下，可以在膨胀管5和地下水井的内壁之间 获得稳定的压缩效果。

其结果是，由于膨胀管5的膨胀密封作用，就可以阻止地球表面 的污染的表面水的流入，而是使其上升至一定的水位。然后换用一个 小直径的钻头继续钻出一个小直径的钻孔，一直钻至发现基岩层的地 下水溢流水舌为止。此处，小直径的钻头穿过灌浆管道的内部抵达引 导装置的主体31的顶端，并且该钻头沿引导装置的主体31内的一个 斜坡恰处于中心位置处。一定长度的下部圆柱形部分90在挖掘过程的 初期被用作小直径钻头的一个引导管，以便于使挖掘稳定进行。

另外，在膨胀管5和井内壁之间的压缩力的作用下，灌浆管道在 挖掘过程中可以受到牢靠的固定，这样，即使在有高压的压缩气体存 在的情况下，挖掘过程也可以稳定地进行，而不会产生任何不必要的 振动。

在挖掘过程中，当地下水的溢流水舌被发现时，就可以将插入在 引导装置的上部分33中的钢丝绳92的一端松开，并通过滑轮93拉动 其另外一端，从而将该钢丝绳92拉出。然后，在将液态灰浆从下部灌 入并完成养护处理之后，挖掘过程即告结束。

在未能发现基岩层的地下水溢流水舌的情况下，膨胀管5中的压 缩流体的压力被泄掉，从而使膨胀管5恢复原始形状。然后，通过将 与灌浆管道连在一起的钢丝绳92的两端同时向上拉，就可以方便地将 灌浆管道和引导装置的主体31拉出。

当使用具有较小直径的钻头引导装置代替与灌浆管道等直径的钻 头引导装置时，在将初始挖掘过程的中心固定之后，就可以将小直径 的灌浆管道插入，然后将液态灰浆注入灌浆管道的外圆周表面与地下 水井的内壁之间。此处，为了防止液态灰浆的泄漏，一个圆盘形的环 件39被焊接在灌浆管道的最下端上，并且在该环件下面，一个O形密 封圈83被紧密地插入在灌浆管道的外圆周表面上，从而与该圆盘形的 环件39相接触。

当具有上述结构的灌浆管道被插入到该地下水井使用的钻头引导 装置中时，O形密封圈83被附着在圆锥形引导装置中的斜坡88的中间 高度处，同时圆盘形的环件39对O形密封圈83进行支撑，从而在灌 浆管道的重力的作用下形成一个紧密的密封，从而防止液态灰浆的泄 漏。

如上所述，根据本发明的用于地下水并的灌浆管道设备和灌浆方 法还可以带来以下效果。这些效果是，即使在弯曲的钻孔中，内护壁 也可以被插入到理想深度处，同时不会发生阻塞，从而提高了灌浆的 可靠性，并且通过膨胀管的膨胀可以获得稳定可靠的密封，从而使灌 浆过程更加完美，同时防止地下水的污染以及地下水溢流水舌的堵塞。 无论对于已挖掘好的地面井还是对于正在挖掘中的地下水井而言，都 可以方便地实施该灌浆过程。

另外，除上述效果之外，根据本发明的用于地下水井的小直径的 灌浆管道还可被用作一个泵水管道。并且，还可以避免地面上污染的 表层水流入小直径的地下水井中，这样就可以获得清洁的地下水，同 时可以使灌浆工作的施行既经济又方便。

另外，本发明建造了一个没有裂缝的固态灌浆防水壁，这样，除 了可以防止污染的表层水的流入之外，还可以使因灌浆管道的中心和 正在挖掘中的大直径的地下水井的中心不一致而引起的问题得以解 决。通过将灌浆管道和引导装置的主体连接为一体，就可以在没有污 染的表层水流入的情况下将井挖掘至基岩层中的地下水溢流水舌处， 并且在因未能发现地下水溢流水舌而准备收工时，可以方便地将已插 入的灌浆管道和引导装置的主体从井中拔出。