孔口管的设计一般分为两种情况：有岩盘或水压力、流量不大的；高压、大流量的。一般应结合隧洞预灌浆处理的灌浆压力要求，对孔口管锚固系统进行设计。图5.2.3-1为一般水压时孔口管封闭装置设计情况，孔口管锚固系统有关参数确定如下：

1）钻孔直径为75～130mm。

2）套管直径为73～108mm，宜选用碳素钢。

图5.2.2-6　预灌浆处理局部布孔方案示意图

3）套管与钻孔孔壁之间的间隙由水泥浆或速凝灌浆材料充填。

4）孔内套管长度及锚固长度为1000～2000mm。

图5.2.3-1　一般水压时孔口管封闭装置

在富水地段，超前钻进过程中可能会出现高压力大流量涌水，这也是预灌浆工作的重点。遇此情况，须立即停钻对涌水段进行封闭灌浆处理。但是往往由于水压力很大，高压水可能通过钻杆中空部分、钻杆与钻孔间隙喷射，威胁到人、机的安全。因此，采用专门加工的高压水岩层钻孔封闭装置，它是专门解决在高压水地层地区安全钻孔、添加钻杆和灌浆的钻孔封闭装置，其基本结构示意图如图5.2.3-2所示。

该装置的作用有以下4点：

1）安全退出钻具：钻进时如突遇高压水，停止钻进，钻机推进器带动退出钻杆，则退出第一个连接套时，加压使3（液压内膨胀塞）膨胀，使之与钻杆抱死并密封，下掉第一根钻杆后，将推进器丝扣与第二根连接，松开液压内膨胀塞，退钻至第二个连接手重复以上工作，直至钻具全部退出灌浆密封系统。

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图5.2.3-2　高压、大流量时孔口管封闭装置基本结构示意图

2）安全下入注浆管：如采用循环式灌浆，通过此装置可将注浆管下入孔内，方法同1，反向步骤操作。

3）如进行纯压式灌浆，则退出钻杆后，封闭4（高压阀），在高压阀5上安装进浆高压管路。安装完毕后，打开高压阀5，进行灌注，灌注过程中高压阀4及6均为关闭状态。

4）为有效防止高压水从钻杆中空部分压出，还在钻杆上连接专用逆止单向连接手。

根据岩溶涌水情况分析，超前勘探钻进过程中有两种情况可能出现：一是未遇见大的出水裂隙，钻孔情况良好；二是遇突发涌水险情。因此超前勘探突遇涌水预防措施尤为重要。一般应采用专用孔口封闭装置解决此类难题。

（1）专用孔口封闭装置。该装置是将高压注浆塞与传统的孔口封闭器相结合设计的器具。该装置安装在先导孔或灌浆孔的孔口，钻孔时钻具穿过其中自由进行钻孔作业，可抵抗不小于10MPa的涌水压力，遇涌水时立即停止钻进，旋紧封闭螺母，关闭回水阀门，则可阻止地下水涌出。之后再接通灌浆管，又可立即将钻孔作业转换为灌浆施工（单液灌浆、双液灌浆均可），从而及时封堵涌水通道。

该装置装卸方便，承压能力达15MPa，可重复使用。

（2）YS型系列液（气）压高压灌浆塞。在一般地质条件下，即在岩层完整，细小裂隙下宜优先采用卡塞纯压式灌浆法。

YS型系列液（气）压灌浆塞及活塞式机械膨胀塞，适用于纯压式灌浆，前者主要优点是膨胀率高，封闭可靠，但价格较昂贵。后者的主要优点造价较低，适应地层能力强；缺点是膨胀率稍小。两者均可用在先导孔灌浆、压水及检查孔压水，YS型高压灌浆塞最大耐压能力可达30MPa，YS系列灌浆塞指标见表5.2.3-1。

表5.2.3-1　YS系列灌浆塞技术指标

（3）孔底逆止阀。为防止钻孔过程中遇到高压力、大流量涌水后，涌水发生返流喷出，造成事故，而且进行灌浆处理时钻杆无法提出，因此在钻杆与钻头间加接专用的孔底逆止阀。该装置不妨碍正常钻进施工，但遇岩溶涌水时可自动关闭。