適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構的製作方法

2023-07-17 11:30:21 1

專利名稱:適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構，它是在溶洞區（1）的上方設置灌漿廊道或平洞（2），在灌漿廊道或平洞（2）向溶洞區（1）布設鑽孔（3），鑽孔（3）的下端位於溶洞區（1）中，將鑽孔（3）所在範圍劃分為置換進口區（4）和置換出口區（5）；實施時在置換進口區（4）的鑽孔（3）中高壓注入質量比為0.5:1的摻砂水泥漿，將溶洞充填全部或大部分從置換出口區（5）的鑽孔（3）中擠出，待凝24h～36h後再採取常規水泥灌漿方法進行灌注。本實用新型可解決喀斯特地區的中小型充填型溶洞等地質缺陷地段的灌漿問題，具有方法簡單、能大幅度提高施工期、費用低、效果顯著、能保證灌漿質量等優點。
【專利說明】適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及喀斯特巖溶地質處理方法，具體涉及一種適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構。

【背景技術】
[0002]喀斯特地形是指具有溶蝕力的水對可溶性巖石進行溶蝕等作用所形成的地表和地下形態的總稱。水以溶蝕作用為主，還包括流水的衝蝕、淺蝕，以及坍陷等機械侵蝕過程。
[0003]在喀斯特地區修建水利水電工程，其水庫喀斯特滲漏是主要工程問題之一，選用合適且有效的防滲方案關係到水庫能否正常蓄水。目前喀斯特地區防滲灌漿處理工程以水泥灌漿為主。在灌漿施工過程中，經常會遇到大大小小的充填粘土、砂質粘土的溶洞，採用常規的灌漿方法達不到設計要求。現行規範(DL/T5148-2012)中雖然充填型溶洞灌漿有專門要求，即可採用高壓灌漿、高壓旋噴灌漿、低壓，濃漿，限流，限量，間歇等工程措施，但在實際施工過程中這些方法往往存在施工期長、費用高、防滲效果較差等缺點。
[0004]當灌漿孔遇到粘土、砂質粘土等充填的溶洞時，經常出現塌孔、卡鑽、埋鑽、串孔漏漿等問題，除了吸漿量非常大外，還嚴重影響施工進度及施工質量，雖然採用常用灌漿措施處理有一定效果，但是當重新施工至該溶洞段後，其施工用水往往又將其性狀惡化，又不得不重複進行灌漿，如此往復多次，造成了灌漿材料的極大浪費，且還達不到理想的處理效果O
[0005]因此，對於該類地質缺陷的處理，現有技術中依然沒有理想的技術方案。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在於為解決現有技術中對喀斯特巖溶地區的工程防滲灌漿處理的問題，提供一種適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構。
[0007]本實用新型的技術方案是這樣的:
[0008]它採用了這樣一種灌漿結構:在溶洞區的上方設置灌漿廊道或平洞，在灌漿廊道或平洞向溶洞區布設鑽孔，鑽孔的下端位於溶洞區中，將鑽孔所在範圍劃分為置換進口區和置換出口區；在區域內的鑽孔的孔口處安裝有孔口密封器。鑽孔的孔距為2?2.5m。灌漿時，在置換進口區的鑽孔中高壓注入質量比為0.5:1的摻砂水泥漿，將溶洞充填全部或大部分從置換出口區的鑽孔中擠出，待凝24h?36h後再採取常規水泥灌漿方法進行灌注。
[0009]具體的，該群孔置換灌漿方法包括如下步驟:
[0010]I)利用灌漿孔、先導孔(一般為灌漿先導孔或I序灌漿孔)或物探手段查明溶洞區中溶洞的發育規模、充填物的性質、頂底板孔深高程；
[0011]2)將溶洞區內所有灌漿孔按設計要求的灌漿次序施工至溶洞頂板以上I?2m後，再鑽入溶洞底板以下完整基巖I?2m ;
[0012]3 )確定置換進口區和置換出口區，並確定可作為置換進口區和置換出口區的鑽孔的灌漿孔，然後在所有鑽孔的孔口處安裝孔口密封器，其中置換出口區的鑽孔上的孔口密封器上的閥門處於打開狀態；
[0013]也就是將現有的灌漿孔作為置換灌漿的鑽孔，而可以不用進行二次鑽孔。但並非所有的已有的灌漿孔都能作為本實用新型的置換灌漿的鑽孔，確定置換進口區和置換出口區的鑽孔的原則是:
[0014]當溶洞發育為水平或近水平方向時，溶洞區內的灌漿孔均可作為置換進口區和置換出口區的鑽孔；
[0015]當溶洞發育為傾斜方向時，溶洞區內低高程的灌漿孔作為置換進口區的鑽孔。
[0016]4)將高壓砂漿泵上的高壓膠管與置換進口區的孔口密封器相連，並加壓向孔內注入水灰比為0.5:1水泥漿，灌漿壓力控制在4?6MPa ；
[0017]5)當置換出口區的鑽孔孔口出現溶洞充填物時，置換進口區的鑽孔內注入物調整為摻砂水泥楽，摻砂比(水泥重量比)為10%、20%、30%三級，且按從小至大逐級向水泥楽內摻入；
[0018]6)當置換出口區的鑽孔孔口出現水泥漿時，暫停置換操作；將置換出口區的鑽孔上的孔口密封器閥門關閉後再繼續灌注摻砂水泥漿，直至進口鑽孔注入率不大於5L/min即可結束置換，並待凝36h?48h ;
[0019]7)達到待凝時間後，對溶洞區內按常規灌漿方法按次序進行補強灌漿，直到通過該溶洞灌段。
[0020]採用本實用新型在喀斯特地區粘土及砂質粘土充填的溶洞地段進行灌漿時，合理利用灌漿孔(不增加工程量)置換溶洞充填物，能快速有效地達到設計要求，同時也能大幅度提高施工工效和減少灌漿材料浪費。本實用新型的高壓置換灌漿方法是針對高度小於5m的充填型溶洞的一種快速、經濟、高效的灌漿處理技術，具有方法簡單(使用現場灌漿設備和作業人員，不需要增加特殊施工設備和特種作業人員)、能大幅度提高施工期、費用低、效果顯著、能保證灌漿質量等優點。
[0021]本實用新型以一種全新的思路，以簡單、高效的方式解決了喀斯特地區的中小型充填型溶洞等地質缺陷地段的灌漿問題。

【附圖說明】

[0022]圖1為本實用新型的群孔置換灌漿平面結構示意圖；
[0023]圖2為圖1中的A-A剖面示意圖。
[0024]附圖標記說明:1-溶洞區，2-灌漿廊道或平洞，3-鑽孔，4-置換進口區，5-置換出口區。

【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0026]看圖1和圖2，其中圖1展示了本實用新型的這種灌漿結構的平面示意圖，而圖2展示了圖1中的A-A剖面示意圖，從圖2中可以看到，該溶洞區I的發育方向近似於水平方向，略向右下方傾斜，本實用新型是在溶洞區I的上方設置灌漿廊道或平洞2，在灌漿廊道或平洞2向溶洞區I布設鑽孔3，可利用前一個工序中已鑽好的I序灌漿孔作為鑽孔3，鑽孔3的下端位於溶洞區I中；確定了鑽孔3後，將鑽孔3所在範圍劃分為置換進口區4和置換出口區5。
[0027]圖2中左邊部分為置換出口區5，右邊部分為置換進口區4，而從圖2中可以看到，右邊的置換進口區4的溶洞高程比左邊要低，因此將右邊作為置換進口區4，這樣比較利用右邊灌入的水泥漿將左邊部分溶洞內的充填物從左邊部分的鑽孔3中完全擠出；另外，在鑽孔3的孔口處安裝有孔口密封器，這樣將置換進口區4的鑽孔3的孔口封閉，而在置換出口區5的孔口敞開，這樣水泥漿在高壓作用下，在溶洞中只能從置換進口區4向置換出口區5的方向流動，最終將溶洞中的充填物從置換出口區5的鑽孔3的孔口擠出。
[0028]從圖1中可以看到，鑽孔3在溶洞區I的發育範圍內均勻布置，根據溶洞區I的發育範圍選擇梅花形布置或如圖1所示的兩排交錯布置，優選的，鑽孔3的孔距為2?2.5m。
[0029]實施例1:
[0030]某水電站下平洞帷幕灌漿試驗區的充填型溶洞，充填物主要為粘土，易出現多孔相通(串水、串漿)現象，多孔經過多次復灌均無法達到設計要求，採用本實用新型的方法進行處理，處理完成後經灌漿檢查孔檢查即可滿足設計要求。
[0031]當然，以上只是本實用新型的具體應用範例，本實用新型還有其他的實施方式，凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構，其特徵在於:在溶洞區(I)的上方設置灌漿廊道或平洞(2 )，在灌漿廊道或平洞(2 )向溶洞區(I)布設鑽孔(3 )，鑽孔(3 )的下端位於溶洞區(I)中，將鑽孔(3)所在範圍劃分為置換進口區(4)和置換出口區(5);在所有鑽孔(3)的孔口處安裝有孔口密封器。2.根據權利要求1所述的適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構，其特徵在於:鑽孔(3)的孔距為2?2.5mο3.根據權利要求2所述的適用於喀斯特地區的群孔置換灌漿結構，其特徵在於:確定置換進口區(4)和置換出口區(5)的鑽孔(3)的原則是:當溶洞發育為水平或近水平方向時，溶洞區(I)內的灌漿孔均可作為置換進口區(4 )和置換出口區(5 )的鑽孔(3 ); 當溶洞發育為傾斜方向時，溶洞區(I)內低高程的灌漿孔作為置換進口區(4)的鑽孔
【文檔編號】E02D15-04GK204266222SQ201420723176
【發明者】屈昌華, 郭維祥, 餘波, 朱代強, 昝廷東 [申請人]中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司