專利名稱:適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)，它是在溶洞區(qū)（1）的上方設(shè)置灌漿廊道或平洞（2），在灌漿廊道或平洞（2）向溶洞區(qū)（1）布設(shè)鉆孔（3），鉆孔（3）的下端位于溶洞區(qū)（1）中，將鉆孔（3）所在范圍劃分為置換進口區(qū)（4）和置換出口區(qū)（5）；實施時在置換進口區(qū)（4）的鉆孔（3）中高壓注入質(zhì)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(qū)（5）的鉆孔（3）中擠出，待凝24h～36h后再采取常規(guī)水泥灌漿方法進行灌注。本實用新型可解決喀斯特地區(qū)的中小型充填型溶洞等地質(zhì)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(zhì)量等優(yōu)點。
【專利說明】適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及喀斯特巖溶地質(zhì)處理方法，具體涉及一種適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[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(tài)的總稱。水以溶蝕作用為主，還包括流水的沖蝕、淺蝕，以及坍陷等機械侵蝕過程。
[0003]在喀斯特地區(qū)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(guān)系到水庫能否正常蓄水。目前喀斯特地區(qū)防滲灌漿處理工程以水泥灌漿為主。在灌漿施工過程中，經(jīng)常會遇到大大小小的充填粘土、砂質(zhì)粘土的溶洞，采用常規(guī)的灌漿方法達不到設(shè)計要求。現(xiàn)行規(guī)范(DL/T5148-2012)中雖然充填型溶洞灌漿有專門要求，即可采用高壓灌漿、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(zhì)粘土等充填的溶洞時，經(jīng)常出現(xiàn)塌孔、卡鉆、埋鉆、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(zhì)量，雖然采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后，其施工用水往往又將其性狀惡化，又不得不重復(fù)進行灌漿，如此往復(fù)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，對于該類地質(zhì)缺陷的處理，現(xiàn)有技術(shù)中依然沒有理想的技術(shù)方案。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)中對喀斯特巖溶地區(qū)的工程防滲灌漿處理的問題，提供一種適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是這樣的:
[0008]它采用了這樣一種灌漿結(jié)構(gòu):在溶洞區(qū)的上方設(shè)置灌漿廊道或平洞，在灌漿廊道或平洞向溶洞區(qū)布設(shè)鉆孔，鉆孔的下端位于溶洞區(qū)中，將鉆孔所在范圍劃分為置換進口區(qū)和置換出口區(qū)；在區(qū)域內(nèi)的鉆孔的孔口處安裝有孔口密封器。鉆孔的孔距為2?2.5m。灌漿時，在置換進口區(qū)的鉆孔中高壓注入質(zhì)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(qū)的鉆孔中擠出，待凝24h?36h后再采取常規(guī)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(dǎo)孔(一般為灌漿先導(dǎo)孔或I序灌漿孔)或物探手段查明溶洞區(qū)中溶洞的發(fā)育規(guī)模、充填物的性質(zhì)、頂?shù)装蹇咨罡叱蹋?br> [0011]2)將溶洞區(qū)內(nèi)所有灌漿孔按設(shè)計要求的灌漿次序施工至溶洞頂板以上I?2m后，再鉆入溶洞底板以下完整基巖I?2m ;
[0012]3 )確定置換進口區(qū)和置換出口區(qū)，并確定可作為置換進口區(qū)和置換出口區(qū)的鉆孔的灌漿孔，然后在所有鉆孔的孔口處安裝孔口密封器，其中置換出口區(qū)的鉆孔上的孔口密封器上的閥門處于打開狀態(tài)；
[0013]也就是將現(xiàn)有的灌漿孔作為置換灌漿的鉆孔，而可以不用進行二次鉆孔。但并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鉆孔，確定置換進口區(qū)和置換出口區(qū)的鉆孔的原則是:
[0014]當溶洞發(fā)育為水平或近水平方向時，溶洞區(qū)內(nèi)的灌漿孔均可作為置換進口區(qū)和置換出口區(qū)的鉆孔；
[0015]當溶洞發(fā)育為傾斜方向時，溶洞區(qū)內(nèi)低高程的灌漿孔作為置換進口區(qū)的鉆孔。
[0016]4)將高壓砂漿泵上的高壓膠管與置換進口區(qū)的孔口密封器相連，并加壓向孔內(nèi)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(qū)的鉆孔孔口出現(xiàn)溶洞充填物時，置換進口區(qū)的鉆孔內(nèi)注入物調(diào)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(nèi)摻入；
[0018]6)當置換出口區(qū)的鉆孔孔口出現(xiàn)水泥漿時，暫停置換操作；將置換出口區(qū)的鉆孔上的孔口密封器閥門關(guān)閉后再繼續(xù)灌注摻砂水泥漿，直至進口鉆孔注入率不大于5L/min即可結(jié)束置換，并待凝36h?48h ;
[0019]7)達到待凝時間后，對溶洞區(qū)內(nèi)按常規(guī)灌漿方法按次序進行補強灌漿，直到通過該溶洞灌段。
[0020]采用本實用新型在喀斯特地區(qū)粘土及砂質(zhì)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(shè)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于5m的充填型溶洞的一種快速、經(jīng)濟、高效的灌漿處理技術(shù)，具有方法簡單(使用現(xiàn)場灌漿設(shè)備和作業(yè)人員，不需要增加特殊施工設(shè)備和特種作業(yè)人員)、能大幅度提高施工期、費用低、效果顯著、能保證灌漿質(zhì)量等優(yōu)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(qū)的中小型充填型溶洞等地質(zhì)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(jié)構(gòu)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(qū)，2-灌漿廊道或平洞，3-鉆孔，4-置換進口區(qū)，5-置換出口區(qū)。

【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)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(jié)構(gòu)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(qū)I的發(fā)育方向近似于水平方向，略向右下方傾斜，本實用新型是在溶洞區(qū)I的上方設(shè)置灌漿廊道或平洞2，在灌漿廊道或平洞2向溶洞區(qū)I布設(shè)鉆孔3，可利用前一個工序中已鉆好的I序灌漿孔作為鉆孔3，鉆孔3的下端位于溶洞區(qū)I中；確定了鉆孔3后，將鉆孔3所在范圍劃分為置換進口區(qū)4和置換出口區(qū)5。
[0027]圖2中左邊部分為置換出口區(qū)5，右邊部分為置換進口區(qū)4，而從圖2中可以看到，右邊的置換進口區(qū)4的溶洞高程比左邊要低，因此將右邊作為置換進口區(qū)4，這樣比較利用右邊灌入的水泥漿將左邊部分溶洞內(nèi)的充填物從左邊部分的鉆孔3中完全擠出；另外，在鉆孔3的孔口處安裝有孔口密封器，這樣將置換進口區(qū)4的鉆孔3的孔口封閉，而在置換出口區(qū)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(qū)4向置換出口區(qū)5的方向流動，最終將溶洞中的充填物從置換出口區(qū)5的鉆孔3的孔口擠出。
[0028]從圖1中可以看到，鉆孔3在溶洞區(qū)I的發(fā)育范圍內(nèi)均勻布置，根據(jù)溶洞區(qū)I的發(fā)育范圍選擇梅花形布置或如圖1所示的兩排交錯布置，優(yōu)選的，鉆孔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(qū)的充填型溶洞，充填物主要為粘土，易出現(xiàn)多孔相通(串水、串漿)現(xiàn)象，多孔經(jīng)過多次復(fù)灌均無法達到設(shè)計要求，采用本實用新型的方法進行處理，處理完成后經(jīng)灌漿檢查孔檢查即可滿足設(shè)計要求。
[0031]當然，以上只是本實用新型的具體應(yīng)用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)，其特征在于:在溶洞區(qū)(I)的上方設(shè)置灌漿廊道或平洞(2 )，在灌漿廊道或平洞(2 )向溶洞區(qū)(I)布設(shè)鉆孔(3 )，鉆孔(3 )的下端位于溶洞區(qū)(I)中，將鉆孔(3)所在范圍劃分為置換進口區(qū)(4)和置換出口區(qū)(5);在所有鉆孔(3)的孔口處安裝有孔口密封器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)，其特征在于:鉆孔(3)的孔距為2?2.5mο3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于喀斯特地區(qū)的群孔置換灌漿結(jié)構(gòu)，其特征在于:確定置換進口區(qū)(4)和置換出口區(qū)(5)的鉆孔(3)的原則是:當溶洞發(fā)育為水平或近水平方向時，溶洞區(qū)(I)內(nèi)的灌漿孔均可作為置換進口區(qū)(4 )和置換出口區(qū)(5 )的鉆孔(3 ); 當溶洞發(fā)育為傾斜方向時，溶洞區(qū)(I)內(nèi)低高程的灌漿孔作為置換進口區(qū)(4)的鉆孔
【文檔編號】E02D15-04GK204266222SQ201420723176
【發(fā)明者】屈昌華, 郭維祥, 余波, 朱代強, 昝廷東 [申請人]中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司