深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種砂層地質(zhì)條件下溶洞注漿施工設(shè)備及注漿施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在巖溶地段注漿通常采用鉆桿直接注漿或成孔后將鉆桿拔出下一次性塑料管注漿、封孔的施工工藝。但是，在巖溶灰?guī)r上直接覆蓋深厚砂層的地質(zhì)條件下，使用該方法成孔后可將砂層和溶洞連通，拔出鉆桿后上層砂石將跟隨鉆孔通道進(jìn)入溶洞，同時(shí)在注漿過(guò)程中無(wú)法監(jiān)控到施工過(guò)程中的進(jìn)漿、返漿、壓力等一系列施工參數(shù)、指標(biāo)等以判定是否達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法判定溶洞是否得到有效填充，容易發(fā)生巖溶塌陷，造成人員、財(cái)產(chǎn)損失，甚至造成極大的社會(huì)影響。
[0003]因此，為避免上述問(wèn)題發(fā)生，有必要在傳統(tǒng)施工基礎(chǔ)上對(duì)注漿系統(tǒng)及施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，提供一種深厚砂層覆蓋下巖溶注漿系統(tǒng)及施工方法，該方法不僅避免了砂石漏失，同時(shí)解決了注漿量不足和過(guò)量等問(wèn)題，消除了傳統(tǒng)工藝在該地層中施工存在的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備及施工方法，以避免砂石流失、注漿量不足和過(guò)量，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足。
[0005]本發(fā)明的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備為:水泥罐、制漿系統(tǒng)和注漿機(jī)通過(guò)進(jìn)漿管路連接，通過(guò)回漿管路連接泥漿回收系統(tǒng)；灌漿系統(tǒng)包含灌漿記錄儀和止?jié){塞，其中灌漿記錄儀分別連接流量計(jì)和壓力計(jì)，止?jié){塞放入溶洞頂板處，止?jié){塞內(nèi)含有灌漿針管。
[0006]流量計(jì)分別設(shè)置在注漿管路和回漿管路。
[0007]壓力計(jì)設(shè)置在回漿管路上。
[0008]本發(fā)明的深厚砂層覆蓋下巖溶注漿施工方法，包括以下步驟:第一步，安裝水泥罐、制漿系統(tǒng)及泥漿回收系統(tǒng)；第二步，外套管鉆孔施工至盡可能靠近基巖面；第三步，內(nèi)鋼套管鉆進(jìn)至基巖內(nèi)不小于0.5m;第四步，基巖內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度；第五步，安裝灌漿系統(tǒng)，包括注漿機(jī)、進(jìn)漿管路、流量計(jì)、灌漿記錄儀、止?jié){塞、回漿管路、壓力計(jì)；止?jié){塞下放到溶洞頂板位置，止?jié){塞灌漿針管插入溶洞內(nèi)，穩(wěn)住管路，往止?jié){塞內(nèi)注水打壓，使止?jié){塞膨脹，固定在溶洞頂板上；第六步，啟動(dòng)注漿機(jī)和灌漿記錄儀，將水泥漿液壓送入溶洞，注漿壓力0.3-0.5Mpa，達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)后停止灌漿，封孔。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:(I)跟管設(shè)備跟管至巖層后，避免砂石漏失，可消除傳統(tǒng)工藝在該地層中施工存在的風(fēng)險(xiǎn)；(2)通過(guò)灌漿記錄儀+止?jié){塞控制進(jìn)漿、返漿、壓力等一系列施工參數(shù)和指標(biāo)，使溶洞得到有效填充，避免發(fā)生塌陷；(3)避免漿液過(guò)量，增加成槽難度的同時(shí)造成浪費(fèi)；(4)可有效解決溶洞內(nèi)、溶洞間通道無(wú)法填滿的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0010]附圖1為本發(fā)明的注漿系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖； 附圖2為本發(fā)明施工工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0012]本發(fā)明的注漿系統(tǒng)設(shè)備連接如圖1所示，水泥罐1、制漿系統(tǒng)2和注漿機(jī)9通過(guò)進(jìn)漿管路3連接，通過(guò)回漿管路7連接泥漿回收系統(tǒng)；灌漿系統(tǒng)包含灌漿記錄儀5和止?jié){塞6，其中灌漿記錄儀5分別連接流量計(jì)4和壓力計(jì)11，止?jié){塞6放入溶洞8頂板處，止?jié){塞6內(nèi)含有灌漿針管。
[0013]流量計(jì)4分別設(shè)置在注漿管路和回漿管路。
[0014]壓力計(jì)11設(shè)置在回漿管路上。
[0015]本發(fā)明的深厚砂層覆蓋下巖溶注漿施工方法，如圖2所示意，包括以下步驟:第一步:安裝水泥罐1、制漿系統(tǒng)2及泥漿回收系統(tǒng)10 ;第二步:外套管(PVC管)鉆孔施工至盡可能靠近基巖面；第三步:內(nèi)鋼套管鉆進(jìn)至基巖內(nèi)不小于0.5m ;第四步:基巖內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度；第五步:安裝灌漿系統(tǒng)，包括注漿機(jī)、進(jìn)漿管路3、流量計(jì)4、灌漿記錄儀5、止?jié){塞6、回漿管路7、壓力計(jì)11 ;止?jié){塞6下放到溶洞8頂板位置，止?jié){塞6灌漿針管插入溶洞8內(nèi)，穩(wěn)住管路，往止?jié){塞6內(nèi)注水打壓，使止?jié){塞6膨脹，固定在溶洞8頂板上。第六步:啟動(dòng)注漿機(jī)9和灌漿記錄儀5，將水泥漿液壓送入溶洞8，達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)后停止灌漿，封孔。
[0016]上述施工中，地連墻墻底或粧底鉆孔注漿，采用跳槽式布孔。
[0017]采用鉆機(jī)將鉆桿打至地面以下28m，將鉆桿拔出后下入外套管(PVC管)。外套管(PVC管)下入盡可能靠近基巖面，防止鋼套管抱住，在外管內(nèi)采用鉆機(jī)將鋼套管打至基巖面以下不小于0.5m，將鋼套管留置在基巖中。
[0018]在鋼套管內(nèi)繼續(xù)用鉆機(jī)將鉆桿打至基巖面以下15m (或底部溶洞下lm)，將鉆桿拔出。
[0019]孔內(nèi)注漿止?jié){塞安裝:1)分段式灌漿:將止?jié){塞沿著鉆孔位置下入最底部溶洞上方約2m進(jìn)行溶洞灌漿；2)全孔一次灌漿:鉆探出來(lái)的溶洞間巖層小于2m，則直接下在巖層厚度超過(guò)2m的部位進(jìn)行灌漿。
[0020]現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置集中拌漿系統(tǒng)，高速攪拌機(jī)每次拌漿量為0.4m3，攪拌時(shí)間大于30s，拌漿采用1:1、0.8:1、0.6:1三種漿液，其中1:1的漿液拌制1.2 m3；0.8:1的漿液配置1.2 m3；之后所有的漿液都采用0.6:1。
[0021]灌漿流量?jī)x記錄注漿:連通注漿管，將注漿管道與流量?jī)x進(jìn)行連接好，開(kāi)始灌漿，灌漿全部完成，拔出止?jié){塞，拔出鋼套管。I)分段式灌漿:底部溶洞灌漿漿完成后，將止?jié){塞提至上部溶洞繼續(xù)灌漿；2)全孔一次灌漿:無(wú)需上提止?jié){塞，直接灌漿終孔后封孔。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備，其特征是，水泥罐(I)、制漿系統(tǒng)(2)和注漿機(jī)(9)通過(guò)進(jìn)漿管路(3)連接，通過(guò)回漿管路(7)連接泥漿回收系統(tǒng)；灌漿系統(tǒng)包含灌漿記錄儀(5)和止楽塞(6)，其中灌楽記錄儀(5)分別連接流量計(jì)(4)和壓力計(jì)(11)，止楽塞(6 )放入溶洞(8 )頂板處，止?jié){塞(6 )內(nèi)含有灌漿針管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備，其特征是，流量計(jì)(4)分別設(shè)置在注漿管路和回漿管路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備，其特征是，壓力計(jì)(11)設(shè)置在回漿管路上。4.一種深厚砂層覆蓋下溶洞注漿施工方法，其特征是，包括以下步驟:第一步，安裝水泥罐(1)、制漿系統(tǒng)(2)及泥漿回收系統(tǒng)(10);第二步，外套管鉆孔施工至盡可能靠近基巖面；第三步，內(nèi)鋼套管鉆進(jìn)至基巖內(nèi)不小于0.5m ;第四步，基巖內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度；第五步，安裝灌漿系統(tǒng)，包括注漿機(jī)(9)、進(jìn)漿管路(3)、流量計(jì)(4)、灌漿記錄儀(5)、止?jié){塞￠)、回漿管路(7)、壓力計(jì)(11);止?jié){塞(6)下放到溶洞⑶頂板位置，止?jié){塞(6)灌漿針管插入溶洞(8)內(nèi)，穩(wěn)住管路，往止?jié){塞￠)內(nèi)注水打壓，使止?jié){塞(6)膨脹，固定在溶洞(8)頂板上；第六步，啟動(dòng)注漿機(jī)(9)和灌漿記錄儀(5)，將水泥漿液壓送入溶洞(8)，注漿壓力0.3-0.5Mpa，達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)后停止灌漿，封孔。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿施工方法，其特征是，所述的灌漿水灰比采用1:1、0.8:1、0.6:1逐級(jí)變漿，1:1的漿液拌制1.2m3；0.8:l的漿液配置1.2 m3;之后所有的漿液都采用0.6:1。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿施工方法，其特征是，所述的灌漿壓力采取表壓力控制，表壓力控制在0.5Mpa。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿施工方法，其特征是，所述的終漿標(biāo)準(zhǔn)為:在0.5Mpa壓力下，灌漿孔段注入率不大于1.0L/min時(shí)，繼續(xù)灌注30min后結(jié)束灌漿作業(yè)；或者鄰孔有濃漿液返出，結(jié)束灌漿作業(yè)；或者止?jié){塞壓力達(dá)到1MPa以上時(shí)，仍有濃漿液從注漿孔套管內(nèi)、外返出，結(jié)束灌漿作業(yè)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的深厚砂層覆蓋下溶洞注漿施工方法，其特征是，所述的鉆孔深度為基巖以下10~15m。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種深厚砂層覆蓋下溶洞注漿系統(tǒng)設(shè)備及注漿施工方法，其中系統(tǒng)設(shè)備為：水泥罐（1）、制漿系統(tǒng)（2）和注漿機(jī)（9）通過(guò)進(jìn)漿管路（3）連接，通過(guò)回漿管路（7）連接泥漿回收系統(tǒng)；灌漿系統(tǒng)包含灌漿記錄儀（5）和止?jié){塞（6），其中灌漿記錄儀（5）分別連接流量計(jì)（4）和壓力計(jì)（11），止?jié){塞（6）放入溶洞（8）頂板處，止?jié){塞（6）內(nèi)含有灌漿針管。注漿施工方法為：第一步，安裝水泥罐、制漿系統(tǒng)及泥漿回收系統(tǒng)；第二步，外套管鉆孔施工至盡可能靠近基巖面；第三步，內(nèi)鋼套管鉆進(jìn)至基巖內(nèi)不小于0.5m；第四步，基巖內(nèi)鉆孔至設(shè)計(jì)深度；第五步，安裝灌漿系統(tǒng)；第六步，將水泥漿液壓入溶洞，達(dá)到終漿標(biāo)準(zhǔn)后停止灌漿，封孔。
【IPC分類】E02D15/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105019458
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510455609
【發(fā)明人】鐘世華, 羅柳, 彭亮, 賀彬, 余嘉勤, 張愛(ài)品, 劉新明, 胡喜峰
【申請(qǐng)人】中鐵五局（集團(tuán)）有限公司, 中鐵五局集團(tuán)第二工程有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日