一种桩基成孔钻遇岩溶的处理方法及封堵结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种桩基成孔钻遇岩溶的处理方法及封堵结构，在孔内溶洞位置预先回填一部分岩屑，然后使化学浆液水玻璃与砼中的水泥发生快速化学反应，加速其硬化过程，同时利用大体积的物体及网状联接物形成交联结构，对硬化过程中的砼产生一定的保护和牵拉固定作用，使砼在孔桩内溶洞及其外围较小范围内充填并快速形成硬化固结体，形成封堵效果。本发明的适于混凝土灌注桩桩基成孔中，钻遇岩溶水流速较高的岩溶管道或孔桩侧壁发育较大溶洞，采用混凝土灌注超方严重的条件下使用。
【专利说明】
-种巧基成孔钻遇岩溶的处理方法及封堵结构
技术领域
[0001] 本发明设及一种用于粧基在可溶岩地层成孔施工中，钻遇大流速管道型岩溶或孔 粧周边发育深大溶桐时进行封堵处理的一种技术，属于粧基施工溶桐封堵成孔技术领域。
【背景技术】
[0002] 我国西南地区岩溶极其发育。在岩溶地区市政领域粧基成孔中，目前大量采用旋 挖钻成孔技术。旋挖钻在钻遇岩溶时，会出现掉钻、塌孔等，现场通常采用灌注混凝±进行 处理。但在钻遇大流速岩溶管道或较大溶桐时，灌注的混凝±往往超方严重，造成成本增 加，如图1和图2所示。
[0003] 目前在岩溶地区粧基成孔过程中钻遇岩溶时，主要采用混凝±封堵法、钢护筒封 隔法，W及在堵漏止水方面应用的模袋灌浆法和化学灌浆法。对大流速岩溶管道或较大溶 桐，使用混凝±封堵法往往灌注量超方严重，成本较大且效果较差;对钢护筒封隔法由于钢 护筒无法回收且现场施工工艺复杂，使用并不多见;模袋灌浆对±工布袋的缝合、现场灌浆 设备及工艺均有一定要求，另外模袋对水泥浆液在溶桐中的体积外扩存在制约，旋挖钻在 钻穿该段固结体后，其密封性及强度均较难得到保障，管道水可通过结石体与缝壁之间的 间隙继续流向粧体，造成灌注混凝±时发生离析;化学灌浆法施工工艺较复杂，对浆液凝固 时间控制要求高，且化灌材料多对环境存在污染。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于为了解决现有技术中旋挖钻成孔时存在的问题，提供一种粧基 成孔钻遇岩溶的处理方法及封堵结构。
[0005] 本发明是运样实现的：在孔内溶桐位置预先回填一部分岩屑，然后使化学浆液水 玻璃与抢中的水泥发生快速化学反应，加速其硬化过程，同时利用大体积的物体及网状联 接物形成交联结构，对硬化过程中的抢产生一定的保护和牵拉固定作用，使抢在孔粧内溶 桐及其外围较小范围内充填并快速形成硬化固结体，形成封堵效果。
[0006] 该方法包括如下步骤： 步骤1:将若干个装满20%浓度的水玻璃的塑料壶，用塑料绳将各塑料壶口进行串联在 一起，并装入网状针织袋，并封口扎住，形成溶桐封堵组合体； 步骤2:将孔口挖粧产生的岩屑及碎块石使用旋挖钻回填至孔内； 步骤3:在孔内回填碎屑体逐步下沉至溶桐顶板位置时，通过抢累向孔内累入抢； 步骤4:待孔内抢面下沉至溶桐顶部W上Im高度处时，将溶桐封堵组合体放入到孔内抢 面； 步骤5:下入旋挖钻至相应位置，利用旋挖钻的钻头将溶桐封堵组合体进行垂直捣破， 并同时旋转钻头进行揽拌混合； 步骤6:观测孔内的抢面是否下降或直接漏失； 步骤7:若抢面10分钟内未出现明显下降，则等待0.5小时后直接继续钻穿该段封堵层， 并往下部钻;若抢面出现缓慢下降，则继续累入抢;若出现明显下降并塌至溶桐底板，则重 复步骤3、4、5。
[0007] 本发明采用的溶桐封堵结构是运样的：它是由两个W上的塑料壶用塑料绳将壶口 绑扎串联在一起并装入网状针织袋中形成的溶桐封堵组合体，塑料壶中装满20%浓度的水 玻璃。
[0008] 本发明的适用条件:混凝±灌注粧粧基成孔中，钻遇岩溶水流速较高的岩溶管道 或孔粧侧壁发育较大溶桐，采用混凝±灌注超方严重的条件下使用。
[0009] 本发明的优点：（1)利用前期挖粧过程中产生的岩屑及岩块体进行回填，在岩溶管 道及溶桐底部形成沉淀或堆积，减少了粧基开挖废渣的生产，同时也减少了后期抢的灌注 量；（2)在孔底破碎装有水玻璃的物体，使其与抢中的水泥浆液在孔内发生化学反应，形成 固结体，减少了管道水流对浆液的冲刷流失量；（3)在回填开挖岩屑于桐底沉积的基础上， 水玻璃-抢在混合固结过程中，对孔粧溶桐外围一定范围形成充填，有利于孔粧侧壁的封隔 止水;（4)主要材料及设备均取之于现场，施工方便，使用成本低，满足市政工程工期紧张的 要求;（5)原材料均无毒性，对环境友好。
【附图说明】
[0010] 图1展示了现有技术实施时因孔壁周边发育大型溶桐，灌抢漏失严重； 图2展示了现有技术实施时因地下岩溶管道水冲刷带走抢； 图3展示了本发明的溶桐封堵组合体的材料组成及组合示意简图； 图4展示了本发明实施的原理:抢固化聚结呈巨块状形成封堵作用； 图5展示了本发明实施时:累入抢发生漏失，继续灌注超方严重； 图6展示了本发明实施时：回填孔粧开挖产生的岩屑及岩块体至桐顶 图7展示了本发明实施时：回填料发生沉降后，累入抢至桐顶上2m; 图8展示了本发明实施时:下入封堵组合体； 图9展示了本发明实施时:旋挖钻破坏封堵组合体、浆液外泄； 图10展示了本发明实施时:累送抢至孔内，水玻璃与抢发生速凝，并与编织袋、塑料壶 发生胶结，硬化形成块体； 图11展示了本发明实施时:钻穿溶桐段的硬化固结体，继续钻进成孔； 附图标记说明：1-水玻璃，2-塑料壶，3-塑料绳，4-针织袋，5-大型溶桐，6-孔，7-抢，8- 抢累，9-岩屑及岩块石，10-旋挖钻，11-溶桐封堵组合体，12-岩溶管道。
【具体实施方式】
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0012] 如图3所示，本发明的实施需要使用到一种溶桐封堵组合体11，该溶桐封堵组合体 11是由=个塑料壶2用塑料绳3将壶口绑扎串联在一起并装入网状针织袋4中形成的，塑料 壶2中装满20%浓度的水玻璃1(化20-115102)(说明：即将水玻璃浓度4086，模数为2.4进行 稀释）。
[0013] 本发明主要基于W下原理实现孔粧溶桐封堵： (1) 将前期挖粧过程中产生的岩屑及岩块石9回填至孔6内一定高度，其在岩溶管道12 或大型溶桐5底部形成沉淀堆积，在管道水流作用下，会分散至孔粧外围附近。该过程形成 初次回填封堵。
[0014] (2)水玻璃1与抢7中的水泥浆液发生化学反应，产生速凝效果，抢7硬化速度极快。 可对散体状态的抢7产生胶结"成块"作用。抢7块体对管道水流具有抗冲刷作用，且体积越 大沉积充填作用越好。由于呈块体及流体状的抢7量极大，迅速充填与底部及溶桐周边。
[0015] 水玻璃与水泥浆液水化析出的氮氧化巧发生W下化学反应：
(2) 破碎的塑料壶2及针织袋4在抢7加速胶结过程中，由于自身包裹其中，可对各抢7的 胶结块体继续形成嵌固交联作用，有利于形成更大块体;同时由于塑料壶2自身具有一定的 不规则形状，可在溶桐狭窄端口形成嵌固，减缓浆液的流失速度。网状针织袋4也具有类似 的作用。
[0016] (3)由于水玻璃1为液态，具有较好的流动性，在塑料壶如皮坏过程中发生泄流，可 对溶桐孔壁、回填碎渣及后续累入的抢7均具有一定粘接固化作用；由于水玻璃1量大且流 散程度好，有利于逐步形成更大块体的抢块体。
[0017] (4)形成的抢7块体越大，管道水作用或其自身重力作用对其移位难度越大，可逐 渐在孔6内溶桐位置及其外围小范围形成巨大块体，并最终在孔粧溶桐段形成封堵。如图4 所示。
[0018] 本发明首先利用挖粧产生的岩屑回填形成初步回填封堵，然后利用水玻璃1与抢7 中水泥浆液发生化学反应产生快速硬化，胶结成块，同时继续与材料组成中的其他塑料壶2 及针织袋4发生物理交联作用，形成更大块体进而最终封堵孔内溶桐。
[0019] 本发明实施时，施工工艺如下： (1)当发现粧基成孔施工中，发生如图5所示的累入抢发生漏失，继续灌注超方严重的 情况下，准备若干个装满20%浓度水玻璃1的塑料壶2，用塑料绳3将各塑料壶2的壶口 口进行 串联在一起，并装入网状针织袋4,并封口扎住，形成溶桐封堵组合体11，如图3所示。
[0020] (2)首先将孔口挖粧产生的岩屑及碎块石9使用旋挖钻10回填至孔内，高度控制在 距离溶桐桐口 W上，如图6所示。
[0021] (3)在孔内回填碎屑体逐步下沉至溶桐顶板位置时，通过抢累8向孔内累入抢7,其 高度控制在距离溶桐顶部W上2m，如图7所示。
[0022] (4)待孔内抢面下沉至溶桐顶部W上Im高度处时，将装有水玻璃1的塑料壶2的网 状针织袋4放入到孔6内抢面，累送抢7至孔6内，水玻璃1与抢7发生速凝，并于针织袋4、塑料 壶2发生胶结，硬化形成块体，如图8、图10所示。
[0023] (5)下入旋挖钻10至相应位置，利用旋挖钻10钻头将溶桐封堵组合体11进行垂直 捣破，并同时旋转钻头进行揽拌混合，约5分钟后起钻，如图9所示。
[0024] (6)观测孔6内的抢面是否下降或直接漏失； (7)若10分钟内未出现明显下降，则等待0.5小时(根据水玻璃与水泥的固结硬化时间 确定)后可直接继续钻穿该段封堵层，并往下部钻，如图11所示;若抢面出现缓慢下降，可继 续累入抢7至孔6内溶桐顶部W上2m;若出现明显下降并塌至溶桐底板，此时可重复上述 (3)、（4)、（5)步骤。
[0025]当然，W上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同 替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种粧基成孔钻遇岩溶的处理方法，其特征在于:在孔内溶洞位置预先回填一部分 岩肩，然后使化学浆液水玻璃与砼中的水泥发生快速化学反应，加速其硬化过程，同时利用 大体积的物体及网状联接物形成交联结构，对硬化过程中的砼产生一定的保护和牵拉固定 作用，使砼在孔粧内溶洞及其外围较小范围内充填并快速形成硬化固结体，形成封堵效果。2. 根据权利要求2所述的粧基成孔钻遇岩溶的处理方法，其特征在于该方法包括如下 步骤： 步骤1:将若干个装满20%浓度的水玻璃（1)的塑料壶(2 )，用塑料绳(3 )将各塑料壶口进 行串联在一起，并装入网状针织袋(4)，并封口扎住，形成溶洞封堵组合体(11); 步骤2:将孔口挖粧产生的岩肩及碎块石(9)使用旋挖钻(10)回填至孔(6)内； 步骤3:在孔(6)内回填碎肩体逐步下沉至溶洞顶板位置时，通过砼栗(8)向孔(6)内栗 入砼(7); 步骤4:待孔(6)内砼面下沉至溶洞顶部以上lm高度处时，将溶洞封堵组合体（11)放入 到孔(6)内砼面； 步骤5:下入旋挖钻（10)至相应位置，利用旋挖钻（10)的钻头将溶洞封堵组合体（11)进 行垂直捣破，并同时旋转钻头进行搅拌混合； 步骤6:观测孔(6)内的砼面是否下降或直接漏失； 步骤7:若砼面10分钟内未出现明显下降，则等待0.5小时后直接继续钻穿该段封堵层， 并往下部钻;若砼面出现缓慢下降，则继续栗入砼;若出现明显下降并塌至溶洞底板，则重 复步骤3、4、5。3. -种用于粧基成孔钻遇岩溶处理的溶洞封堵结构，其特征在于：它是由两个以上的 塑料壶(2)用塑料绳(3)将壶口绑扎串联在一起并装入网状针织袋(4)中形成的溶洞封堵组 合体(11)，塑料壶(2 )中装满20%浓度的水玻璃（1)。
【文档编号】E02D17/18GK106013177SQ201610335653
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】刘浩
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司