一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，该方法包括以下步骤：布置常规灌浆孔→布置加密孔→布置探测孔→扩孔→骨料灌注→灌浆。该方法首先通过常规灌浆孔来判断灌浆区域的类型，然后分别开设加密孔和探测孔判断岩溶管道上下游方向及灌浆轴线上的分布范围，然后通过调整灌浆孔的孔径大小，回填干骨料，并在灌注过程中间歇性的灌注水泥砂浆，以达到形成帷幕灌浆幕体的效果，相较于传统的帷幕灌浆方法具有耗材少、工程量小、工时短的优点，能大幅提高施工质量及施工进度，有效控制工程投资。
【专利说明】一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利水电工程【技术领域】，具体涉及一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法。
【背景技术】
[0002]在水利水电工程中为了减少建筑物地基的渗流量、降低渗透压力、保证地基的渗透稳定，通常需要进行帷幕灌浆。而水力资源丰富的地区，大多处于石灰岩溶发育地区，要想成功地利用开发水力资源，首要的条件是必须解决好防渗帷幕灌浆。岩溶区帷幕灌浆的实质就是利用浆液充填各种节理裂隙、孔隙、孔洞和岩溶洞穴，形成连续的阻水帷幕，从而起到固结、粘合、防渗，提高承载强度和抗变形能力以及传递应力等的作用。
[0003]而对于岩溶管道发育的地区，地下溶洞较大，岩石透水性受岩溶、断层、裂隙等影响，并因岩溶、断层、裂隙的不均匀分布表现出透水性的不均一性，防渗条件较为复杂。若采用常规的防渗帷幕灌浆手段，即灌注水泥砂浆，因为水泥砂浆流动性较大，所以灌浆量相较于其他地形来说会多很多，同时为了减少灌浆量又必须待凝一段时间后再进行灌注，因此工程量很大，且需耗费较长时间，严重影响施工质量及施工进度，并大大增加工程投资。
[0004]目前，岩溶区帷幕灌浆的机制主要包括渗透灌浆、压密灌浆及劈裂灌浆，即表现在浆液在裂缝内扩散、流动、填充、压密和加固补强的过程。岩溶地区帷幕灌浆的施工多采用小口径金钢石钻头钻进、孔口封闭、孔内循环、不冲洗、不待凝的高压水泥灌浆法。现如今的研究认为，灌浆压力越大，浆液在一定裂缝或孔隙系统里运行距离(即充填范围)就会越大。但使用的压力过大，就会使浆流串到不需要的地方，造成浪费，另外，高压力易使岩体遭受破坏，影响其上的建筑物。
[0005]显然，现有的帷幕灌浆施工方法并不适用于岩溶区，需要提供一种新的帷幕灌浆方法来解决上述问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于:提供一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，以解决现有技术中岩溶地区进行帷幕灌浆时所存在的成本高、工程量大、耗时长和施工质量及进度差的问题。
[0007]本发明是通过如下技术方案予以实现的:
[0008]一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，该方法包括以下步骤:
[0009]I)布置常规灌浆孔:在需进行帷幕灌浆的中心局域确定帷幕灌浆轴线，沿帷幕灌浆轴线钻出三个间隔布置灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，通过钻孔和灌浆过程的变化判断区域类型；
[0010]2)布置加密孔:在帷幕灌浆轴线上开设加密孔al和加密孔a2，加密孔al设置在灌浆孔Al和灌浆孔A2之间，加密孔a2设置在灌浆孔A2和灌浆孔A3之间；[0011]3)布置探测孔:在帷幕灌浆轴线上下两侧分别增设一排探测孔B和一排探测孔C，每排探测孔均有四个；
[0012]4)扩孔:分别对灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C进行扩孔；
[0013]5)骨料灌注:分别向灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C中灌注干骨料；
[0014]6)灌浆:在骨料灌注完成后，再间歇性的灌注水泥砂浆填筑骨料之间的空隙。
[0015]所述探测孔B和探测孔C均为斜孔，且布置朝向均为以竖直方向为基准向外倾斜。
[0016]所述探测孔B和探测孔C与竖直方向的夹角均为5-10°。
[0017]所述步骤5)中灌注的干骨料为中石骨料:小石骨料=1:1的骨料。
[0018]所述灌浆孔Al、灌浆孔A2、灌浆孔A3、加密孔al、加密孔a2、探测孔B和探测孔C的原始孔径均为75mm。
[0019]所述步骤4)中扩孔后各孔孔径均为150mm。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]与现有技术相比，本发明提供的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，首先通过常规灌浆孔来判断灌浆区域的类型，然后分别开设加密孔和探测孔判断岩溶管道上下游方向及灌浆轴线上的分布范围，然后通过调整灌浆孔的孔径大小，回填干骨料，并在灌注过程中间歇性的灌注水泥砂浆，以达到形成帷幕灌浆幕体的效果，该方法相较于传统的帷幕灌浆方法具有耗材少、工程量小、工时短的优点，能大幅提高施工质量及施工进度，有效控制工程投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明中帷幕灌浆平面布置图；
[0023]图2是图1中1-1剖视图；
[0024]图3是图1中I1-1I剖视图；
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
[0026]实施例1:
[0027]首先进行常规灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3的钻孔，孔径均为75mm，若钻孔时吊钻、卡钻、无返水以及灌浆过程中耗浆量大、灌浆不起压等现象即能够初步推断出本区域为岩溶管道发育的地段；然后根据原设计孔距布置加密孔al和加密孔a2，孔径均为75mm，在帷幕灌浆轴线上下两侧分别增设四个一排的探测孔B (bl、b2、b3和b4)和一排探测孔C(cl、c2、c3和c4)，孔径同样为75mm且探测孔B和探测孔C均为5°的斜孔，布置朝向均为以竖直方向为基准向外倾斜，主要作用在于探测岩溶管道上下游方向及灌浆轴线上的分布范围，根据探测孔的实施效果，再确定灌浆实施方法；若灌浆孔周边的岩溶管道分布在探测孔B和探测孔C的覆盖范围内呈如图1、2和3所示状态时，分别对原始孔径75mm的灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C进行扩孔至150mm，在孔中灌注中石骨料:小石骨料=I:1的二级配干骨料，由于灌注的为干骨料，其骨料间摩擦阻力较大，故其扩散半径较小，因此可减少骨料的流失量；在灌注骨料完成后，再间歇性的灌注水泥砂浆以便填筑骨料之间的空隙。
[0028]实施例2:
[0029]首先进行常规灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3的钻孔，孔径均为75mm，若钻孔时吊钻、卡钻、无返水以及灌浆过程中耗浆量大、灌浆不起压等现象即能够初步推断出本区域为岩溶管道发育的地段；然后处根据原设计孔距布置加密孔al和加密孔a2，孔径均为75mm,在帷幕灌浆轴线上下两侧分别增设四个一排的探测孔B (bl、b2、b3和b4)和一排探测孔C (cl、c2、c3和c4)，孔径同样为75mm且探测孔B和探测孔C均为7°的斜孔，布置朝向均为以竖直方向为基准向外倾斜，主要作用在于探测岩溶管道上下游方向及灌浆轴线上的分布范围，根据探测孔的实施效果，再确定灌浆实施方法；若灌浆孔周边的岩溶管道分布在探测孔B和探测孔C的覆盖范围内呈如图1、2和3所示状态时，分别对原始孔径75mm的灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C进行扩孔至150mm，在孔中灌注中石骨料:小石骨料=I:1的二级配干骨料，由于灌注的为干骨料，其骨料间摩擦阻力较大，故其扩散半径较小，因此可减少骨料的流失量；在灌注骨料完成后，再间歇性的灌注水泥砂浆以便填筑骨料之间的空隙。
[0030]实施例3:
[0031]首先进行常规灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3的钻孔，孔径均为75mm，若钻孔时吊钻、卡钻、无返水以及灌浆过程中耗浆量大、灌浆不起压等现象即能够初步推断出本区域为岩溶管道发育的地段；然后处根据原设计孔距布置加密孔al和加密孔a2，孔径均为75mm,在帷幕灌浆轴线上下两侧分别增设四个一排的探测孔B (bl、b2、b3和b4)和一排探测孔C (Cl、c2、c3和c4)，孔径同样为75mm且探测孔B和探测孔C均为10。的斜孔，布置朝向均为以竖直方向为基准向外倾斜，主要作用在于探测岩溶管道上下游方向及灌浆轴线上的分布范围，根据探测孔的实施效果，再确定灌浆实施方法；若灌浆孔周边的岩溶管道分布在探测孔B和探测孔C的覆盖范围内呈如图1、2和3所示状态时，分别对原始孔径75mm的灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C进行扩孔至150mm，在孔中灌注中石骨料:小石骨料=I:1的二级配干骨料，由于灌注的为干骨料，其骨料间摩擦阻力较大，故其扩散半径较小，因此可减少骨料的流失量；在灌注骨料完成后，再间歇性的灌注水泥砂浆以便填筑骨料之间的空隙。
[0032]由上述3个实施例可知，由于灌注期间无须待凝，因此灌注效果得以明显提升，且形成帷幕灌浆幕体的时间可大大减短，进而大幅降低了耗材及工程耗时，提高了施工质量及施工进度，便于有效控制工程投资。
【权利要求】
1.一种在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:该方法包括以下步骤: 1)布置常规灌浆孔:在需进行帷幕灌浆的中心局域确定帷幕灌浆轴线，沿帷幕灌浆轴线钻出三个间隔布置灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，通过钻孔和灌浆过程的变化判断区域类型； 2)布置加密孔:在帷幕灌浆轴线上开设加密孔al和加密孔a2，加密孔al设置在灌浆孔Al和灌浆孔A2之间，加密孔a2设置在灌浆孔A2和灌浆孔A3之间； 3)布置探测孔:在帷幕灌浆轴线上下两侧分别增设一排探测孔B和一排探测孔C，每排探测孔均有四个； 4)扩孔:分别对灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C进行扩孔； 5)骨料灌注:分别向灌浆孔Al、灌浆孔A2和灌浆孔A3，探测孔B和探测孔C中灌注干骨料； 6)灌浆:在骨料灌注完成后，再间歇性的灌注水泥砂浆填筑骨料之间的空隙。
2.根据权利要求1所述的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:所述探测孔B和探测孔C均为斜孔，且布置朝向均为以竖直方向为基准向外倾斜。
3.根据权利要求2所述的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:所述探测孔B和探测孔C与竖直方向的夹角均为5-10°。
4.根据权利要求1所述的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:所述步骤5)中灌注的干骨料为中石骨料:小石骨料=1:1的骨料。
5.根据权利要求1所述的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:所述灌浆孔Al、灌浆孔A2、灌浆孔A3、加密孔al、加密孔a2、探测孔B和探测孔C的原始孔径均为75mm。
6.根据权利要求1所述的在岩溶管道渗漏区进行快速防渗帷幕灌浆的施工方法，其特征在于:所述步骤4)中扩孔后各孔孔径均为150mm。
【文档编号】E02D19/18GK103866780SQ201410123007
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】张庆, 谢豪, 周先练 申请人:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院有限公司