多重裂隙介质结构的修补方法

本发明涉及岩层介质结构修补，具体为多重裂隙介质结构的修补方法。

背景技术：

1、随着我国国民经济建设的不断发展，能源开发与交通建设需求日益加大，工程项目日趋繁多复杂；而我国地大物博，工程地质地貌丰富，裂隙介质结构复杂多样；工程进行中，地下水层破坏或岩石富水层破坏导致突水、涌水情况颇为常见，无论涌水流量大小，都对工程施工造成严重危险，对经济造成巨大损失，而传统的水泥材料，无法有效的进行修补、封堵突涌水裂隙岩层，同时，裂隙还影响岩层结构的强度和稳定性，还可能导致岩层功能、性能的下降。

技术实现思路

1、为解决当前存在技术问题，本发明的主要目的在于提供多重裂隙介质结构的修补方法，此方法具有操作简便、修复效果显著、堵水效果显著、修复层与原始结构融为一体后稳定性强的优点，可广泛应用于岩层裂隙介质结构的修复领域；同时提供了一种实验室模拟技术及方法，提供的模拟技术及方法具有操作简单的优点，同时能有效模拟多重裂隙介质结构修补过程。

2、为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：多重裂隙介质结构的修补方法，包括以下步骤：

3、步骤1.1，检测裂隙结构：

4、在介质结构上使用裂隙检测技术，全面、准确地检测裂隙的位置、尺寸和形状；

5、步骤1.2，将膜袋放入裂隙介质结构中，并铺满膜袋形成裂隙内部模具；将钩爪紧缩岩层内壁，进而固定膜袋；

6、步骤1.3，放入大粒径的磁珠，通过大粒径的磁珠形成强磁场，配置磁性砂浆，将磁性砂浆注入膜袋与裂隙内部未完全铺实部分；

7、步骤1.4，铺实膜袋与裂隙构成的空间后，向裂隙中继续注入磁性砂浆，随着磁性砂浆的不断注入，进而将膜袋包裹的磁珠和膜袋一起被挤压，磁珠慢慢从裂隙口排出；同时通过铝线抽出磁珠，整个过程能够达到逐层填充修补材料效果，注满磁性砂浆能够使膜袋紧贴岩壁内壁，形成一个坚固的修复层，提高结构的整体强度，裂隙被磁性砂浆填满同时形成真空环境，封堵裂隙突涌水；

8、步骤1.5，待裂隙完全封堵后，再次通过非破坏性的检测手段检测裂隙是否得到有效修复，修复成功后，停止注浆，回收磁珠。

9、所述裂隙检测技术采用超声波检测；

10、所述膜袋为一种可塑性强、隔磁性能差的纱布或橡胶，通过可塑性强能够贴合各种不同裂隙介质结构内壁，通过隔磁性能差能够使磁珠周围更紧密吸附磁性砂浆。

11、包裹所述磁珠的膜袋周围的磁场为多个磁珠的叠加磁场，磁感线密集，磁性强。

12、膜袋能够使磁珠和磁性砂浆不直接接触，待注入磁性砂浆充实膜袋与内部裂隙未铺实部分后，继续注入磁性砂浆可使磁珠从裂隙口排出，回收利用磁珠，同时达到逐层填充修补材料效果，注满浆液能够使膜袋紧贴岩壁内壁，形成一个坚固的修复层，以增强结构的整体强度。

13、磁性砂浆注入后，能够密封多重裂隙介质结构，封堵裂隙突涌水；同时能够使裂隙形成真空层，以减缓岩层风化。

14、钩爪用于抓牢岩壁，固定膜袋；

15、所述铝线串联所用磁珠，回收磁珠时，通过铝线整体取出磁珠。

16、一种在实验室模拟多重裂隙介质结构的修补方法，包括以下步骤：

17、步骤2.1，加工亚克力玻璃管，构建双重裂隙介质结构模型，由两根不同直径的亚克力玻璃管连接成双重裂隙介质结构模型，同时装上压力显示仪；

18、步骤2.2，连接注浆设备，包括空压机、加压泵、试验注浆管；空压机气嘴通过pvc透明软管连接加压泵的上接口，加压泵的下接口通过试验注浆管连接双重裂隙介质结构模型的注浆口，同时关闭加压泵上下球形阀门；

19、步骤2.3，打开加压泵上的阀门，倒入配置好的试验磁性砂浆；

20、步骤2.4，试验磁性砂浆倒入加压泵后，打开空压机，向加压泵中加入空气压力，加入一定压力后，关闭空压机，同时关闭加压泵上部球形阀门；

21、步骤2.5，打开加压泵下部球形阀门，通过试验注浆管向双重裂隙介质结构模型中注入试验磁性砂浆，待试验磁珠排出后，停止注浆；

22、步骤2.6，打开自来水龙头，对双重裂隙介质结构模型进行突涌水模拟，观察压力显示仪示数变化及其封堵效果。

23、空压机用于为注浆提供动力源，压力蓄积范围为0～1.8mpa；

24、加压泵上下设有球形阀门，试验磁性砂浆倒入加压泵中，打开上阀门，关闭下阀门，能够通过空压机从连接管中注入空气压力进入加压泵中；注入一定的空气压力后，关闭上阀门，打开下阀门，试验磁性砂浆将通过试验注浆管被注入进双重裂隙介质结构模型中。

25、空压机和加压泵的连接管及试验注浆管均采用pvc透明软管，以便观察试验磁性砂浆在管内的流动。

26、压力显示仪用于检测双重裂隙介质结构模型的管内压力变化；

27、水流为动水水流，连接自来水管；

28、试验磁性砂浆采用一种不溶于水、高强度的修补材料，能够使修补后的结构具有稳定性和耐久性。

29、本发明有如下有益效果：

30、1、本发明能够有效修复多重裂隙介质结构，提高岩层结构的整体性能。

31、2、本发明对比普通水泥建筑材料，磁性砂浆能够有效封堵工程开挖进程中遇到的突水、突泥问题；提高岩层结构的整体稳定性。

32、3、本发明整个过程可达到逐层的填充修补材料效果，形成一个坚固的修复层，提高岩层结构的整体强度。

33、4、本发明扩展地下工程、隧道工程等施工的进程及应用前景，改善施工环境，提高施工过程中的安全。

34、5、本发明广泛适用于岩层多重裂隙介质结构修复领域。

技术特征：

1.多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：所述裂隙检测技术采用超声波检测；

3.根据权利要求1所述多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：包裹所述磁珠（11）的膜袋（13）周围的磁场为多个磁珠（11）的叠加磁场，磁感线密集，磁性强。

4.根据权利要求1所述多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：膜袋（12）能够使磁珠（11）和磁性砂浆（14）不直接接触，待注入磁性砂浆（14）充实膜袋（12）与内部裂隙未铺实部分后，继续注入磁性砂浆（14）可使磁珠（11）从裂隙口排出，回收利用磁珠，同时达到逐层填充修补材料效果，注满浆液能够使膜袋紧贴岩壁内壁，形成一个坚固的修复层，以增强结构的整体强度。

5.根据权利要求1所述多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：磁性砂浆（14）注入后，能够密封多重裂隙介质结构，封堵裂隙突涌水；同时能够使裂隙形成真空层，以减缓岩层风化。

6.根据权利要求1所述多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：钩爪（41）用于抓牢岩壁，固定膜袋；

7.一种在实验室模拟多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述一种在实验室模拟多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：空压机（31）用于为注浆提供动力源，压力蓄积范围为0～1.8mpa；

9.根据权利要求7所述一种在实验室模拟多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：空压机（31）和加压泵（32）的连接管及试验注浆管（33）均采用pvc透明软管，以便观察试验磁性砂浆（34）在管内的流动。

10.根据权利要求7所述一种在实验室模拟多重裂隙介质结构的修补方法，其特征在于：压力显示仪（38）用于检测双重裂隙介质结构模型（35）的管内压力变化；

技术总结
本发明提供了多重裂隙介质结构的修补方法，在施工过程，包括注浆设备、注浆管；膜袋，膜袋内包裹大粒径的磁珠，在修补裂隙中，可将膜袋放入裂隙介质结构中，铺满膜袋形成裂隙内部模具后，放入大粒径的磁珠；大粒径的磁珠形成强磁场，可吸附由注浆管注入的磁性砂浆，填充膜袋与裂隙内部未完全铺实部分；铺实膜袋与裂隙构成的空间后，向裂隙中继续注入磁性砂浆，随着磁性砂浆的不断注入，可将膜袋包裹的磁珠和膜袋一起被挤压，磁珠慢慢从裂隙口排出；逐层填充修补材料，裂隙被磁性砂浆填满同时形成真空环境，封堵裂隙突涌水。

技术研发人员：刘杰,彭勃,刘帅,刘紫薇,汪明远,黎罡,石磊,郭晋帆,孙坤,贾皓然,高晨鹏,李国阳
受保护的技术使用者：三峡大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7