深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备及施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种砂层地质条件下溶洞注浆施工设备及注浆施工方法。
【背景技术】
[0002]目前，在岩溶地段注浆通常采用钻杆直接注浆或成孔后将钻杆拔出下一次性塑料管注浆、封孔的施工工艺。但是，在岩溶灰岩上直接覆盖深厚砂层的地质条件下，使用该方法成孔后可将砂层和溶洞连通，拔出钻杆后上层砂石将跟随钻孔通道进入溶洞，同时在注浆过程中无法监控到施工过程中的进浆、返浆、压力等一系列施工参数、指标等以判定是否达到终浆标准，无法判定溶洞是否得到有效填充，容易发生岩溶塌陷，造成人员、财产损失，甚至造成极大的社会影响。
[0003]因此，为避免上述问题发生，有必要在传统施工基础上对注浆系统及施工工艺进行优化，提供一种深厚砂层覆盖下岩溶注浆系统及施工方法，该方法不仅避免了砂石漏失，同时解决了注浆量不足和过量等问题，消除了传统工艺在该地层中施工存在的风险。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，提供一种深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备及施工方法，以避免砂石流失、注浆量不足和过量，克服现有技术存在的不足。
[0005]本发明的深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备为:水泥罐、制浆系统和注浆机通过进浆管路连接，通过回浆管路连接泥浆回收系统；灌浆系统包含灌浆记录仪和止浆塞，其中灌浆记录仪分别连接流量计和压力计，止浆塞放入溶洞顶板处，止浆塞内含有灌浆针管。
[0006]流量计分别设置在注浆管路和回浆管路。
[0007]压力计设置在回浆管路上。
[0008]本发明的深厚砂层覆盖下岩溶注浆施工方法，包括以下步骤:第一步，安装水泥罐、制浆系统及泥浆回收系统；第二步，外套管钻孔施工至尽可能靠近基岩面；第三步，内钢套管钻进至基岩内不小于0.5m;第四步，基岩内钻孔至设计深度；第五步，安装灌浆系统，包括注浆机、进浆管路、流量计、灌浆记录仪、止浆塞、回浆管路、压力计；止浆塞下放到溶洞顶板位置，止浆塞灌浆针管插入溶洞内，稳住管路，往止浆塞内注水打压，使止浆塞膨胀，固定在溶洞顶板上；第六步，启动注浆机和灌浆记录仪，将水泥浆液压送入溶洞，注浆压力0.3-0.5Mpa，达到终浆标准后停止灌浆，封孔。
[0009]本发明的有益效果是:(I)跟管设备跟管至岩层后，避免砂石漏失，可消除传统工艺在该地层中施工存在的风险；(2)通过灌浆记录仪+止浆塞控制进浆、返浆、压力等一系列施工参数和指标，使溶洞得到有效填充，避免发生塌陷；(3)避免浆液过量，增加成槽难度的同时造成浪费；(4)可有效解决溶洞内、溶洞间通道无法填满的问题。
【附图说明】
[0010]附图1为本发明的注浆系统设备连接示意图； 附图2为本发明施工工艺流程图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明做进一步的描述。
[0012]本发明的注浆系统设备连接如图1所示，水泥罐1、制浆系统2和注浆机9通过进浆管路3连接，通过回浆管路7连接泥浆回收系统；灌浆系统包含灌浆记录仪5和止浆塞6，其中灌浆记录仪5分别连接流量计4和压力计11，止浆塞6放入溶洞8顶板处，止浆塞6内含有灌浆针管。
[0013]流量计4分别设置在注浆管路和回浆管路。
[0014]压力计11设置在回浆管路上。
[0015]本发明的深厚砂层覆盖下岩溶注浆施工方法，如图2所示意，包括以下步骤:第一步:安装水泥罐1、制浆系统2及泥浆回收系统10 ;第二步:外套管(PVC管)钻孔施工至尽可能靠近基岩面；第三步:内钢套管钻进至基岩内不小于0.5m ;第四步:基岩内钻孔至设计深度；第五步:安装灌浆系统，包括注浆机、进浆管路3、流量计4、灌浆记录仪5、止浆塞6、回浆管路7、压力计11 ;止浆塞6下放到溶洞8顶板位置，止浆塞6灌浆针管插入溶洞8内，稳住管路，往止浆塞6内注水打压，使止浆塞6膨胀，固定在溶洞8顶板上。第六步:启动注浆机9和灌浆记录仪5，将水泥浆液压送入溶洞8，达到终浆标准后停止灌浆，封孔。
[0016]上述施工中，地连墙墙底或粧底钻孔注浆，采用跳槽式布孔。
[0017]采用钻机将钻杆打至地面以下28m，将钻杆拔出后下入外套管(PVC管)。外套管(PVC管)下入尽可能靠近基岩面，防止钢套管抱住，在外管内采用钻机将钢套管打至基岩面以下不小于0.5m，将钢套管留置在基岩中。
[0018]在钢套管内继续用钻机将钻杆打至基岩面以下15m (或底部溶洞下lm)，将钻杆拔出。
[0019]孔内注浆止浆塞安装:1)分段式灌浆:将止浆塞沿着钻孔位置下入最底部溶洞上方约2m进行溶洞灌浆；2)全孔一次灌浆:钻探出来的溶洞间岩层小于2m，则直接下在岩层厚度超过2m的部位进行灌浆。
[0020]现场设置集中拌浆系统，高速搅拌机每次拌浆量为0.4m3，搅拌时间大于30s，拌浆采用1:1、0.8:1、0.6:1三种浆液，其中1:1的浆液拌制1.2 m3；0.8:1的浆液配置1.2 m3；之后所有的浆液都采用0.6:1。
[0021]灌浆流量仪记录注浆:连通注浆管，将注浆管道与流量仪进行连接好，开始灌浆，灌浆全部完成，拔出止浆塞，拔出钢套管。I)分段式灌浆:底部溶洞灌浆浆完成后，将止浆塞提至上部溶洞继续灌浆；2)全孔一次灌浆:无需上提止浆塞，直接灌浆终孔后封孔。
【主权项】
1.一种深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备，其特征是，水泥罐(I)、制浆系统(2)和注浆机(9)通过进浆管路(3)连接，通过回浆管路(7)连接泥浆回收系统；灌浆系统包含灌浆记录仪(5)和止楽塞(6)，其中灌楽记录仪(5)分别连接流量计(4)和压力计(11)，止楽塞(6 )放入溶洞(8 )顶板处，止浆塞(6 )内含有灌浆针管。2.根据权利要求1所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备，其特征是，流量计(4)分别设置在注浆管路和回浆管路。3.根据权利要求1所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备，其特征是，压力计(11)设置在回浆管路上。4.一种深厚砂层覆盖下溶洞注浆施工方法，其特征是，包括以下步骤:第一步，安装水泥罐(1)、制浆系统(2)及泥浆回收系统(10);第二步，外套管钻孔施工至尽可能靠近基岩面；第三步，内钢套管钻进至基岩内不小于0.5m ;第四步，基岩内钻孔至设计深度；第五步，安装灌浆系统，包括注浆机(9)、进浆管路(3)、流量计(4)、灌浆记录仪(5)、止浆塞￠)、回浆管路(7)、压力计(11);止浆塞(6)下放到溶洞⑶顶板位置，止浆塞(6)灌浆针管插入溶洞(8)内，稳住管路，往止浆塞￠)内注水打压，使止浆塞(6)膨胀，固定在溶洞(8)顶板上；第六步，启动注浆机(9)和灌浆记录仪(5)，将水泥浆液压送入溶洞(8)，注浆压力0.3-0.5Mpa，达到终浆标准后停止灌浆，封孔。5.根据权利要求4所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆施工方法，其特征是，所述的灌浆水灰比采用1:1、0.8:1、0.6:1逐级变浆，1:1的浆液拌制1.2m3；0.8:l的浆液配置1.2 m3;之后所有的浆液都采用0.6:1。6.根据权利要求4所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆施工方法，其特征是，所述的灌浆压力采取表压力控制，表压力控制在0.5Mpa。7.根据权利要求4所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆施工方法，其特征是，所述的终浆标准为:在0.5Mpa压力下，灌浆孔段注入率不大于1.0L/min时，继续灌注30min后结束灌浆作业；或者邻孔有浓浆液返出，结束灌浆作业；或者止浆塞压力达到1MPa以上时，仍有浓浆液从注浆孔套管内、外返出，结束灌浆作业。8.根据权利要求4所述的深厚砂层覆盖下溶洞注浆施工方法，其特征是，所述的钻孔深度为基岩以下10~15m。
【专利摘要】本发明公开了一种深厚砂层覆盖下溶洞注浆系统设备及注浆施工方法，其中系统设备为：水泥罐（1）、制浆系统（2）和注浆机（9）通过进浆管路（3）连接，通过回浆管路（7）连接泥浆回收系统；灌浆系统包含灌浆记录仪（5）和止浆塞（6），其中灌浆记录仪（5）分别连接流量计（4）和压力计（11），止浆塞（6）放入溶洞（8）顶板处，止浆塞（6）内含有灌浆针管。注浆施工方法为：第一步，安装水泥罐、制浆系统及泥浆回收系统；第二步，外套管钻孔施工至尽可能靠近基岩面；第三步，内钢套管钻进至基岩内不小于0.5m；第四步，基岩内钻孔至设计深度；第五步，安装灌浆系统；第六步，将水泥浆液压入溶洞，达到终浆标准后停止灌浆，封孔。
【IPC分类】E02D15/02
【公开号】CN105019458
【申请号】CN201510455609
【发明人】钟世华, 罗柳, 彭亮, 贺彬, 余嘉勤, 张爱品, 刘新明, 胡喜峰
【申请人】中铁五局（集团）有限公司, 中铁五局集团第二工程有限责任公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月30日