一种岩溶区动水处理装置及处理方法与流程

本发明涉及地铁施工领域，尤其是一种岩溶区动水处理装置及处理方法。

背景技术：

现如今岩溶动水涌水事件时常发生，针对岩溶动水注浆止水的方法也很多，但多数都为钻孔、下注浆管、注浆，且注浆管都下到基岩面上，涌水点处的水照样可以涌出，且浆液会造成浪费。本发明主要解决岩溶动水涌水点的水既不外流，注浆浆液不会浪费，又可以进行快速注浆封堵的问题。

技术实现要素：

为了解决现有施工中存在的施工难度大、堵漏缓慢、注浆时浆液会造成大量浪费，本发明提供了一种岩溶区动水处理装置及处理方法，其主要是利用岩溶动水水压平衡的原理进行岩溶动水的快速封堵注浆，大大的降低了施工难度，堵漏效果好，节省大量浆液。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：

该处理装置包括拌料机、注浆机、注浆钢管、水压平衡管；所述拌料机连接所述注浆机，所述注浆机通过注浆管连接若干注浆钢管，若干所述注浆钢管插入开挖基岩面上，用于将水泥浆液注入岩溶管道；所述水压平衡管插入开挖基岩面上的岩溶动水出水点，用于平衡动水压力。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述注浆管上还设有若干控制阀，所述控制阀的个数与所述注浆钢管的个数一一对应。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述水压平衡管的直径大于岩溶动水出水点的直径。

一种岩溶区动水处理方法，包括以下步骤：

s1.将岩溶动水出水点周围清理干净，使岩溶动水出水点裸露出来；

s2.采集岩溶动水出水点的信息，包括位置、出水流量、出水处压强；

s3.根据收集到的采集岩溶动水出水点的信息，选择合适的水压平衡管；

s4.将选择的水压平衡管植入开挖基岩面，控制岩溶动水外溢；

s5.采集岩溶动水出水点周围的地质数据信息，确定注浆钢管设置的位置和个数；

s6.在开挖基岩面上钻注浆孔，并将注浆钢管植入所述注浆孔中，并将注浆钢管连接注浆机；

s7.拌料机将制备好的浆料通过注浆机和注浆钢管注入岩溶管路；

s8.注浆完成后，待混凝土凝固满足施工标准后，撤去注浆钢管和水压平衡管，完成动水封堵。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s2中，将采集到的岩溶动水出水点压强p，根据p＝ρgh，计算出动水液面最高处，并选择高度大于动水液面最高处的水压平衡管。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s2中，将采集到的岩溶动水出水点压强p和出水流量q，q＝(π/4)d²v，v＝p/ρ，计算得出岩溶动水出水点直径d，选择直径大于岩溶动水出水点直径的水压平衡管。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s4中，还包括在水压平衡管外侧用早强混凝土进行加固。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s5中，采集岩溶动水出水点周围的地质数据信息包括岩溶管路分布数量、位置、走向信息。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s7中采用的浆料为普通硅酸盐水泥p.o42.5，浆液配合比采用水泥:水＝1:1。

本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：步骤s8中，当平衡管内的水全部降下去之后，说明浆液已经全部将岩溶管道封堵完毕。

通过采用上述技术方案，本发明取得了以下有益效果：相较于在岩溶动水出水点直接灌注浆料，大大的降低了施工的难度，节省了施工时间，同时能够快速的达到封堵岩溶动水外溢的效果。另外，还节省了大量的浆料，降低了堵漏成本，堵漏效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的动水处理装置的一种结构示意图；

图2是注浆钢管的一种结构示意图；

图3是注浆钢管的一种结构示意图；

图中附图标记如下：

1-拌料机；

2-注浆机；

3-注浆钢管；

4-水压平衡管；

5-注浆管；

6-控制阀；

7-岩溶动水出水点；

8-岩溶管道；

9-开挖基岩面；

301-连接部；

302-钢管部；

3021-出浆孔；

3022-延长部；

3023-第一钢管；

3024-第二钢管；

3025-连接件；

303-密封尖刺部；

304-固定机构；

3041-固定架；

3042-固定杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

一种岩溶区动水处理装置，参见附图1-3所示，该处理装置包括拌料机1、注浆机2、注浆钢管3、水压平衡管4；所述拌料机1连接所述注浆机2，所述注浆机2通过注浆管5连接若干注浆钢管3，若干所述注浆钢管3插入开挖基岩面9上，用于将水泥浆液注入岩溶管道8；所述水压平衡管4插入开挖基岩面9上的岩溶动水出水点7，用于平衡动水压力。

这样，岩溶动水出水点7涌出的动水进入所述水压平衡管4内，达到平衡，动水将不在溢出。然后在岩溶动水出水点7四周设置若干注浆钢管3(具体注浆钢管3的个数可以根据实际施工中的需要进行设置)，拌料机1办好的浆料通过注浆机2经过注浆管5和注浆钢管3注入岩溶管道8，浆料随动水堆积到岩溶动水出水点7，带浆料凝固后完成对岩溶动水出水点7的封堵。相较于在岩溶动水出水点7直接灌注浆料，大大的降低了施工的难度，节省了施工时间，同时能够快速的达到封堵岩溶动水外溢的效果。另外，还节省了大量的浆料，降低了堵漏成本，堵漏效果更好。

为了方便控制每个注浆钢管3的工作状态，所述注浆管5上还设有若干控制阀6，所述控制阀6的个数与所述注浆钢管3的个数一一对应。

进一步的，所述注浆钢管3包括连接部301、钢管部302、密封尖刺部303；所述连接部301设置于所述钢管部302的顶部，用于连接注浆管5；所述钢管部302上若干出浆孔3021，浆液经出浆孔3021进入岩溶管道8；所述密封尖刺部303设有所述钢管部302的底部，为圆锥结构，方便插入注浆孔。

进一步的，所述出浆孔3021均匀圆周向的分布在所述钢管部302的壁上。

进一步的，所述注浆钢管3上设有固定机构304，所述固定机构304用于将注浆钢管3固定在开完基岩面上，防止注浆的过程中，注浆钢管3出现晃动，影响注浆进程和效果。

进一步的，所述固定机构304包括固定架3041和固定杆3042，所述固定架3041活动的套接在所述注浆管5外侧，所述固定杆3042一端铰接在所述固定架3041上。

进一步的，所述钢管部302包括若干延长部3022、第一钢管3023、第二钢管3024、连接件3025，所述第一钢管3023通过连接件3025延长部3022，所述延长部3022连接第二钢管3024，所述延长部3022、第一钢管3023、第二钢管3024、连接件3025的外径相等。

采用上述结构，可以很方便的加长或者缩短珠江钢管的长度，以适用于不同深度的岩溶管道8。方便使用。

由于所述水压平衡管4是用来与岩溶动水出水点7连通并与岩溶管道8内的动水达到平衡，所述水压平衡管4的直径大于岩溶动水出水点7的直径。所述水压平衡管4的高度要大于动水势能最高的位置。

一种岩溶区动水处理方法，包括以下步骤：

s1.将岩溶动水出水点7周围清理干净，使岩溶动水出水点7裸露出来；

s2.采集岩溶动水出水点7的信息，包括位置、出水流量、出水处压强；

s3.根据收集到的采集岩溶动水出水点7的信息，选择合适的水压平衡管4；

s4.将选择的水压平衡管4植入开挖基岩面9，控制岩溶动水外溢；

s5.采集岩溶动水出水点7周围的地质数据信息，确定注浆钢管3设置的位置和个数；

s6.在开挖基岩面9上钻注浆孔，并将注浆钢管3植入所述注浆孔中，并将注浆钢管3连接注浆机2；

s7.拌料机1将制备好的浆料通过注浆机2和注浆钢管3注入岩溶管路；

s8.注浆完成后，待混凝土凝固满足施工标准后，撤去注浆钢管3和水压平衡管4，完成动水封堵。

通过水压平衡管4的设置，可快速的阻止动水外泄，在动水达到平衡后，然后在进行岩溶动水出水点7堵漏工作，施工难度大大降低。同时采用这样的堵漏方式，水不会到处漫流，浆液也不会造成大量浪费，成本得到了降低，安全得到了保障，同时填充堵漏效果更好。

步骤s2中，将采集到的岩溶动水出水点7压强p，根据p＝ρgh，计算出动水液面最高处，并选择高度大于动水液面最高处的水压平衡管4。

步骤s2中，将采集到的岩溶动水出水点7压强p和出水流量q，q＝(π/4)d2v，v＝p/ρ，计算得出岩溶动水出水点7直径d，选择直径大于岩溶动水出水点7直径的水压平衡管4。

步骤s4中，还包括在水压平衡管4外侧用早强混凝土进行加固。水压平衡管4的材质可以根据现场施工的需要进行选择。

为了能够准确的将浆液注入到岩溶管道8内，步骤s5中，采集岩溶动水出水点7周围的地质数据信息包括岩溶管路分布数量、位置、走向信息。通过得到这些信息，可以确定注浆钢管3设置的位置和个数，这样可以节省注浆时间和减少不必要的注浆钢管3设置。

为了能尽早的完成堵漏施工，节省堵漏时间，步骤s7中采用的浆料优选采用普通硅酸盐水泥p.o42.5，浆液配合比采用水泥:水＝1:1。当然，应当知晓的是，采用其他规格水泥浆料也能同时实现堵漏功能。

步骤s8中，当平衡管内的水全部降下去之后，说明浆液已经全部将岩溶管道8封堵完毕。可以拆去水压平衡管4，完成堵漏施工

实施例

本发明已经在贵阳地铁延安路站2号线实施，该车站处于强岩溶富水地质地段，施工难度极大。针对该车站的涌水点采用该发明进行施做，采用传统工艺实施需要2天时间，消耗水泥浆200m³，采用该发明进行施做需要消耗16小时，消耗水泥浆80m³施工效果显著，在该车站的止水工作已经全部完成，车站也已经安全的施工完成，说明该发明的实用性很明显。目前正在应用到延安路站1号线站及贵阳地铁其他强岩溶富水车站。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。