一种隧洞防渗流装置及渗流处理方法与流程

本发明涉及防渗技术领域，具体为一种隧洞防渗流装置及渗流处理方法。

背景技术：

在现代土木工程中，防渗流是其中首要考虑的一个问题，这是由于渗流会导致岩体或者混凝土结构疏松、不密实，抗渗等级降低，以及在内部形成相互连通的蜂窝孔隙，从而导致几种或者零散的渗漏，甚至大面积的散渗发生。而这渗漏现象的持续将会导致岩体内部产生较大的渗透压力和浮托力，甚至会影响岩体的稳定和安全，其次渗漏还会引发溶蚀、侵蚀、冻融等病害，加速岩体的风化或老化。但是影响渗流的因素又有很多，因此，渗流的处理一直是一个技术难点。

在目前的技术中，对渗流的处理主要使用的是注浆的方法。它是在具有合理孔距的钻孔中，注入浆液，使各孔中注浆体相互搭接以形成一道类似帷幕的混凝土防渗墙，以此截断水流，从而达到防渗堵漏的目的。

在现有的技术方案中，如申请号为201520364653.8公布的一种裂隙岩体巷道壁帷幕注浆加固及防渗体系，主要是对裂隙岩体巷道壁进行帷幕注浆。这种注浆方式在实际注浆施工时，由于工作量大，没有针对性，防渗能力一般，而且还会由于大面积的钻孔破坏岩体本身的结构，导致隧洞结构被破坏，影响固结程度。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种隧洞防渗流装置及渗流处理方法，具有相对独立的结构，便于操作，而且不破坏隧洞的岩体结构，具有高效率防渗处理的优点，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种隧洞防渗流装置，包括主机和便携式操作枪，所述主机由动力驱动装置和喷浆装置组成，所述动力驱动装置包括呈“L”字型的底载平台车，所述底载平台车内侧固定安装有发电机和驱动电机，所述发电机和驱动电机之间通过导线连接，所述喷浆装置固定安装在底载平台车另一端，所述喷浆装置包括储浆室，所述储浆室底部固定安装有抽浆增压泵；

所述便携式操作枪包括Y型支架和双驱动钻孔机，所述Y型支架中心轴线上通过套轴安装有双向钻孔固定钻杆，且在Y型支架的两个支点上分别固定安装有喷浆钻孔机和注浆插管，所述双向钻孔固定钻杆和喷浆钻孔机分别连接在双驱动钻孔机的两个输出端上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述底载平台车侧面均固定安装有环形遮蔽挡板，且所述环形遮蔽挡板呈“C”字型固定将底载平台车闭合封闭。

作为本发明一种优选的技术方案，所述储浆室中心安装有搅拌棒，且所述搅拌棒通过传动链条与驱动电机的输出端连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述Y型支架包括末端固定臂和两根顶端固定支架，所述末端固定臂和顶端固定支架之间通过轴承连接，所述轴承套接在双向钻孔固定钻杆和末端固定臂的连接处，所述喷浆钻孔机和注浆插管分别套装在两个顶端固定支架上。

作为本发明一种优选的技术方案，所述双驱动钻孔机固定安装在Y型支架末端，所述双驱动钻孔机输入端通过导线与发电机连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述注浆插管末端固定安装有连接套箍，所述连接套箍通过输浆管与抽浆增压泵连接，且连接套箍与输浆管之间通过设置在连接套箍内的内嵌垫圈活动卡合密闭连接。

另外，本发明还提供了一种隧洞防渗流的渗流处理方法，包括如下步骤：

S100、隧洞渗流情况评估，根据隧洞的渗流现象，对渗流情况进行评估，确定防渗流的渗流处理方法；

S200、设备调试，对主机和便携式操作枪进行检查，并且对设备进行是运行，确保设备正常运行；

S300、根据评估情况选择渗流处理方法，并通过便携式操作枪进行防渗流处理。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S100中，渗流处理方法有两种：

第一种渗流处理方法直接在渗流缝隙中直接进行高压注浆；

第二种渗流方法首先顺着渗流缝隙，并且在渗流缝隙两侧进行交叉打孔，在所钻孔的内部进行高压注浆。

作为本发明一种优选的技术方案，在上述注浆之前，如果渗流水流速大且急时，首先在钻孔内设置棉絮或麻丝堵塞渗流水，所述高压注浆的压力为0.6-0.8MPa。

作为本发明一种优选的技术方案，在步骤S300中，防渗流处理的具体步骤为：

S301、指定注浆位置图，通过双驱动钻孔机将双向钻孔固定钻杆钻入隧洞内壁上，并且进行加固固定；

S302、当不需要钻孔时，直接转动轴承使得注浆插管对准渗流缝隙，在固定后连接输浆管进行高压注浆；

当需要钻孔时，沿着渗流缝隙两侧进行交叉打孔，并且在价差打孔时等间距均匀的设置骑缝钻孔，在每次钻孔后，转动轴承使得注浆插管对准钻孔，在固定后连接输浆管进行高压注浆。

S303、重复上述步骤直接完成所有渗流孔的注浆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明将主机和便携式操作枪作为两个相对独立的部件，并且通过灵活的拆装结构实现连接和分离，在保证钻孔和注浆作业不受影响的前提下能够便于操作，减轻在隧洞岩壁上的作业负担，而且通过首先钻进固定，便于钻孔和注浆的一体式作业；具有针对性的对渗流缝进行防渗处理，不会对岩体的整体结构造成很大的影响，与此同时，工作量较小，具有高效率防渗的优点。

附图说明

图1为本发明的主机结构示意图；

图2为本发明便携式操作枪结构示意图；

图3为本发明流程示意图；

图中标号：1-主机；2-便携式操作枪；

101-动力驱动装置；102-喷浆装置；103-底载平台车；104-发电机；105-驱动电机；106-储浆室；107-抽浆增压泵；108-环形遮蔽挡板；109-搅拌棒；

201-Y型支架；202-双驱动钻孔机；203-套轴；204-双向钻孔固定钻杆；205-喷浆钻孔机；206-注浆插管；207-末端固定臂；208-顶端固定支架；209-连接套箍；210-输浆管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明提供了一种隧洞防渗流装置，包括主机1和便携式操作枪2，其中主机1用于提供钻孔和注浆所需的动力和原材料，是便携式操作枪2工作的前提，而在这个前提之下，采用便携式操作枪2的原因在于减少操作工人的作业负担。

所述主机1由动力驱动装置101和喷浆装置102组成，所述动力驱动装置101包括呈“L”字型的底载平台车103，具有更好的承载空间，所述底载平台车103内侧固定安装有发电机104和驱动电机105，分别用来提供整个装置运行所需的电能以及驱动动能，所述发电机104和驱动电机105之间通过导线连接，驱动电机105同样通过发电机104进行供电，所述喷浆装置102固定安装在底载平台车103另一端，所述喷浆装置102包括储浆室106，储浆室106中存放一定量的注浆原料，随着注浆作业工序提供浆料，所述储浆室106底部固定安装有抽浆增压泵107，提供注浆所需的高压。

优选的是，所述底载平台车103侧面均固定安装有环形遮蔽挡板108，且所述环形遮蔽挡板108呈“C”字型固定将底载平台车103闭合封闭，需要说明的是，此处所说的闭合封闭指的是将动力驱动装置101和喷浆装置102全部封闭起来，这是由于在进行钻孔和注浆的过程中，将会产生大量的泥浆，电气设备对于泥浆的抵抗性差，一旦泥浆进入电气设备内部，轻则影响正常工作，重则使得设备损失，而喷浆装置由于含有储浆室106，需要保证内部注浆原料的纯净，防止影响实际的注浆效果。

作为优选的实施方式，所述储浆室106中心安装有搅拌棒109，设置的搅拌棒109是通过不间断的持续性搅拌，防止注浆液在储浆室106内部固化，这是由于在工艺上，注浆液一般采用的是高效混凝土砂浆或者水溶性聚氨酯材料，这些物质都是极容易直接固结的，一旦发生初凝将会严重影响后续的注浆效果，且所述搅拌棒109通过传动链条110与驱动电机105的输出端连接，传动链条110方式进行传动，能够在砂浆搅拌的过程中保持良好的持续性，防止由于砂浆卡壳等原因导致搅拌不能正常进行。

在本实施方式中，所述便携式操作枪2包括Y型支架201和双驱动钻孔机202，所述双驱动钻孔机202固定安装在Y型支架201末端，所述双驱动钻孔机202输入端通过导线与发电机104连接。

需要着重说明双驱动钻孔机202，在本实施方式中的双驱动钻孔机202指的是具有两个驱动端口的装置，在内部的驱动中，可以选择两个驱动电机也可以直接通过一个电机进行两个端口的驱动，而在工艺中，为了减少装置的复杂程度，一般都会采用双电机进行驱动，但是在便携式的装置中，为了减少电机所占的质量比，一般会选择单电机的双驱动。

所述Y型支架201中心轴线上通过套轴203安装有双向钻孔固定钻杆204，其中的双向钻孔固定钻杆204具有两个转动方向，分别用于固定和松动退出，当双向钻孔固定钻杆204挺进隧洞岩壁时，起到的作用是支撑，且在Y型支架201的两个支点上分别固定安装有喷浆钻孔机205和注浆插管206，分别进行钻孔和注浆，所述双向钻孔固定钻杆204和喷浆钻孔机205分别连接在双驱动钻孔机202的两个输出端上。

需要补充说明的是，所述注浆插管206末端固定安装有连接套箍209，设置连接套箍209的作用在于使得注浆插管206和输浆管之间实现卡扣式的活动连接，便于连接和卸下，所述连接套箍209通过输浆管210与抽浆增压泵107连接，且连接套箍209与输浆管210之间通过设置在连接套箍209内的内嵌垫圈活动卡合密闭连接，防止漏浆泄露注浆压力。

在本实施方式中，所述Y型支架201包括末端固定臂207和两根顶端固定支架208，所述末端固定臂207和顶端固定支架208之间通过轴承连接，通过轴承的连接方式能够实现灵活的转动，便于进行钻孔和注浆两个工序，所述轴承套接在双向钻孔固定钻杆204和末端固定臂207的连接处，所述喷浆钻孔机205和注浆插管206分别套装在两个顶端固定支架208上。

在陈述本发明实施方式之前，首先需要解释一下渗流：

渗流分为三种形式，主要包括点渗流、线渗流和面渗流。其中，对于集中射流的孔洞，流速不大的，可将孔洞凿毛后用快凝胶泥堵塞；如流速较大，可先用棉絮或麻丝楔人孔洞，以降低流速和减少漏水量，然后再进行封堵，这种方式适用于地层条件好，围岩坚固的地层。

但是当围岩表层不好，表层已经发生了严重的风化时，就需要对进一步的进行处理，才能得到更好的渗流处理，在裂缝处用电锤钻孔，通过深钻孔达到为风化处进行注浆固化，达到封闭渗流孔隙的目的，从而处理渗流。而在进行该步骤时，需要明确的是，在缝的两侧交替布置钻孔，而在隧洞的条件下，一般钻孔参数为：孔径14mm，开孔位置离缝5cm，在缝深18-20cm处与缝相交，孔距30cm，特比的是，根据围岩情况适当的选择骑缝钻孔。

另外，作为本发明的一种优选实施方式，如图3所示，本发明还提供了一种隧洞防渗流的渗流处理方法，包括如下步骤：

步骤S100、隧洞渗流情况评估，根据隧洞的渗流现象，对渗流情况进行评估，确定防渗流的渗流处理方法。

渗流处理方法有两种：

第一种渗流处理方法直接在渗流缝隙中直接进行高压注浆；

第二种渗流方法首先顺着渗流缝隙，并且在渗流缝隙两侧进行交叉打孔，在所钻孔的内部进行高压注浆。

由前述可知，确定防渗流的渗流处理方法的依据在于：根据隧洞围岩的性质和表层岩石的性质，另外，在这个过程中还需要注意的是，还需要根据渗流的溶蚀情况进行灵活的选取，一般来说，当渗流时间进行比较长时，为了达到较好的防渗流作用，一般均会采用钻孔和注浆法相结合的方式进行处理。

步骤S200、设备调试，对主机和便携式操作枪进行检查，并且对设备进行是运行，确保设备正常运行。

在意过程中，调试的作用在于确保设备运行正常，避免在进行了其它的操作之后由于设备故障导致作业中断。

步骤S300、根据评估情况选择渗流处理方法，并通过便携式操作枪进行防渗流处理。

防渗流处理的具体步骤为：

步骤S301、指定注浆位置图，通过双驱动钻孔机将双向钻孔固定钻杆钻入隧洞内壁上，并且进行加固固定；

步骤S302、当不需要钻孔时，直接转动轴承使得注浆插管对准渗流缝隙，在固定后连接输浆管进行高压注浆；

当需要钻孔时，沿着渗流缝隙两侧进行交叉打孔，并且在价差打孔时等间距均匀的设置骑缝钻孔，在每次钻孔后，转动轴承使得注浆插管对准钻孔，在固定后连接输浆管进行高压注浆。

步骤S303、重复上述步骤直接完成所有渗流孔的注浆。

在本发明中，还需要进一步说明的是：在上述注浆之前，如果渗流水流速大且急时，首先在钻孔内设置棉絮或麻丝堵塞渗流水，所述高压注浆的压力为0.6-0.8MPa。

综合上述，在钻孔时，优化的钻孔参数为：孔深15-20cm，间距为30-60cm，钻孔必须骑缝布置，并垂直浇筑面上，如遇到异常无法钻孔时，可沿缝线平移。

综上所述，本发明的主要特点在于：

(1)本发明将主机和便携式操作枪作为两个相对独立的部件，并且通过灵活的拆装结构实现连接和分离，在保证钻孔和注浆作业不受影响的前提下能够便于操作，减轻在隧洞岩壁上的作业负担，而且通过首先钻进固定，便于钻孔和注浆的一体式作业；

(2)具有针对性的对渗流缝进行防渗处理，不会对岩体的整体结构造成很大的影响，与此同时，工作量较小，具有高效率防渗的优点

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。