一种岩溶地区钻探施工的封孔方法与流程

本发明涉及建筑施工，具体为一种岩溶地区钻探施工的封孔方法。

背景技术：

1、在岩溶地区进行地质钻探施工的过程中，常揭露无充填的溶洞，如溶洞顶板以上的覆盖层为无黏聚力(或黏聚力很小)的砂土，当钻探完毕拔出套管后，上部砂土可能沿着溶洞顶板上的钻洞漏入溶洞中，从而导致地面沉降、塌陷，周边管线破坏，房屋开裂、倒塌等严重后果。

2、此外，地铁盾构施工过程中，未经封堵的地质钻孔将成为过水通道，破坏盾构隧道内的压力平衡，导致隧道内泥浆顺着钻孔喷出地表或地下水顺着钻孔进入隧道等不良后果。

3、为避免以上两种不良后果的发生，建设单位要求在钻探施工完毕后对钻孔采用水泥浆封孔。而当钻孔揭露无充填的溶洞时，注入孔内的水泥浆均漏入溶洞中，难以对钻孔进行有效的封堵。之前常用的方法是在钻孔中塞蛇皮袋、填入黏土球后再注浆的方法进行回填，采用这种方法封孔的钻孔，后期仍常发生地面塌陷的现象，部分钻孔在完成后7～60天后才发生塌陷。这说明，这种封孔方式未能有效封住溶洞顶板上的钻洞，未经凝固的水泥浆和上部砂土会顺着溶洞顶板的缝隙缓慢漏入溶洞中，溶洞顶板上的覆盖层慢慢形成空洞，当空洞的大小发展到一定的阶段时，地表即发生塌陷。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，当采用特定尺寸的圆台形木塞封堵溶洞顶板钻洞时，因木材具有一定的刚度，不易掉入下部溶洞中，可进行有效的封堵。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，包括如下步骤：

6、步骤一：岩溶地区钻探施工需要采用跟管钻进的工艺，将套管下至基岩面，用于防止上部砂层塌孔，设套管内径为a；钻具(钻头)外径小于套管内径，溶洞顶板的钻洞口径与钻头外径相等，设其为b；

7、步骤二：钻探完毕后，采用木塞封堵法封闭溶洞顶板钻洞；

8、提出钻具(钻头、岩芯管等)，利用钻杆将预制好的木塞放入套管，顶至溶洞顶板的灰岩钻洞；

9、其中，采用的封堵木塞为圆台，设圆台的下底面(大底面)直径为r，上底面(小底面)直径为r，高度为h；

10、1)为保证木塞能顺利进入套管，要求r＜a；

11、2)为保证木塞能塞住溶洞顶板的钻洞，且不至于掉入溶洞中，要求r＞b且r＜b；

12、3)为保证木塞在套管中能保持垂直向下，要求h≥3r；

13、步骤三：通过钻杆往钻孔中注入水泥浆；待水泥浆注满钻孔后，拔出套管。

14、优选的，所述步骤二中的封堵木塞采用防腐处理。

15、优选的，所述封堵木塞采用防腐处理包括如下步骤：

16、a、将封堵木塞通过烘干机构进行干燥处理，烘干至含水率为8-10％；

17、b、将封堵木塞放入密闭的压力浸注罐中，向罐中注入定量重量份数的防腐剂，泄压并排空防腐剂，从罐中取出封堵木塞；

18、c、将加入防腐剂后的封堵木塞进行高温定性处理13-15h；

19、d、将高温定性处理后的封堵木塞进行风干处理后，即得到经防腐处理的封堵木塞。

20、优选的，所述封堵木塞在干燥处理中还需要对封堵木塞的表面进行炭化处理，在高温碳化过程中，封堵木塞内部的亲水因子被重组，降低了封堵木塞的吸湿性平衡点，不容易受周围环境的影响；同时使其内部的营养成分发生了复杂而且剧烈的化学变化，被降解或重组，可使幸存的菌类因失去维持生命的营养而死掉，封堵木塞在碳化后不会发生霉变的情况，增加防腐性能。

21、优选的，所述封堵木塞放入密闭的压力浸注罐内需要加压环境，加压至1.21-1.4mpa，保持3-5h。

22、优选的，所述防腐剂的重量份数为：十六烷基三甲基溴化铵16-25份、乳化剂7-9份、三溴苯酚4-6份、甲壳素0.5-2份、高岭土3-12份、硝酸甘油3-7份、山梨酸4-16份、溴硝醇3-5份、醋酸5-8份、硅藻土0.8-2.6份、氯酸钠2-5份、木质素1-2份和季铵盐8-14份；

23、优选的，所述封堵木塞的经过防腐处理后，需要在其侧面上固定包裹一层橡胶，橡胶具有弹性，从而加强木塞与溶洞顶板钻洞的贴合程度。

24、优选的，所述烘干机构包括烘干机和炭化烤机，实现木塞的烘干和炭化。

25、(三)有益效果

26、与现有技术相比，本发明提供了一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，具备以下有益效果：

27、1、该岩溶地区钻探施工的封孔方法，当采用特定尺寸的圆台形木塞封堵溶洞顶板钻洞时，因木材具有一定的刚度，相对蛇皮袋或黏土球不易掉入下部溶洞中，可进行有效的封堵，且木塞成本低廉，加工简便，可广泛推。

28、2、该岩溶地区钻探施工的封孔方法，采用的木塞具有一定的柔韧性，且外面包裹橡胶，在钻探锤击作用下，可与溶洞顶板的圆形钻洞紧密贴合，防止上部浆液从缝隙中流走。

29、3、该岩溶地区钻探施工的封孔方法中使用的封堵木塞采用防腐处理和炭化处理，使得封堵木塞具有较强的环境稳定性和极强的防腐性，避免木塞的腐烂导致地陷。

技术特征：

1.一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述步骤二中的封堵木塞采用防腐处理。

3.根据权利要求2所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述封堵木塞采用防腐处理包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述封堵木塞在干燥处理中还需要对封堵木塞的表面进行炭化处理，在高温碳化过程中，封堵木塞内部的亲水因子被重组，降低了封堵木塞的吸湿性平衡点，不容易受周围环境的影响；同时使其内部的营养成分发生了复杂而且剧烈的化学变化，被降解或重组，可使幸存的菌类因失去维持生命的营养而死掉，封堵木塞在碳化后不会发生霉变的情况，增加防腐性能。

5.根据权利要求3所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述封堵木塞放入密闭的压力浸注罐内需要加压环境，加压至1.21-1.4mpa，保持3-5h，。

6.根据权利要求3所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述防腐剂的重量份数为：十六烷基三甲基溴化铵16-25份、乳化剂7-9份、三溴苯酚4-6份、甲壳素0.5-2份、高岭土3-12份、硝酸甘油3-7份、山梨酸4-16份、溴硝醇3-5份、醋酸5-8份、硅藻土0.8-2.6份、氯酸钠2-5份、木质素1-2份和季铵盐8-14份。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述封堵木塞的经过防腐处理后，需要在其侧面上固定包裹一层橡胶，橡胶具有弹性，从而加强木塞与溶洞顶板钻洞的贴合程度。

8.根据权利要求4所述的一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，其特征在于：所述烘干机构包括烘干机和炭化烤机，实现木塞的烘干和炭化。

技术总结
本发明涉及建筑施工技术领域，且公开了一种岩溶地区钻探施工的封孔方法，包括如下步骤：步骤一：岩溶地区钻探施工需要采用跟管钻进的工艺，将套管下至基岩面，用于防止上部砂层塌孔，设套管内径为a；钻具(钻头)外径小于套管内径，溶洞顶板的钻洞口径与钻头外径相等，设其为b；步骤二：钻探完毕后，采用木塞封堵法封闭溶洞顶板钻洞；步骤三：通过钻杆往钻孔中注入水泥浆；待水泥浆注满钻孔后，拔出套管。该岩溶地区钻探施工的封孔方法，当采用特定尺寸的圆台形木塞封堵溶洞顶板钻洞时，因木材具有一定的刚度，相对蛇皮袋或黏土球不易掉入下部溶洞中，可进行有效的封堵，且木塞成本低廉，加工简便，可广泛推。

技术研发人员：陈杰,石汉生,吕军,张毅,罗东生,李关勇,郭盛宾,吴海祥,姬静,吴文远
受保护的技术使用者：广东省建筑设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13