封堵装置及注浆施工方法与流程

本发明属于施工注浆，尤其涉及一种封堵装置及注浆施工方法。

背景技术：

1、在帷幕灌浆、大坝注浆等环保工程治理过程中，通常采用注浆的方法改善岩土体的透水性。在施工过程中，通过止浆塞对钻孔有效密封能防止浆液外溢，从而有效地提高岩土抗渗性，减弱岩土体的透水性。

2、目前，常用的止浆塞主要有机械式、水力膨胀式两种，例如申请公布号为cn114837713a，名称为一种用于注浆锚杆的膨胀止浆塞及其使用方法的专利文献公开的膨胀止浆塞，又如授权公告号为cn218093053u，名称为一种膨胀式注浆止浆装置的专利文献公开的止浆装置。这两种止浆塞在常规完整的地下区域可以有效进行灌浆，但是当遇到一些孔壁较破碎、松散、强度低的情况时，传统的止浆塞无法有效的对钻孔进行封闭，将会严重影响注浆的质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种封堵装置及注浆施工方法，以解决传统止浆塞在破碎地区无法有效地进行封闭，导致注浆质量差的问题。

2、本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种封堵装置，包括囊体、流体管、控制模块以及流体源；所述囊体包括第一囊体和第二囊体，所述第一囊体设于所述第二囊体上；所述流体管的一端与所述流体源连通，另一端分别与所述第一囊体、第二囊体连通；在所述流体管上设有用于控制流体进出第一囊体的第一阀门、用于控制流体进出第二囊体的第二阀门；

3、所述控制模块分别与所述流体源、第一阀门和第二阀门电性连接；所述控制模块用于控制流体源、第一阀门和第二阀门的工作，使流体填充第一囊体和/或第二囊体，或使流体从第一囊体和/或第二囊体排出；

4、当所述第一囊体内填充满流体时，所述第一囊体上部的宽度大于第一囊体下部的宽度，其中第一囊体的上部是指远离第二囊体的一端，第一囊体的下部是指靠近第二囊体的一端；

5、当所述第二囊体内填充满流体时，所述第二囊体上部的宽度小于第二囊体下部的宽度，其中第二囊体的上部是指靠近第一囊体的一端，第二囊体的下部是指远离第一囊体的一端。

6、进一步地，当所述第一囊体和第二囊体内填充满流体时，所述第一囊体上部的宽度等于第二囊体下部的宽度。

7、进一步地，所述流体为气体或液体。

8、基于同一构思，本发明还提供一种注浆施工方法，所述方法包括以下步骤：

9、步骤1：在待注浆区域钻孔形成第一注浆钻孔；其中，所述第一注浆钻孔的深度等于第一注浆段的深度，所述第一注浆段为所述第一注浆钻孔两侧的地层；

10、步骤2：将注浆装置和如上所述的封堵装置置于所述第一注浆钻孔内，控制流体源向第一囊体和/或第二囊体填充流体，使所述第一囊体和/或第二囊体扩张，实现第一注浆段注浆前的封堵；

11、步骤3：按照预定注浆压力，利用注浆装置向第一注浆段注浆；

12、步骤4：待完成注浆后，控制第一囊体和/或第二囊体内的流体排出，然后取出注浆装置和封堵装置；

13、步骤5：在所述第一注浆钻孔处继续钻孔形成第二注浆钻孔；其中，所述第二注浆钻孔不包含第一注浆钻孔，所述第二注浆钻孔的深度等于第二注浆段的深度，所述第二注浆段为所述第二注浆钻孔两侧的地层；

14、步骤6：将注浆装置和所述封堵装置置于所述第二注浆钻孔内，控制流体源向第一囊体和/或第二囊体填充流体，使所述第一囊体和/或第二囊体扩张，实现第二注浆段注浆前的封堵；

15、步骤7：按照预定注浆压力，利用注浆装置向第一注浆段和第二注浆段注浆；

16、步骤8：待完成注浆后，控制第一囊体和/或第二囊体内的流体排出，然后取出注浆装置和封堵装置；

17、步骤9：重复步骤5～9，自上至下完成所有注浆段的注浆。

18、进一步地，每段注浆段的深度均相等。

19、进一步地，所述注浆段的深度为5～10m。

20、进一步地，封堵时，所述封堵装置位于对应注浆钻孔的顶部，使封堵段更短，注浆效率更高。

21、进一步地，根据注浆段的地貌来确定第一囊体和/或第二囊体内的填充流体，具体为：

22、当注浆段的地貌为杂填土时，所述流体为大密度水；其中，所述大密度是指密度大于水的密度的1.5倍，所述大密度水是在水中加入溶剂所制成的；

23、当注浆段的地貌为粉质黏土时，所述流体为中密度水；其中，所述中密度是指密度大于水的密度的1～1.5倍；

24、当注浆段的地貌为强风化岩时，所述流体为水；

25、当注浆段的地貌为中风化岩或弱风化岩时，所述流体为空气。

26、优选地，所述溶剂为土。

27、进一步地，对于不同的注浆段，所述预定注浆压力的计算公式为：

28、pn＝p1(n-1)×0.011×γ

29、其中，pn为第n注浆段的预定注浆压力，p1为第一注浆段的预定注浆压力，γ为地层修正系数。

30、有益效果

31、与现有技术相比，本发明的优点在于：

32、本发明所提供的一种封堵装置及注浆施工方法，所述封堵装置包括上下布置的第一囊体和第二囊体，在完整地下区域灌浆前，控制第一囊体和/或第二囊体扩充，即可实现有效封堵，保证了注浆质量和注浆有效性；在破碎地区灌浆前，控制第一囊体和第二囊体扩充，通过双层封堵实现了破碎地区灌浆前的有效封闭，解决了传统止浆塞在破碎地区无法有效地进行封闭的问题。

33、所述注浆施工方法采用分段注浆方式，且在对第n注浆段进行注浆时，同时还对前n-1个注浆段进行注浆，实现同一注浆段重复注浆，大大提升了注浆质量。

技术特征：

1.一种封堵装置，其特征在于：所述装置包括囊体、流体管、控制模块以及流体源；所述囊体包括第一囊体和第二囊体，所述第一囊体设于所述第二囊体上；所述流体管的一端与所述流体源连通，另一端分别与所述第一囊体、第二囊体连通；在所述流体管上设有用于控制流体进出第一囊体的第一阀门、用于控制流体进出第二囊体的第二阀门；

2.根据权利要求1所述的封堵装置，其特征在于：当所述第一囊体和第二囊体内填充满流体时，所述第一囊体上部的宽度等于第二囊体下部的宽度。

3.根据权利要求1或2所述的封堵装置，其特征在于：所述流体为气体或液体。

4.一种注浆施工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的注浆施工方法，其特征在于：每段注浆段的深度均相等。

6.根据权利要求5所述的注浆施工方法，其特征在于：所述注浆段的深度为5～10m。

7.根据权利要求4所述的注浆施工方法，其特征在于：封堵时，所述封堵装置位于对应注浆钻孔的顶部。

8.根据权利要求4～7中任一项所述的注浆施工方法，其特征在于：根据注浆段的地貌来确定第一囊体和/或第二囊体内的填充流体，具体为：

9.根据权利要求8所述的注浆施工方法，其特征在于：所述溶剂为土。

10.根据权利要求4～7中任一项所述的注浆施工方法，其特征在于：对于不同的注浆段，所述预定注浆压力的计算公式为：

技术总结
本发明公开了一种封堵装置及注浆施工方法，所述封堵装置包括第一囊体和第二囊体、流体管、控制模块以及流体源；第一囊体设于所述第二囊体上；流体管的一端与流体源连通，另一端分别与第一囊体、第二囊体连通；在流体管上设有第一阀门、第二阀门；控制模块控制流体源、第一阀门和第二阀门的工作，使流体填充第一囊体和/或第二囊体，或使流体从第一囊体和/或第二囊体排出，实现注浆时的有效封堵。本发明在破碎地区灌浆前，通过第一囊体和第二囊体扩充，实现双层封堵，从而实现了破碎地区灌浆前的有效封闭，解决了传统止浆塞在破碎地区无法有效地进行封闭的问题。

技术研发人员：贾古宁,刘明进,黄涛,彭川,王聪,汤慧,罗程
受保护的技术使用者：中铝环保生态技术（湖南）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13