一种岩石地层灌浆双塞及孔内局部靶向灌浆方法与流程

本发明涉及水利水电工程渗控施工，更具体的说是涉及一种岩石地层灌浆双塞及孔内局部靶向灌浆方法。

背景技术：

1、自然界岩石由于成因、发育多样和环境影响等复杂原因，而呈现出性状各异的结构面和不同的特征裂隙，影响岩体的力学性能，为了满足人类工程的需要，通常对于不能满足工程需要的岩石地层进行钻孔灌浆，提升其防渗和强度性能。

2、传统岩石钻孔灌浆根据灌浆塞的卡塞位置和施工顺序，通常有自上而下分段灌浆法、自下而上分段灌浆法、综合分段灌浆法和孔口封闭灌浆法；根据岩石的裂隙发育程度，选择相应的灌浆方法。

3、灌浆塞的安装是上述灌浆方法的重要环节，由于灌浆钻孔取芯率受岩石完整性、岩石强度、操作手技能和取芯工具等众多因素影响，传统的灌浆方法对灌浆塞安装的指导性差，一般按分段长度为5米考虑安装灌浆塞；灌浆塞安装经常由于岩石破碎或裂隙发育，安装灌浆塞处出现大量绕浆而需要更换位置，并重新安装灌浆塞，也有灌注过程中岩石裂隙漏浆绕浆把灌浆塞铸卡在孔内，取不出来形成孔故，严重影响施工效率和灌浆质量，容易造成水泥浆大量浪费。

4、传统的钻孔灌浆都是多次钻孔灌注实现全孔段的压力灌浆，但事实上岩石裂隙的成空间网状分布，裂隙的开度有大有小，因而可灌性有大有小，不同灌浆材料对应的最小可灌裂隙开度也不一样，对于小于可灌开度的裂隙，或没有裂隙的钻孔孔段是没有必要灌注的，传统的做法是一种简单粗暴的做法，同时产生了较多的人工、机械、材料和时间的浪费，尤其对一些防渗等级要求不高的矿山防渗工程或岩性较好的水电工程。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种岩石地层灌浆双塞及孔内局部靶向灌浆方法，旨在克服上述岩石灌浆痛点，利用完成的钻孔快速孔内数字录像，并制作电子岩芯，用电子岩芯提前规划，只对具有可灌性的孔段进行灌注，现场可视化确认安装灌浆塞，孔内灌浆过程可视化监控，及时处理灌注过程中的渗漏，不用全孔灌注只灌注能灌注的孔段，实现更加精准高效低碳的灌浆过程。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种岩石地层灌浆双塞，包括，依次连接布置的用于收集和显示钻孔孔内情况的水下影像模块以及用于灌浆的双水压膨胀灌浆塞模块，两个所述水压膨胀灌浆塞模块之间通过中间灌浆花管连接。

4、优选的，所述水下影像模块包括折弯灌浆管、螺纹端头、加固钢板条以及微型影像单元；

5、所述折弯灌浆管两端平整，中部内凹形成凹槽；

6、所述螺纹端头的数量为两个，两个所述螺纹端头分别固定连接于所述折弯灌浆管的两端；

7、所述加固钢板条位于所述折弯灌浆管的凹槽的相对侧，并与所述折弯灌浆管的凹槽形成容纳空间，所述加固钢板条的两端分别与两个所述螺纹端头固定连接；

8、所述微型影像单元位于所述加固钢板条与所述折弯灌浆管的凹槽形成的容纳空间内，并与所述加固钢板条可拆卸连接。

9、优选的，所述螺纹端头为具有内螺纹的圆环结构。

10、优选的，所述微型影像单元包括水下led照明灯以及高像素广角微型摄录机；多个所述水下led照明灯围绕所述高像素广角微型摄录机布置。

11、优选的，所述水压膨胀灌浆塞模块包括中心浆管以及套设于所述中心浆管外表面并沿所述中心浆管轴向方向依次布置的千斤顶底座、微型环状千斤顶、环状橡胶塞和止推底座；所述环状橡胶塞的数量为多个，每两个所述环状橡胶塞之间布置有硬质塑料垫板。

12、优选的，所述中心浆管的两端分别突出所述千斤顶底座和所述止推底座，且突出部分设有外螺纹；所述中心浆管与所述千斤顶底座焊接固定，所述中心浆管与所述止推底座螺纹连接。

13、优选的，还包括高压细管，所述高压细管分别与两个所述微型环状千斤顶连通。

14、优选的，还包括传输影像电缆，所述传输影像电缆与所述微型影像单元电连接。

15、本发明还提供了一种孔内局部靶向灌浆方法，包括以下步骤：

16、s1、完成钻孔并冲洗孔，利用水下影像模块b及配套的机具进行孔内数字录像；

17、s2、进行整孔数字岩芯的制作，规划判断可灌区段，并确定卡塞位置；

18、s3、下设上述的岩石地层灌浆双塞确认预订卡塞位置；

19、s4、手压泵驱动水压膨胀岩石地层灌浆塞并锁定微型环状千斤顶；

20、s5、按灌浆规范和设计进行灌注浆液，观测渗漏情况；

21、s6、完成下面灌浆段，卸除手压泵压力，然后安装上一灌浆段的卡塞；

22、s7、重复步骤s4-s6，依次自下而上完成整个孔的精准灌浆。

23、优选的，所述水下影像模块b包括内螺纹端头、线缆中心端头，高像素广角微型摄录机b以及水下led照明灯b；

24、所述内螺纹端头为具有内螺纹的圆环结构；

25、所述线缆中心端头具有线缆卡槽，所述线缆中心端头与所述内螺纹端头螺纹连接；

26、所述高像素广角微型摄录机b与所述内螺纹端头固定连接；

27、多个所述水下led照明灯b围绕所述高像素广角微型摄录机b布置。

28、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种岩石地层灌浆塞及自下而上可视化灌浆方法，具有以下有益效果：

29、本发明克服了现有岩石灌浆痛点，利用完成的钻孔快速孔内数字录像，并制作电子岩芯，用电子岩芯提前规划，只对具有可灌性的孔段进行灌注，现场可视化确认安装灌浆塞，孔内灌浆过程可视化监控，及时处理灌注过程中的渗漏，不用全孔灌注只灌注能灌注的孔段，实现更加精准高效低碳的灌浆过程。

30、本发明采用模块化设计，附件坏只更换附件，克服了传统的水压膨胀胶囊灌浆双塞，一旦损坏整个灌浆双塞均报废的缺点；本发明水压膨胀灌浆塞按模块化设计，采用千斤顶压缩多个分隔的环状橡胶塞，实现灌浆分段封闭，具有耐更高压力，封闭性好、易损件容易更换、使用成本低，寿命长的优点。

技术特征：

1.一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，包括，依次连接布置的用于收集和显示钻孔孔内情况的水下影像模块以及用于灌浆的双水压膨胀灌浆塞模块，两个所述水压膨胀灌浆塞模块之间通过中间灌浆花管连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，所述水下影像模块包括折弯灌浆管、螺纹端头、加固钢板条以及微型影像单元；

3.根据权利要求2所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，所述螺纹端头为具有内螺纹的圆环结构。

4.根据权利要求2所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，所述微型影像单元包括水下led照明灯以及高像素广角微型摄录机；多个所述水下led照明灯围绕所述高像素广角微型摄录机布置。

5.根据权利要求3所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，所述水压膨胀灌浆塞模块包括中心浆管以及套设于所述中心浆管外表面并沿所述中心浆管轴向方向依次布置的千斤顶底座、微型环状千斤顶、环状橡胶塞和止推底座；所述环状橡胶塞的数量为多个，每两个所述环状橡胶塞之间布置有硬质塑料垫板。

6.根据权利要求5所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，所述中心浆管的两端分别突出所述千斤顶底座和所述止推底座，且突出部分设有外螺纹；所述中心浆管与所述千斤顶底座焊接固定，所述中心浆管与所述止推底座螺纹连接。

7.根据权利要求5所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，还包括高压细管，所述高压细管分别与两个所述微型环状千斤顶连通。

8.根据权利要求2所述的一种岩石地层灌浆双塞，其特征在于，还包括传输影像电缆，所述传输影像电缆与所述微型影像单元电连接。

9.一种孔内局部靶向灌浆方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的自下而上可视化灌浆方法，其特征在于，所述水下影像模块b包括内螺纹端头、线缆中心端头，高像素广角微型摄录机b以及水下led照明灯b；

技术总结
本发明公开了一种岩石地层灌浆双塞，包括，依次连接布置的用于收集和显示钻孔孔内情况的水下影像模块以及用于灌浆的双水压膨胀灌浆塞模块，两个水压膨胀灌浆塞模块之间通过中间灌浆花管连接；本发明克服了现有岩石灌浆痛点，利用完成的钻孔快速孔内数字录像，并制作电子岩芯，用电子岩芯提前规划，只对具有可灌性的孔段进行灌注，现场可视化确认安装灌浆塞，孔内灌浆过程可视化监控，及时处理灌注过程中的渗漏，不用全孔灌注只灌注能灌注的孔段，实现更加精准高效低碳的灌浆过程。

技术研发人员：徐方才,肖恩尚,江志安,谢武,王保辉,房小波,吴金伟,宋雅静
受保护的技术使用者：中国水电基础局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1