CN104196488A - 水下勘探孔封孔工艺 - Google Patents

Abstract

一种水下勘探孔封孔工艺，首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆，速凝水泥浆初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟；将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔的底部，将速凝水泥浆用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔，并挤出水下勘探孔内的水，在灌入速凝水泥浆的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆，完成灌浆；事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆的桩塞，在速凝水泥浆初凝后，通过钻杆将桩塞完全压入水下勘探孔，压入后的桩塞底部离地下的盾构顶板高度差为1.5至3米；待速凝水泥浆终凝后，完成封孔。本发明通过速凝水泥浆和桩塞配合封堵水下勘探孔，防止水体通过水下勘探孔向下渗流，避免地表水注入区间隧道，造成安全事故。

Description

水下勘探孔封孔工艺

技术领域

本发明涉及一种用于封堵勘探孔的技术，具体的说是一种封堵水下勘探孔的封孔工艺。

背景技术

地铁在开挖前，都需要对地铁沿线的地质进行勘探，进行地质勘探后，钻孔处会形成一柱形空洞，目前多采用“粘土段采用粘土回填、砂土层采用砂土回填”的方法，但效果往往不好。特别是在江底、湖底的勘探孔，不仅封孔难度大，封孔后还容易造成渗流。如后期线路发生调整，盾构机需经过钻孔位置时，地下水会从钻孔填筑材料的空隙中流入盾构区间，水淹隧道酿成重大安全事故。另外，盾构推进会对钻孔内的封孔材料产生向上的挤压力，当挤压力较大，封孔材料被挤出，从而形成下水通道，江水、河水、湖水等沿通道流向盾构区间，造成重大安全事故。回填的材料也不能有太大的硬度，如采用混凝土等回填，会对盾构机造成阻碍，甚至可能损坏盾构机。为此有此水下勘探孔选择在远离地铁开挖路线处，这样会造成勘探不准确。

中国专利局于2013年4月17日公开的，申请号为“201210563813.2”的“可溶岩溶洞上方勘探孔封堵方法”，它包括如下步骤 ：柔性杯型桩塞的制作，放置桩塞，水泥砂浆制备，灌注水泥砂浆，通过导浆管将配制好的水泥砂浆注入钻孔 内，至基岩面为止，边注浆边提升导浆管；注浆完成后，提升出导浆管，并使水泥砂浆凝固 30min ；采用重型动力触探对砂浆封孔质量进行检查，将圆锥型动力触探头改为平底探头，5 次连续锤击，记录贯入度；封孔检测合格后，上覆土层按“以土还土，以砂还砂”的原则进行封孔。这种方法解决了可溶岩溶洞上方勘探孔的封堵，但无法解决水下勘探孔的封堵。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，为人们提供一种封堵水下勘探孔的封孔工艺。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：该水下勘探孔封孔工艺包括如下步骤：

首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆，速凝水泥浆初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟；

将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔的底部，将速凝水泥浆用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔，并挤出水下勘探孔内的水，在灌入速凝水泥浆的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆，完成灌浆；

事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆的桩塞，在速凝水泥浆初凝后，通过钻杆将桩塞完全压入水下勘探孔，压入后的桩塞底部离地下的盾构顶板高度差为1.5至3米；

待速凝水泥浆终凝后，完成封孔。

所述速凝水泥浆采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比（水与水泥质量比）为1：0.3至1：0.4，在每100千克浆液中加入15至25毫升水玻璃调配而成。

所述的桩塞包括相互套装的外筒和内筒，外筒和内筒之间为填充物，内筒的内腔中空。

所述的填充物为混凝土或水泥砂浆。

所述桩塞的底部设有圆锥头，圆锥头的角度为100至150度。

所述桩塞的顶部设有悬挂钩。

所述桩塞的长度为1米至3米。

所述桩塞的外壁设有多个凸环。

本发明通过速凝水泥浆和桩塞配合封堵水下勘探孔，防止水体通过水下勘探孔向下渗流。由于速凝水泥浆凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔时，不会对盾构机造成过大的阻碍。桩塞侧壁的凸环加大了桩塞与周围土体的摩擦力，克服了盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。本发明能安全有效地回填水下勘探孔，解决了水下勘探孔的安全隐患，为我国的地铁发展作出了巨大贡献。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明桩塞的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明为一种水下勘探孔封孔工艺，它包括如下步骤：

首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆3，速凝水泥浆3初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟。所述速凝水泥浆3采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比（水与水泥质量比）为1：0.3至1：0.4，在每100千克浆液中加入15至25毫升水玻璃调配而成。

浆液的水灰比优选为1：0.35，在每100千克浆液中加入20毫升水玻璃，可以将初凝时间控制在30分钟，终凝时间控制在60分钟，如果水泥加的过多，会使速凝水泥浆3凝固后的硬度过高，如果水泥加的过少，凝结时间会延长。本发明的速凝水泥浆3凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔1时，不会对盾构机造成过大的阻碍。

然后，将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔1的底部，将速凝水泥浆3用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔1，并挤出水下勘探孔1内的水。在灌入速凝水泥浆3的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆3，完成灌浆。

如图2所示，事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆3的桩塞2，在速凝水泥浆3初凝后，通过钻杆将桩塞2完全压入水下勘探孔1。所述的桩塞2包括相互套装的外筒23和内筒22，外筒23和内筒22之间为填充物24，内筒22的内腔中空，所述的填充物24为混凝土或水泥砂浆。由于水下勘探孔1的直径一般都是120CM，因此本发明选择外筒23直径为110CM，内筒22直径80CM，外筒23和内筒22之间注入混凝土浆液，整体密度为1.12克每立方厘米，达到初期强度后即可使用。所述桩塞2的长度为1米至3米，以2米为宜。所述桩塞2的顶部设有悬挂钩21，悬挂钩21可以使桩塞2悬挂在钻杆下方。所述桩塞2的底部设有圆锥头26，可以方便将桩塞2塞入初凝的速凝水泥浆3内。圆锥头26的角度为100至150度，最佳为120度，如角度太大，桩塞2不容易塞入，如角度太小，桩塞2容易下沉，起不了封堵效果。

由于开挖地铁时的盾构顶板4距离水底的高度差需大于5米，才能保证安全性，因此压入后的桩塞2底部离地下的盾构顶板4高度差为1.5至3米，一般以2米为宜。桩塞2的压入高度可以通过钻杆长度计算。

待速凝水泥浆3终凝后，完成封孔。所述桩塞2的外壁设有多个凸环25，加大了桩塞2与周围土体的摩擦力，能克服盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。

本发明通过速凝水泥浆3和桩塞2配合封堵水下勘探孔1，防止水体通过水下勘探孔1向下渗流。由于速凝水泥浆3凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔时，不会对盾构机造成过大的阻碍。桩塞2侧壁的凸环25加大了桩塞2与周围土体的摩擦力，克服了盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。本发明能安全有效地回填水下勘探孔1，解决了水下勘探孔1的安全隐患，为我国的地铁发展作出了巨大贡献。

Claims (8)

1.一种水下勘探孔封孔工艺，其特征在于它包括如下步骤：

首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆（3），速凝水泥浆（3）初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟；

将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔（1）的底部，将速凝水泥浆（3）用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔（1），并挤出水下勘探孔（1）内的水，在灌入速凝水泥浆（3）的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆（3），完成灌浆；

事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆（3）的桩塞（2），在速凝水泥浆（3）初凝后，通过钻杆将桩塞（2）完全压入水下勘探孔（1），压入后的桩塞（2）底部离地下的盾构顶板（4）高度差为1.5至3米；

待速凝水泥浆终凝后，完成封孔。

2.根据权利要求1所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述速凝水泥浆（3）采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比（水与水泥质量比）为1：0.3至1：0.4，在每100千克浆液中加入15至25毫升水玻璃调配而成。

3.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述的桩塞（2）包括相互套装的外筒（23）和内筒（22），外筒（23）和内筒（22）之间为填充物（24），内筒（22）的内腔中空。

4.根据权利要求3所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述的填充物（24）为混凝土、水泥砂浆。

5.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞（2）的底部设有圆锥头（26），圆锥头（26）的角度为100至150度。

6.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞（2）的顶部设有悬挂钩（21）。

7.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞（2）的长度为1米至3米。

8.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞（2）的外壁设有多个凸环（25）。