CN109281638A - 钻孔承压水同步排水注浆封堵装置及封堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钻孔承压水同步排水注浆封堵装置及封堵方法，其特征在于：其包括沉底钢筋、排水管、注浆管、囊袋和水龙头，沉底钢筋和排水管并排设置且通过连接件相互连接，水龙头连接在排水管顶端；囊袋包裹在由沉底钢筋及排水管构成的组合体的外侧，其中，排水管底部贯穿囊袋；囊袋的顶部设有注浆口，注浆管穿过注浆口并插入囊袋内。钻孔承压水封堵过程中，将沉底钢筋、排水管、注浆管、囊袋吊入钻孔中，向囊袋内注入纯水泥浆，同时通过排水管排出承压水，减小承压水对纯水泥浆的影响，待纯水泥浆完全硬化后关闭水龙头，实现钻孔承压水完全封堵。本发明形成的钻孔承压水封堵效果好，封堵结构成型速度快，安全可靠，封堵成本及后期维护费用低。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，更具体地说，涉及一种钻孔承压水封堵技术，尤其涉及一种钻孔承压水同步排水注浆封堵装置及封堵方法。
背景技术
承压水是充满两个隔水层之间的含水层中的地下水。随着采矿工程、隧道工程等地下工程的日益增多，巷道突水事故时有发生，造成大量经济损失，为防止突水事故的发生，需要在掘进面超前水平进行钻孔探水，但是一旦钻至承压水层，当拔出钻杆后，承压水就会通过钻孔喷射出来，必须要将此钻孔封堵住。以往出 现突水现象时，通常采用堆砌沙包进行封堵，或者是用锥形木头或棉布进行封堵，亦或者是采用注射混凝土的方式进行封堵。
采用堆砌沙包的方式对承压水进行封堵时，由于沙包之间本身存在空隙，承压水喷射过程中会从沙包之间的缝隙处流出，封堵效果差；采用锥形木头或棉布进行封堵时，当承压水喷射压力较大时，锥形木头和棉布很难塞到钻孔中，且操作过程中存在安全隐患；采用注射混凝土的方式对承压水进行封堵时，混凝土注射后硬化前，由于承压水的冲刷，混凝土硬化过程缓慢，且硬化后的混凝土很可能存在缺陷，产生缝隙，无法完全封堵承压水，封堵效果较差，需要经常修补。
综上所述，这些传统的封堵方法费时费工不经济，并且封堵效果比较差，一般还会需要后续封堵工作，如何快速高效的对钻孔进行封堵，仍然是一个问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中承压水封堵效果差、周期长、费用高等问题，提出一种封堵效果好，且施工周期相对较短的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，并且提出了基于该装置的钻孔承压水的封堵方法。
为了达到目的，本发明提供的技术方案为：
本发明涉及的一种钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其包括沉底钢筋、排水管、注浆管、囊袋和水龙头，所述的沉底钢筋和排水管并排设置且通过连接件相互连接，所述的水龙头连接在排水管顶端；所述的囊袋包裹在由沉底钢筋及排水管构成的组合体的外侧，其中，排水管底部贯穿囊袋；所述的囊袋的顶部设有注浆口，注浆管穿过注浆口并插入囊袋内。
优选地，所述的连接件为若干均匀间隔布置的绑扎钢丝，间距为0.6m~1m。
优选地，排水管底部穿出囊袋部分的长度为10cm~15cm。
优选地，所述的囊袋的底部内侧与沉底钢筋底端以及排水管外壁连接。
优选地，所述的囊袋与所述的沉底钢筋以及所述的排水管采用热熔粘结的方式连接，或采用麻绳绑扎的方式连接。
一种采用上述钻孔承压水同步排水注浆封堵装置的承压水封堵方法，包括以下步骤：
S1：根据钻孔深度选择沉底钢筋、排水管和囊袋，通过连接件绑扎沉底钢筋和排水管，并外包囊袋，形成囊袋空腔，排水管的底部穿出囊袋，顶部连接水龙头，将注浆管从囊袋顶部插入囊袋空腔；
S2：沉底钢筋、排水管、囊袋以及注浆管吊入钻孔中；
S3：拧开水龙头开关，通过注浆管向囊袋注入纯水泥浆；
S4：承压水通过排水管和水龙头排出，同时纯水泥浆逐渐硬化形成后注浆体；
S5：关闭水龙头开关，封堵承压水。
优选地，所述的S3中，注入纯水泥浆的过程中，一边向囊袋内注入纯水泥浆，一边向上提升注浆管，当注浆管的底部拔出囊袋，停止注浆。
优选地，关闭水龙头封堵承压水后，在水龙头位置进行填土或浇筑混凝土块，形成保护层，水龙头埋在保护层内。
优选地，所述S1中，水龙头通过螺纹连接的方式与排水管顶部连接，且连接位置设有密封圈。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
（1）本发明是将外包囊袋的沉底钢筋以及排水管吊入钻孔中，并向囊袋内注纯水泥浆，待硬化后形成封堵钻孔承压水的结构，纯水泥浆外部有囊袋保护，承压水不会与纯水泥浆接触，而导致纯水泥浆无法硬化，并且在砂浆硬化过程中，承压水通过排水管排出，外包囊袋的纯水泥浆受到承压水喷出时产生的作用力减小，硬化形成的后注浆体变形小，可完全堵住钻孔，封堵效果好。
（2）本发明的排水管是与沉底钢筋一起吊进钻孔中的，沉底钢筋起到保护排水管的作用，防止排水管断裂。
附图说明
图1是本发明涉及的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置的结构示意图；
图2是采用附图1所述的装置对钻孔承压水进行封堵后的结构示意图。
标注说明：1-沉底钢筋，2-排水管，3-注浆管，4-囊袋，5-水龙头，6-连接件，7-后注浆体，8-保护层，10-承压水层，11-钻孔，12-上部土层，13-下部土层。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
结合附图1所示，在隧道施工中等地下工程中，因需要对土层进行钻孔，钻孔穿过上部土层12后，不慎钻孔11打入承压水层10或甚至打穿承压水层10至下部土层13内，导致承压水沿着钻孔11喷射，对工程造成影响，故需要对钻孔11中的承压水进行封堵。
钻孔承压水采用本发明涉及的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置进行施工，该装置包括沉底钢筋1、排水管2、注浆管3、囊袋4和水龙头5，所述的沉底钢筋1采用直径为25mm的普通热轧钢筋，所述的排水管2采用不锈钢水管，所述的囊袋4具有弹性。沉底钢筋1和排水管2并排设置且通过连接件6相互连接，本实施例中的连接件为间隔布置的绑扎钢丝，每间隔0.6m设置一个绑扎点，确保沉底钢筋1和排水管2完全固定且不会产生相对的滑动，所述的水龙头5通过螺纹连接的方式连接在排水管2顶端，且连接位置设有密封圈，防止排水过程中以及封堵后承压水从水龙头5和排水管2连接的位置流出。所述的囊袋4包裹在由沉底钢筋1及排水管2构成的组合体的外侧，其中，排水管2底部贯穿囊袋4，且伸出10cm~15cm，即囊袋4不包裹住排水管2的底端，如此，承压水可通过排水管2排出。囊袋4的底部内侧与沉底钢筋1底端以及排水管2外壁连接，本实施例中，囊袋4是通过热熔粘结的方式或者采用麻绳绑扎的方式与沉底钢筋1以及排水管2连接的，所述的囊袋4的顶部设有注浆口，注浆管3穿过注浆口并插入囊袋4内。
采用钻孔承压水同步排水注浆封堵装置的承压水封堵方法，包括以下步骤：
步骤一：采用测量装置对钻孔11的深度进行测量，对于未打穿承压水层10的钻孔11，继续向下打孔，直至钻孔11穿过承压水层10进入下部土层13，根据钻孔深度选择合适长度的沉底钢筋1、排水管2和囊袋4，通过连接件6将沉底钢筋1和排水管2绑扎在一起，其组合体的外侧外包囊袋4，囊袋4的底部与沉底钢筋1以及排水管2的外圈密封连接，囊袋4的顶部与沉底钢筋1以及排水管2顶部外圈部分连接，且设置开口作为注浆口，用于注浆管3插入，进而形成顶部设有注浆口外，其余位置均密封的囊袋空腔，排水管2的底部穿出囊袋4，顶部连接水龙头将5，注浆管3从囊袋顶部的注浆口插入囊袋空腔，一直插入到囊袋4底部位置；
步骤二：采用吊机吊住沉底钢筋1、排水管2、囊袋4以及注浆管3组合结构的顶部并垂直起吊，将该组合结构整体调入钻孔11中，使排水管2的底部接近钻孔11的底端，拧开水龙头5开关，此时，部分承压水沿钻孔11向上喷出，部分承压水则通过排水管2并从水龙头5处流出；
步骤三：保持水龙头5拧开的状态，通过注浆管3向囊袋4注入纯水泥浆，开始注浆时，注浆管3应插入囊袋4的底部，从囊袋4的底部向上注浆，且一边注浆一边缓慢向上提升注浆管3的高度，囊袋4内注入纯水泥浆后，囊袋4被撑开，逐渐堵住钻孔11，当注浆管3拔出囊袋4后，停止注浆；
步骤四：注入纯水泥浆的囊袋4堵住钻孔，由于排水管2对承压水的阻力小，故此时承压水通过排水管2从水龙头5处排出，承压水对未硬化的纯水泥浆产生的作用力减小，且在囊袋4的保护下，承压水不会侵入到纯水泥浆内，保证纯水泥浆硬化过程中不受承压水的影响，纯水泥浆完全硬化后形成后注浆体7；
步骤五：形成后注浆体7后，关闭水龙头5开关，封堵承压水，完成钻孔承压水封堵的全部过程；
步骤六：后续施工过程中，露出上部土层12的排水管2和水龙头5可能遭到破坏，一旦排水管2和水龙头5破坏，承压水就会从排水管2的破坏位置喷出，为保证在后续施工过程中不会对水龙头5以及顶部的排水管2造成破坏，在钻孔承压水被堵住且关闭水龙头5后，在水龙头5位置进行填土或浇筑混凝土块，形成保护层8，水龙头5埋在保护层8内，保护层8起到保护水龙头5的作用。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其特征在于：其包括沉底钢筋（1）、排水管（2）、注浆管（3）、囊袋（4）和水龙头（5），所述的沉底钢筋（1）和排水管（2）并排设置且通过连接件（6）相互连接，所述的水龙头（5）连接在排水管（2）顶端；所述的囊袋（4）包裹在由沉底钢筋（1）及排水管（2）构成的组合体的外侧，其中，排水管（2）底部贯穿囊袋（4）；所述的囊袋（4）的顶部设有注浆口，注浆管（3）穿过注浆口并插入囊袋（4）内。
2.根据权利要求1所述的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其特征在于：所述的连接件（6）为若干均匀间隔布置的绑扎钢丝，间距为0.6m~1m。
3.根据权利要求1所述的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其特征在于：排水管底部穿出囊袋（4）部分的长度为10cm~15cm。
4.根据权利要求1所述的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其特征在于：所述的囊袋（4）的底部内侧与沉底钢筋（1）底端以及排水管（2）外壁连接。
5.根据权利要求4所述的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置，其特征在于：所述的囊袋（4）与所述的沉底钢筋（1）以及所述的排水管（2）采用热熔粘结的方式连接，或采用麻绳绑扎的方式连接。
6.一种采用权利要求1~5任意一项所述的钻孔承压水同步排水注浆封堵装置的承压水封堵方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：根据钻孔深度选择沉底钢筋（1）、排水管（2）和囊袋（4），通过连接件（6）绑扎沉底钢筋（1）和排水管（2），并外包囊袋（4），形成囊袋空腔，排水管（2）的底部穿出囊袋（4），顶部连接水龙头将（5），注浆管（3）从囊袋顶部插入囊袋空腔；
S2：沉底钢筋（1）、排水管（2）、囊袋（4）以及注浆管（3）吊入钻孔中；
S3：拧开水龙头（5）开关，通过注浆管（3）向囊袋（4）注入纯水泥浆；
S4：承压水通过排水管（2）和水龙头（5）排出，同时纯水泥浆逐渐硬化形成后注浆体（7）；
S5：关闭水龙头（5）开关，封堵承压水。
7.根据权利要求6所述的承压水封堵方法，其特征在于：所述的S3中，注入纯水泥浆的过程中，一边向囊袋（4）内注入纯水泥浆，一边向上提升注浆管（3），当注浆管（3）的底部拔出囊袋（4），停止注浆。
8.根据权利要求6所述的承压水封堵方法，其特征在于：关闭水龙头（5）封堵承压水后，在水龙头位置进行填土或浇筑混凝土块，形成保护层（8），水龙头（5）埋在保护层（8）内。
9.根据权利要求6所述的承压水封堵方法，其特征在于：所述S1中，水龙头（5）通过螺纹连接的方式与排水管（2）顶部连接，且连接位置设有密封圈。
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