CN112031811A - 一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法，涉及涌水封堵领域，包括按压箱和固定板，包括设置于待封堵出水口处且贴合崖壁的L型混凝土结构，混凝土结构内置引流管和注浆套管，引流管和注浆套管一端均连通出水口，另一端均穿过混凝土结构，位于混凝土结构外，引流管远离出水口的一端配合有引流阀，通过在封堵前设置缩口工程并分两次浇筑混凝土，形成L型的钢筋混凝土结构，对出水口过水面积进行控制，配置引流管进行引流，缓解出水口的注浆压力，保证混凝土封堵结构的形成，达到快速施工封堵崖壁涌水的效果。

Description

一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法

技术领域

本公开涉及涌水封堵领域，特别涉及一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

岩溶地区凹陷式矿山开采过程中，由于岩溶发育的不均匀性，形成岩溶管道，出现矿坑崖壁突涌水情况，相较于其他涌水类型，该类型涌水流量大、流速快，并且受限于崖壁位置的结构，不易进行封堵施工。

发明人发现，目前矿山治理崖壁突涌水的方法主要为疏干排水和注浆堵水，疏干排水见效快，但长期抽排水费用高昂且破坏区域水文地质环境，极易引起地面塌陷等灾害；现有注浆堵水技术要求高，且受制于不同的涌水情况，在对岩溶管道型涌水封堵过程中，由于涌水流量大、流速快，浆液极易被冲散，并且，在崖壁位置，浆液难以有效附着，导致封堵结构无法稳定，难以达到快速施工封堵效果。

发明内容

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法，通过在封堵前设置缩口工程并分两次浇筑混凝土，形成L型的钢筋混凝土结构，对出水口过水面积进行控制，配置引流管进行引流，缓解出水口的注浆压力，保证混凝土封堵结构的形成，达到快速施工封堵崖壁涌水的效果。

本公开的第一目的是提供一种崖壁涌水注浆封堵系统，采用以下技术方案：

包括设置于待封堵出水口处且贴合崖壁的L型混凝土结构，混凝土结构内置引流管和注浆套管，引流管和注浆套管一端均连通出水口，另一端均穿过混凝土结构，位于混凝土结构外，引流管远离出水口的一端配合有引流阀。

进一步地，所述混凝土结构包括相互连接的下层混凝土结构和上层混凝土结构，上层混凝土结构和下层混凝土结构均贴合崖壁，用于封堵出水口。

进一步地，所述混凝土结构内置有钢筋网，钢筋网连接有深入崖壁的打注锚杆。

本公开的第二目的是提供一种崖壁涌水注浆封堵方法，包括以下步骤：

获取崖壁出水口位置及涌水通道，确定水力补给来源；

对出水口进行缩口工程，布置引流管并配合设置引流阀将涌水引出，并留设深部注浆套管；

铺设钢筋网，并打注锚杆，支设模板并浇筑混凝土封堵出水口；

通过注浆套管实施反注浆，封堵涌水通道。

进一步地，所述的缩口工程为结合涌水通道的位置，通过堆积反压土层及沙袋，控制涌水点过水面积，逐渐对用水点周围面积进行缩小。

进一步地，封堵出水口具体包括以下步骤：

铺设底层钢筋网，架设工字钢，铺设中层钢筋网，打注锚杆并支设模板，浇筑下层混凝土；

打注帮部锚杆，铺设上部钢筋网，支设模板浇筑混凝土；

两次浇筑混凝土后形成贴合崖壁形状的L型钢筋混凝土结构。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)通过在封堵前设置缩口工程并分两次浇筑混凝土，形成L型的钢筋混凝土结构，对出水口过水面积进行控制，配置引流管进行引流，缓解出水口的注浆压力，保证混凝土封堵结构的形成，达到快速施工封堵崖壁涌水的效果；

(2)通过引流管和注浆套管对岩溶通道内的高流速涌水进行初步降速，为浇筑形成混凝土结构提供良好的施工环境，并且，在对涌水减速后，为后续的反注浆封堵涌水通道提供更好的施工环境，解决涌水流速过大，反注浆封堵浆液被冲出涌水通道外的问题，降低了崖壁涌水点注浆封堵的难度，最终更快实现崖壁用水点的注浆封堵；

(3)通过钢筋网配合锚杆的布置对L型混凝土结构和崖壁之间进行加固连接，提高混凝土结构的稳定性，并通过混凝土结构对崖壁进行加固，二者相互作用，防止涌水压力过大导致崖壁涌水绕流。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中封堵系统结构的主视示意图；

图2为本公开实施例1、2中封堵系统结构的左视示意图；

图3为本公开实施例1、2中封堵系统结构的俯视示意图。

图中，1、出水口，2、缩口工程，3、引流阀，4、引流管，5、深部注浆套管，6、钢筋网，7、工字钢，8、锚杆。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中疏干排水和注浆堵水治理崖壁突涌水的方法均存在弊端，容易导致地面塌陷，并且传统封堵结构不易布置，封堵结构难以稳定的问题；针对上述问题，本公开提出了一种崖壁涌水注浆封堵系统及方法。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种崖壁涌水注浆封堵系统。

包括设置于待封堵出水口处且贴合崖壁的L型混凝土结构，混凝土结构能够对出水口位置的崖壁进行固定，并且，混凝土结构贴附与崖壁上，能够利用崖壁的稳定性对混凝土结构进行稳定支撑；

在本实施例中，所述混凝土结构包括相互连接的下层混凝土结构和上层混凝土结构，上层混凝土结构和下层混凝土结构均贴合崖壁，用于封堵出水口；

所述混凝土结构内置有钢筋网，钢筋网连接有深入崖壁的打注锚杆。

锚杆打入崖壁内部，锚杆与混凝土内部的钢筋网连接，形成稳定结构，在浇筑混凝土后，使得混凝土结构与崖壁形成相互支撑；

通过钢筋网配合锚杆的布置对L型混凝土结构和崖壁之间进行加固连接，提高混凝土结构的稳定性，并通过混凝土结构对崖壁进行加固，二者相互作用，防止涌水压力过大导致崖壁涌水绕流。

具体的，对于下层混凝土结构，其主体骨架为底部钢筋网、工字钢、中层钢筋网，在依次布置底部钢筋网、工字钢和中层钢筋网后，打注锚杆，将其与锚杆连接，支护模板后浇筑混凝土形成下层混凝土结构；

对于上层混凝土结构，其主体骨架为上部钢筋网，先打注帮部锚杆，利用帮部锚杆对上部钢筋网进行初步固定，支护模板后浇筑混凝土，形成与下层混凝土连接的上层混凝土结构；

上层混凝土结构和下层混凝土结构共同形成L型混凝土结构。

混凝土结构内置引流管和注浆套管，引流管和注浆套管一端均连通出水口，另一端均穿过混凝土结构，位于混凝土结构外，引流管远离出水口的一端配合有引流阀；

所述引流管和注浆套管均连通出水口，用于引出涌水，引流阀控制引流管的出水量；

配置引流管和注浆套管进行引流，缓解出水口的注浆压力，保证混凝土封堵结构的形成，达到快速施工封堵崖壁涌水的效果。

在注浆套管引出涌水、混凝土结构成型后，注浆套管用于实施反注浆，封堵涌水通道；

通过引流管和注浆套管对岩溶通道内的高流速涌水进行初步降速，为浇筑形成混凝土结构提供良好的施工环境；

并且，在对涌水减速后，为后续的反注浆封堵涌水通道提供更好的施工环境，解决涌水流速过大，反注浆封堵浆液被冲出涌水通道外的问题，降低了崖壁涌水点注浆封堵的难度，最终更快实现崖壁用水点的注浆封堵。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，如图1-图3所示，提出了一种崖壁涌水注浆封堵方法。

包括以下步骤：

获取崖壁出水口位置及涌水通道，通过探杆探测出水口位置及实际涌水通道的角度及深度，确定水力补给来源；

对出水口进行缩口工程，结合涌水通道的位置，通过堆积反压土层及沙袋，控制涌水点过水面积，逐渐对用水点周围面积进行缩小；

布置引流管并配合设置引流阀将涌水引出，并留设深部注浆套管；

铺设钢筋网，并打注锚杆，支设模板并浇筑混凝土封堵出水口，其中，深部注浆套管一端置于出水口位置，另一端穿过混凝土结构，外露于混凝土结构外；

通过注浆套管实施反注浆，封堵涌水通道。

其中，封堵出水口具体包括以下步骤：

铺设底层钢筋网，架设工字钢，铺设中层钢筋网，打注锚杆并支设模板，浇筑下层混凝土；

打注帮部锚杆，铺设上部钢筋网，支设模板浇筑混凝土；

两次浇筑混凝土后形成贴合崖壁形状的L型钢筋混凝土结构。

结合附图及实施例1，对本实施例中的封堵过程进行详细描述，具体包括以下步骤：

步骤1：观察涌水点的过水断面大小、压力及流量，用探杆探入涌水点，探测实际出水口的位置，在探明出水口1位置后，将探杆深入出水口1内，探测实际涌水通道位置、走向及数量；

步骤2：根据探测得到的实际涌水通道位置及走向，在上游位置施工观测钻孔，通过对观测钻孔与出水口1进行连通试验，并结合资料，确定水力补给来源；

步骤3：根据出水口1过水断面大小，对出水口1进行缩口工程2，对出水口1位置进行进一步明确；

步骤4：在出水口1处设置引流阀3、埋设引流管4，尽可能的把涌水引入阀门3内，完成对涌水的控制，避免涌水漫灌，留设深部注浆套管5，为后续反注浆封堵岩溶管道做准备；

步骤5：在地面上铺设底部钢筋网6，架设工字钢7，铺设中层钢筋网6，支设模板，浇筑下层混凝土，形成下部钢筋混凝土结构，固定引流管4、注浆管5等装置。打注锚杆8，加固地层，防止涌水压力过大导致地层鼓起或新的涌水点产生。

步骤6：在崖壁打注帮部锚杆8，铺设上部钢筋网6，在已有的下部钢筋混凝土结构上支设模板，浇筑混凝土，加固崖壁，防止涌水压力过大导致崖壁涌水绕流。

步骤7：通过预留的深部注浆套管5对涌水口1进行注浆，观测引流管4的跑浆情况，控制引流阀3，实施反注浆封堵涌水通道，同时观测钢筋混凝土结构，防止水压过大造成破坏。

进一步的，步骤1中，所述探杆探测需要探测出水口1位置及实际的涌水通道的角度及深度，由于岩溶地区岩溶发育的不均匀性，一个涌水口1可能是由多条涌水通道形成的，需要探明涌水通道的数量、角度及深度。

优选的，步骤1中，所述的角度包括探杆与水平、竖直方向所呈夹角，根据角度、深度，对涌水通道三维呈现，以初步确定实际来水方向。

进一步的，步骤3中，所述的缩口工程2需要结合涌水通道的位置，通过堆积反压土层及沙袋，控制涌水点过水面积，初步对涌水点周围面积进行缩小。

进一步的，步骤4中，所述深部注浆套管5与引流管4数量及截面积需要根据涌水口大小决定，所有引流管4的总截面积要略大于涌水口1截面积，深部注浆套管5的数量与截面积要根据实际涌水量、注浆量进行合理配置。

进一步的，步骤5、7中，两次浇筑混凝土后形成的结构为L型钢筋混凝土结构，L型与崖壁形状贴合，在保证结构承载力的情况下，节省材料。

进一步的，步骤4中，所述深部注浆套管5里端置于出水口1位置，外端穿过混凝土结构，外露于混凝土结构外，深部注浆套管需要预设，注浆前可作为泄压管、引流管，在控制水流速度后，进行注浆，实现对涌水的封堵。

通过在封堵前设置缩口工程并分两次浇筑混凝土，形成L型的钢筋混凝土结构，对出水口过水面积进行控制，配置引流管进行引流，缓解出水口的注浆压力，保证混凝土封堵结构的形成，达到快速施工封堵崖壁涌水的效果。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种崖壁涌水注浆封堵系统，其特征在于，包括设置于待封堵出水口处且贴合崖壁的L型混凝土结构，混凝土结构内置引流管和注浆套管，引流管和注浆套管一端均连通出水口，另一端均穿过混凝土结构，位于混凝土结构外，引流管远离出水口的一端配合有引流阀。

2.如权利要求1所述的崖壁涌水注浆封堵系统，其特征在于，所述混凝土结构包括相互连接的下层混凝土结构和上层混凝土结构，上层混凝土结构和下层混凝土结构均贴合崖壁，用于封堵出水口。

3.如权利要求2所述的崖壁涌水注浆封堵系统，其特征在于，所述混凝土结构内置有钢筋网，钢筋网连接有深入崖壁的打注锚杆。

4.如权利要求1所述的崖壁涌水注浆封堵系统，其特征在于，所述引流管和注浆套管均连通出水口，用于引出涌水，引流阀控制引流管的出水量。

5.如权利要求1所述的崖壁涌水注浆封堵系统，其特征在于，所述注浆套管一端布置于出水口位置，另一端外露于混凝土结构外，用于实施反注浆封堵涌水通道。

6.一种崖壁涌水注浆封堵方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取崖壁出水口位置及涌水通道，确定水力补给来源；

对出水口进行缩口工程，布置引流管并配合设置引流阀将涌水引出，并留设深部注浆套管；

铺设钢筋网，并打注锚杆，支设模板并浇筑混凝土封堵出水口；

通过注浆套管实施反注浆，封堵涌水通道。

7.如权利要求6所述的崖壁涌水注浆封堵方法，其特征在于，通过探杆探测出水口位置及实际涌水通道的角度及深度，探测的角度包括探杆与水平、竖直方向所呈夹角。

8.如权利要求6所述的崖壁涌水注浆封堵方法，其特征在于，所述的缩口工程为结合涌水通道的位置，通过堆积反压土层及沙袋，控制涌水点过水面积，逐渐对用水点周围面积进行缩小。

9.如权利要求6所述的崖壁涌水注浆封堵方法，其特征在于，封堵出水口具体包括以下步骤：

铺设底层钢筋网，架设工字钢，铺设中层钢筋网，打注锚杆并支设模板，浇筑下层混凝土；

打注帮部锚杆，铺设上部钢筋网，支设模板浇筑混凝土；

两次浇筑混凝土后形成贴合崖壁形状的L型钢筋混凝土结构。

10.如权利要求6所述的崖壁涌水注浆封堵方法，其特征在于，深部注浆套管一端置于出水口位置，另一端穿过混凝土结构，外露于混凝土结构外。

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