CN212867552U - 一种岩溶塌陷区的注浆施工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道工程施工技术领域，具体提供了一种岩溶塌陷区的注浆施工系统，包括跟管钻机、塑料套管、钢套管、进浆管及回浆管；跟管钻机用于对可溶岩的上覆砂层进行钻孔至岩溶塌陷区，钢套管插入孔内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，塑料套管位于钢套管围合的空间内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，进浆管及回浆管均穿过塑料套管并伸入至岩溶塌陷区内。该方案简化了注浆施工过程，提高了施工效率，优化了工艺相关细节，解决了砂层钻孔易塌孔和钢套管容易埋死，影响盾构穿越的难题，很好地保证了岩溶塌陷区的注浆效果，安全可靠，易于操作，实用性强，除应用在盾构穿越岩溶塌陷区上覆的砂层外，也可广泛应用一般岩溶塌陷区的注浆处理，应用范围广。

Description

一种岩溶塌陷区的注浆施工系统

技术领域

本实用新型属于隧道工程施工技术领域，具体涉及一种岩溶塌陷区的注浆施工系统。

背景技术

随着地铁线网不断发展，地铁盾构隧道难以避开不良地层，地铁盾构隧道需在可溶性岩上部覆盖的砂层中穿越。而砂层下方往往会有可溶岩形成的岩溶塌陷区，溶洞内存在空洞或溶洞充填物较松散，承载力很低，盾构机穿越砂层时易发生沉陷等事故；又或是地铁隧道附近的溶洞，在施工过程中受到一些人为施工扰动，容易导致地基承载力不足、局部地基滑动和塌陷、不均匀沉降等，对工程建设和后期安全运营造成极大影响，也会对周边建筑等造成影响。因此，需对岩溶塌陷区进行注浆处理，以此确保盾构机安全、顺利通过溶洞区，避免工程事故的发生，并保证运营隧道结构承载力、变形、防水要求。

针对可溶岩上覆厚砂层的结构特征，在进行岩溶注浆处理时钻孔穿越上覆砂层很难成孔，目前常用的钻孔注浆工艺一般采用地质钻机钻孔，在上部含砂地层埋设钢套管，注浆时下设注浆管至孔底，封闭孔口进行岩溶注浆。但上述工艺有诸多缺陷，一是砂层成孔困难，钻孔穿越砂层时极易塌孔；二是孔底易堆积沉积物，使套管下设不到位；三是钻孔遇到溶洞时会造成砂层塌陷形成空洞，引起地面塌陷。四是此工艺经常会将钢套管卡死在地层中，钢套管不能重复利用，后期盾构施工时会对盾构机刀具造成损坏。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中岩溶塌陷区的注浆施工过程中砂层难成孔、易塌孔、钢套管卡死不能重复利用的问题。

为此，本实用新型提供了一种岩溶塌陷区的注浆施工系统，包括跟管钻机、塑料套管、钢套管、进浆管及回浆管；

所述钻机用于对可溶岩的上覆砂层进行钻孔至岩溶塌陷区，所述钢套管插入孔内且贯穿所述上覆砂层伸入可溶岩层内，所述塑料套管位于所述钢套管围合的空间内且贯穿所述上覆砂层伸入可溶岩层内，所述进浆管及回浆管均穿过所述塑料套管并伸入至所述岩溶塌陷区内。

优选地，还包括进气管，所述塑料套管的底部从上至下依次设有充气胶囊、止浆塞，所述进气管插入所述气胶囊内，所述进浆管及回浆管均穿过所述止浆塞。

优选地，所述止浆塞1/3埋设于塑料管内，2/3埋设于可溶岩层内。

优选地，所述进浆管及回浆管穿过止浆塞并伸入所述岩溶塌陷区深度为10m(可根据岩溶发育情况调整该深度)。

优选地，采用跟管钻机将Φ140mm钢套管打至基岩面以下0.5m，将钢套管留置在基岩中。

优选地，所述塑料套管的尺寸为Φ90mm，材质为PP-R管或PVC管，且所述塑料套管采用4m/段热焊接成型。

优选地，所述进浆管的下沉深度比所述回浆管的下沉深度更深。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种岩溶塌陷区的注浆施工系统，包括跟管钻机、塑料套管、钢套管、进浆管及回浆管；钻机用于对可溶岩的上覆砂层进行钻孔至岩溶塌陷区，钢套管插入孔内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，塑料套管位于钢套管围合的空间内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，进浆管及回浆管均穿过塑料套管并伸入至岩溶塌陷区内。该方案简化了注浆施工过程，提高了施工效率，优化了工艺相关细节，解决了砂层钻孔易塌孔和钢套管容易埋死，影响盾构穿越的难题，很好地保证了岩溶塌陷区的注浆效果，安全可靠，易于操作，实用性强，材料中较为昂贵的钢套管可重复利用，极大程度地节约了经济成本。除应用在盾构穿越岩溶塌陷区上覆砂层外，也可广泛应用一般岩溶塌陷区的注浆处理，应用范围广。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型岩溶塌陷区的注浆施工系统的结构示意图；

图2是本实用新型岩溶塌陷区的注浆施工系统的1-1截面图；

图3是本实用新型岩溶塌陷区的注浆施工系统的2-2截面图；

图4是本实用新型岩溶塌陷区的注浆施工系统的3-3截面图；

图5是本实用新型岩溶塌陷区的注浆施工系统的4-4截面图。

附图标记说明：钢套管10，塑料套管11，钻杆12，进气管13，进浆管14，回浆管15，砂层16，可溶岩层17，岩溶塌陷区18，充气胶囊19，止浆塞20。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实用新型实施例提供了一种岩溶塌陷区的注浆施工系统，如图1至图5所示，包括跟管钻机、塑料套管11、钢套管10、进浆管14及回浆管15；所述跟管钻机用于对可溶岩的上覆砂层16进行钻孔至岩溶塌陷区18，所述钢套管10插入孔内且贯穿所述上覆砂层16伸入可溶岩层17内，所述塑料套管11位于所述钢套管10围合的空间内且贯穿所述上覆砂层16伸入可溶岩层17内，所述进浆管14及回浆管15均穿过所述塑料套管11并伸入至所述岩溶塌陷区18内。

具体原理如下：

采用跟管钻机钻孔，先通过钻杆12穿过地面、砂层16及可溶岩层17到达岩溶塌陷区18，将钢套管10穿越砂层16后，在套管内下设塑料套管11，然后拔出钢套管10，将塑料套管11灌浆固定，钻头从塑料套管11内穿过，钻至即岩溶塌陷区18，并在孔内设有进浆管14、回浆管15、进气管13，塑料套管11底部上下设有充气胶囊19、止浆塞20，注浆时止浆塞20在水压下膨胀封堵灌浆孔，其优点在于可卡塞在灌浆孔内任何位置，可适应不规则孔壁、卡塞稳定性高、承压能力大，对保障卡塞稳定、防止抱塞埋塞和减小孔内占浆有重要作用，保证注浆效果。该方案简化了施工过程，提高了施工效率，优化了工艺相关细节，解决了砂层16钻孔易塌孔和钢套管10容易埋死，影响盾构穿越的难题，很好地保证了岩溶塌陷区18的注浆效果，安全可靠，易于操作，实用性强，材料中较为昂贵的钢套管10可重复利用，极大程度地节约了经济成本。除应用在盾构穿越岩溶塌陷区18上覆砂层16外，也可广泛应用一般岩溶塌陷区18的注浆处理，应用范围广。

优选的方案，采用跟管钻机将Φ140mm钢套管10打至基岩(即可溶岩层17)面以下0.5m，将钢套管10留置在基岩(即可溶岩层17)中。

优选的方案，所述塑料套管11的尺寸为Φ90mm，材质为PP-R管或PVC管，且所述塑料套管11采用4m/段热焊接成型。在钢套管10内下Φ90mm塑料套管11，塑料套管11下入深度从地面至基岩(即可溶岩层17)面，并密贴基岩(即可溶岩层17)面，其中，塑料套管11可采用PP-R管或PVC管等管材，塑料套管11采用4m/段热焊接成型，可满足注浆施工及不影响盾构掘进要求。

优选的方案，塑料套管11下到目标位置后取出钢套管10，随后向塑料套管11内进行灌浆固定。

优选的方案，所述止浆塞201/3埋设于塑料管内，2/3埋设于可溶岩层17内。利用钻机将Φ73mm钻头钻至设计深度后拔出钻头，并在塑料套管11底部上下布置充气胶囊19和止浆塞20，止浆塞20为一套可利用水压膨胀的橡胶棒，将止浆塞201/3埋设于塑料管内，2/3埋设于基岩(即可溶岩层17)内，保证注浆后止浆塞20能拔出。

优选的方案，所述进浆管14及回浆管15穿过止浆塞20并伸入所述岩溶塌陷区18深度为10m。注浆前，将进浆管14与回浆管15穿过止浆塞20，深度伸入基岩(即可溶岩层17)面10m(可根据岩溶发育情况调整该深度)，进气管13进入止浆塞20上部的充气胶囊19，通过充气起到固定止浆塞20的作用。其中，进浆管14进入溶洞底部，回浆管15尾部标高高于进浆管14尾部，以便带走溶洞的地下水。

所述进浆管14的下沉深度比所述回浆管15的下沉深度更深。进浆能更加充分、且较长时间地填充岩溶塌陷区18，并将地下水带走。

优选的方案，岩溶注浆完成后，拔出进浆管14、回浆管15、进气管13，将止浆塞20提升至离地面1m处，对孔内进行补充注浆并封闭塑料管。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种岩溶塌陷区的注浆施工系统，包括跟管钻机、塑料套管、钢套管、进浆管及回浆管；跟管钻机用于对可溶岩的上覆砂层进行钻孔至岩溶塌陷区，钢套管插入孔内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，塑料套管位于钢套管围合的空间内且贯穿上覆砂层伸入可溶岩层内，进浆管及回浆管均穿过塑料套管并伸入至岩溶塌陷区内。该方案简化了注浆施工过程，提高了施工效率，优化了工艺相关细节，解决了砂层钻孔易塌孔和钢套管容易埋死，影响盾构穿过的难题，很好地保证了岩溶塌陷区的注浆效果，安全可靠，易于操作，实用性强，材料中较为昂贵的钢套管可重复利用，极大程度地节约了经济成本。除应用在盾构穿越岩溶塌陷区上覆的砂层外，也可广泛应用一般岩溶塌陷区的注浆处理，应用范围广。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：包括跟管钻机、塑料套管、钢套管、进浆管及回浆管；

所述跟管钻机用于对可溶岩的上覆砂层进行钻孔至岩溶塌陷区，所述钢套管插入孔内且贯穿所述上覆砂层伸入可溶岩层内，所述塑料套管位于所述钢套管围合的空间内且贯穿所述上覆砂层伸入可溶岩层内，所述进浆管及回浆管均穿过所述塑料套管并伸入至所述岩溶塌陷区内。

2.根据权利要求1所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：还包括进气管，所述塑料套管的底部从上至下依次设有充气胶囊、止浆塞，所述进气管插入所述充气胶囊内，所述进浆管及回浆管均穿过所述止浆塞。

3.根据权利要求2所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：所述止浆塞1/3埋设于塑料管内，2/3埋设于可溶岩层内。

4.根据权利要求2所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：所述进浆管及回浆管穿过止浆塞并伸入所述岩溶塌陷区深度为10m。

5.根据权利要求1所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：采用跟管钻机将Φ140mm钢套管打至基岩面以下0.5m，将钢套管留置在基岩中。

6.根据权利要求5所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：所述塑料套管的尺寸为Φ90mm，材质为PP-R管或PVC管，且所述塑料套管采用4m/段热焊接成型。

7.根据权利要求1所述的岩溶塌陷区的注浆施工系统，其特征在于：所述进浆管的下沉深度比所述回浆管的下沉深度更深。

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