專利名稱：深水下巖塞截錐殼體防滲閉氣灌漿法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水 下巖塞爆破工程的巖塞體灌漿方法，特別是深水下的巖塞體灌漿， 也適用于水下巖塞圍巖質(zhì)量改善固結(jié)灌漿，以及水下洞室爆破圍巖體的防滲和固結(jié)灌漿。
背景技術(shù)：
在已建水庫或江河湖泊修建引水隧洞時(shí)，其進(jìn)水口留下一段巖體，以這段巖體擋水代替修建進(jìn)水口圍堰，當(dāng)隧洞施工結(jié)束后，將這段巖體一次爆除使隧洞通水并滿足設(shè)計(jì)流量，爆除的這部分巖體稱為“巖塞”。由于處在水下，其爆破過程稱為“水下巖塞爆破”。對(duì)于已建水庫修建引水隧洞取水，特別是深水下，采用水下巖塞爆破形成進(jìn)水口是必選方案。水下巖塞處于隧洞進(jìn)水口邊坡巖體上，一般邊坡巖體風(fēng)化較嚴(yán)重，節(jié)理裂隙較發(fā)育。由于節(jié)理裂隙的連通作用，在水壓力的作用下，開挖藥室會(huì)產(chǎn)生漏水或大量的涌水，藥室爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生漏氣。因此，在開挖藥室前，需要對(duì)巖塞進(jìn)行防滲灌漿，以達(dá)到巖塞體防水閉氣的目的，從而保證巖塞藥室開挖施工安全，提高水下巖塞爆破效果。但以往水下巖塞防滲灌漿，一般是在巖塞體內(nèi)鉆幾個(gè)孔灌漿，鉆孔和灌漿位置多根據(jù)巖體表面滲水情況布置實(shí)施，鉆孔分布隨機(jī)性強(qiáng)，鉆孔方向、鉆孔間距和鉆孔排列不規(guī)貝U，灌漿次序也比較隨意，灌漿壓力基本一致，灌漿后巖塞體內(nèi)仍然會(huì)有漏灌的滲水通道。 灌漿部位多限于巖塞體內(nèi)，對(duì)巖塞體外側(cè)灌漿不重視，甚至不進(jìn)行灌漿，灌漿也無重點(diǎn)區(qū)域，在巖塞體周圍不能形成良好的連續(xù)防滲體。因此，在藥室開挖后，仍然會(huì)有水滲出，甚至產(chǎn)生大量涌水，影響施工作業(yè)，危害作業(yè)人員安全。不僅如此，滲水對(duì)炸藥威力、雷管等起爆器材的準(zhǔn)確度也會(huì)產(chǎn)生不利影響。沒有封閉的裂隙，在巖塞爆破時(shí)，也容易產(chǎn)生漏氣，最終爆破效果難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種深水下巖塞截錐殼體防滲閉氣灌漿法，以解決目前灌漿后巖塞體內(nèi)仍然會(huì)有漏灌的滲水通道的問題。深水下巖塞截錐殼體防滲閉氣灌漿法的指導(dǎo)思想是以一組同軸截錐面及其截得的同心圓確定灌漿鉆孔位置和間距、鉆孔方向、鉆孔深度，使得巖塞周圍及其上下口的巖體中，通過灌注以水泥為基材的復(fù)合漿液，充填巖體節(jié)理裂隙和孔洞，復(fù)合漿液固結(jié)后，在灌注的巖體中形成連續(xù)封閉的形似截錐形殼體的防滲體。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是包括如下步驟 一、鉆孔布置設(shè)計(jì)
a)在巖塞1軸線向洞內(nèi)方向的延長線上找到一點(diǎn)Λ使該點(diǎn)距巖塞下口 3的距離Z滿足下式
r Kr2
r < L <-
D-r
式中一巖塞下口直徑，單位m;D —巖塞上口直徑，單位m;
尤一巖塞厚度系數(shù)，一般取1. 1 1. 4 ；
b)以巖塞體軸線為軸，以/^點(diǎn)為圓錐頂點(diǎn)，各同軸圓錐面與巖塞下口平面和巖塞上口平面截成下口截錐同心圓和上口截錐同心圓；
c)使巖塞下口次外層截圓半徑大于巖塞下口圓半徑0.2nT0. 5m，從而保證巖塞體外有兩環(huán)灌漿孔；
d)使巖塞上口相鄰截圓之間半徑之差d為2.0πΓ2. 5m,即同心圓半徑從大到小依次以 2. 0πΓ2. 5m間距遞減，直至最小圓半徑為0. 8nTl. Om ；
e)在巖塞上口各截圓圓環(huán)上布置鉆孔點(diǎn)，同一圓環(huán)相鄰鉆孔點(diǎn)間距2.0πΓ2. 5m ；
f)每一鉆孔點(diǎn)與圓錐頂點(diǎn)連線即為鉆孔方向，連線與巖塞下口平面交點(diǎn)即為鉆孔開孔位置；
g)對(duì)巖塞下口的同心圓按其直徑從大到小進(jìn)行編號(hào)，即從最外層圓開始，依次編號(hào)為 K1、K2、K3……Κη，使Kl和Κ2處在巖塞體的外側(cè)；
h)對(duì)同一圓環(huán)上的鉆孔進(jìn)行編號(hào)，編號(hào)從上部鉆孔點(diǎn)開始，順時(shí)針依次為1、2、3…… m，這樣每個(gè)鉆孔均有獨(dú)立的設(shè)計(jì)編號(hào)，規(guī)定單號(hào)為I序灌漿孔，雙號(hào)為II序灌漿孔，反之亦然；
二、鉆孔
a)鉆孔前清除巖塞下口表面起伏不平的巖石、巖粉和灰塵，使巖塞下口表面平整，便于鉆孔點(diǎn)做標(biāo)記；
b)采用測(cè)量儀器按照鉆孔設(shè)計(jì)布置點(diǎn)位進(jìn)行放樣，并用紅藍(lán)油漆對(duì)同一圓環(huán)相鄰鉆孔點(diǎn)位交替標(biāo)注，以區(qū)分鉆孔灌漿順序，紅色為I序灌漿孔，藍(lán)色為II序灌漿孔；
c)采用潛孔鉆機(jī)或其它鉆機(jī)鉆孔，鉆孔深度是孔底距巖塞上口0. SnTl.Om，鉆孔直徑 50mnT60mm ；
d)從最外圓Kl開始，先鉆I序灌漿孔；待Kl中的I序灌漿孔灌漿結(jié)束后，依次進(jìn)行 K2、K3……Kn圓的I序灌漿孔鉆孔和灌漿；
e)按照步驟d)進(jìn)行各圓的II序灌漿孔鉆孔和灌漿；
三、灌漿
a)灌漿材料由下列重量百分比的原料組成
(1)水泥42.5MPa級(jí)普通硅酸鹽水泥；
(2)水清凈的河水，pH值=7，水占全部干物質(zhì)的比例水灰比0.32 0. 45 ；
(3)微膨脹劑UEA摻量為水泥用量的5% 8% ；
(4)高效減水劑U摻量為水泥用量的0. 70% 1. 0% ；
(5)硅粉=SiO2彡90%，摻量為水泥用量的5% 8%；
b)按上述摻量配制的漿液攪拌好后，及時(shí)灌注；
c)在灌漿前采用高壓風(fēng)水對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，裂隙沖洗應(yīng)采用壓力水沖洗，直到回水清凈時(shí)止；
d)灌漿從外圓Kl開始向內(nèi)圓Kn逐環(huán)進(jìn)行，其順序同鉆孔施工順序；
e)外圓K1、K2孔為巖塞體側(cè)面防滲封閉灌漿孔；每孔灌漿自孔底段、中間段、孔口段分段進(jìn)行，孔底段和孔口段長度各2m，其余為中間段長度；f)Kl、K2圓各孔孔底和孔口2m范圍內(nèi)灌漿壓力為0.2MPa+P，中間部位I序孔 0. 5MPa+P、II序孔0. 6MPa+P ；P為巖塞上口中心承受的庫水位靜水壓力；
g)Kl、K2環(huán)各孔灌漿結(jié)束后，由外環(huán)向內(nèi)環(huán)進(jìn)行K3至Kn圓各孔灌漿；
h)K3至Kn孔為巖塞體近水面防滲封閉灌漿孔和下底面閉氣灌漿孔，孔底和孔口各 2m范圍內(nèi)，I序孔灌漿壓力由P逐級(jí)增加到0.2MPa+P，II序孔灌漿壓力由P逐級(jí)增加到 0.3MPa+P；
i)通過上述灌漿方法，由外環(huán)K1、K2環(huán)灌漿后形成巖塞體側(cè)面環(huán)形防滲體，由Κ3至Kn 環(huán)灌漿后形成巖塞體上底面防滲體和下底面閉氣體，三部分灌漿體組成了形似截錐的殼體防滲閉氣體。本發(fā)明專利優(yōu)點(diǎn)本專利灌漿方法目的明確，針對(duì)性強(qiáng)，灌漿效果顯著，工藝流程清晰明了，實(shí)施簡單，具有一般灌漿技術(shù)能力的專業(yè)隊(duì)伍均可施工。采用本專利灌漿方法， 一次完成灌漿施工，不會(huì)在藥室開挖過程中進(jìn)行復(fù)灌。灌漿從外圓向內(nèi)圓逐孔逐環(huán)進(jìn)行，灌漿順序一環(huán)套一環(huán)，一孔疊一孔，環(huán)與環(huán)之間，孔與孔之間的裂隙被漿液有效充填，使巖塞側(cè)面和上下底面灌漿后形成了封閉的防滲殼體，對(duì)于巖塞藥室不僅能夠起到防滲效果，也阻斷了爆炸氣體溢出通道，在巖塞藥室開挖和爆破時(shí)能夠達(dá)到防滲、閉氣目的，提高巖塞爆破效果。同時(shí)，對(duì)于改善巖體質(zhì)量，改善藥室工作環(huán)境，確保藥室作業(yè)人員安全可靠具有明顯優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)專利技術(shù)填補(bǔ)了深水下巖塞防滲灌漿無漏水的空白，是水下巖塞爆破巖塞體灌漿技術(shù)新突破。對(duì)于巖塞體灌漿設(shè)計(jì)、施工具有實(shí)際應(yīng)用意義。


圖Ia是同心圓錐與巖塞縱剖面示意圖Ib是圖1 a的II-II剖視圖，即是巖塞上口同心圓示意圖； 圖Ic是圖1 a的I-I剖視圖，即是巖塞下口同心圓示意圖； 圖2是灌漿孔布置示意圖3a是灌漿體與巖塞縱剖面示意圖，表示巖塞殼體防滲閉氣灌漿的結(jié)果； 圖3b是圖3a的II-II剖視圖，即是上底面防滲體示意圖； 圖3c是圖3a的III-III剖視圖，即是側(cè)面環(huán)形防滲體橫剖面示意圖； 圖3d是圖3a的I-I剖視圖，即是下底面防滲體示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
包括如下步驟 一、鉆孔布置設(shè)計(jì)
a)在巖塞1軸線向洞內(nèi)方向的延長線上找到一點(diǎn)Λ如圖Ia所示，使該點(diǎn)距巖塞下口 3的距離Z滿足下式
權(quán)利要求
1. 一種深水下巖塞截錐殼體防滲閉氣灌漿法，其特征在于包括如下步驟(一)、鉆孔布置設(shè)計(jì)a)在巖塞1軸線向洞內(nèi)方向的延長線上找到一點(diǎn)Λ使該點(diǎn)距巖塞下口3的距離Z滿足下式
全文摘要
本發(fā)明涉及一種深水下巖塞截錐殼體防滲閉氣灌漿法，屬于水下巖塞爆破工程的巖塞體灌漿方法。以一組同軸截錐面及其截得的同心圓確定灌漿鉆孔位置和間距、鉆孔方向、鉆孔深度，使得巖塞周圍及其上下口的巖體中，通過灌注以水泥為基材的復(fù)合漿液，充填巖體節(jié)理裂隙和孔洞，復(fù)合漿液固結(jié)后，在灌注的巖體中形成連續(xù)封閉的形似截錐形殼體的防滲體。本發(fā)明目的明確，針對(duì)性強(qiáng)，灌漿效果顯著，工藝流程清晰明了，實(shí)施簡單。
文檔編號(hào)E02D15/06GK102182191SQ20111009730
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者何國偉, 張慧敏, 朱奎衛(wèi), 王劍英, 王科峰, 蘇加林, 蔡云波, 金正浩, 高垠 申請(qǐng)人:中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司