專利名稱：一種地下工程揭露凍結管的封堵及注漿方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地下工程防治水的方法，具體涉及一種凍結法施工中揭露凍結管的封堵及注漿方法。
背景技術：
凍結法鑿井是在地下工程施工之前，首先在欲開挖地下空間的周圍打一定數量的凍結孔，孔內安裝凍結器，低溫鹽水在凍結器中流動，吸收其周圍地層的熱量，在松散、含水不穩(wěn)定地層中形成凍結圓柱，凍結圓柱逐漸擴大并連接成封閉的、滿足設計厚度和強度的圓筒一凍結圈，以抵抗土、水壓力，隔絕地下水，以便安全穿過含水地層，是一種特殊的施工方法。凍結法施工中凍結鉆孔與凍結管之間的環(huán)形空間形成具有水力聯(lián)系的導水通道， 將從地面到凍結孔底所有的含水層連成一體，原來的隔水層失去隔水作用。隨著凍結法施工應用的拓展，凍結深度也不斷增加，在地下工程施工中難免再次揭露凍結管，凍結管揭露后不進行專門處理，在靜水壓力和圍巖蠕變作用下，很容易造成支護破壞和巷道、硐室、隧道出水，事后處理存在施工困難且風險較大的缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、安全、成本低，隔水作用顯著的一種封堵凍結管的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種凍結管封堵后的注漿方法。為了克服現有技術的不足，本發(fā)明的技術方案是這樣解決的一種地下工程揭露凍結管的封堵方法，該方法按以下步驟進行
1)、首先在需要封堵凍結管的地方，在凍結管外圍進行掏槽，完全揭露凍結管；
2)、當凍結管揭露后，用第一固定鋼板、第二固定鋼板和第一錨桿、第二錨桿將凍結管固定在硐室頂板、底板上；
3)、沿硐室頂板進行局部噴漿，將第一固定鋼板包裹在噴漿層中，以防止注漿時跑漿， 噴漿厚度150mm 200mm ；
4)、將上部凍結管在硐室內外露300 400mm處截斷，下部凍結管在巷道或硐室內外露 150 200mm處截斷；
5)、上部凍結管口截斷處用第一封閉鋼板將上部凍結管口進行焊接封堵，并預埋兩根注漿管其中凍結管內預埋第一注漿管與凍結管孔內相連，深入凍結管0. 5m以上，并車絲、 安裝閥門；環(huán)形空間預埋第二注漿管通過鉆孔深入凍結管壁外環(huán)形空間1. Om以上，環(huán)形空間預埋第二注漿管前端0. 5m設置花眼，后端安裝閥門；
6)、下部凍結管口截斷處用第二封閉鋼板將下部凍結管口進行焊接封堵，并預埋三根注漿管其中凍結管內預埋第三注漿管、第四注漿管與凍結管孔內相連，并車絲、安裝閥門， 凍結管內預埋第三注漿管深入凍結管1. Om以上，用來注漿，第四注漿管插入凍結管深0. 3m左右，用來返漿；凍結管壁外環(huán)形空間預埋第五注漿管深入環(huán)形空間1.0m以上，注漿管前端0. 5m設置花眼，后端安裝閥門；
一種凍結管封堵后的注漿方法，按以下步驟進行
1)、凍結管內注漿，對上部凍結管通過管內預埋第一注漿管、第三注漿管進行注漿處理，對下部凍結管進行置換注漿處理，注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當上、下部凍結管的注漿壓力逐步升高達到設計終壓或返漿管返漿，并有一定注入量即可結束注漿；
2)、凍結管外環(huán)形空間注漿，通過環(huán)形空間預埋第二注漿管和第五注漿管，對環(huán)形空間的裂隙和空洞進行注漿充填，環(huán)形空間充填注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當注漿壓力逐步升高達到設計終壓并有一定注入量即可結束注漿。本發(fā)明與現有技術相比，具有結構簡單、安全、成本低，隔水作用顯著的特點，通過凍結管和環(huán)形空間內預埋注漿管注漿，從而在凍結管及環(huán)形空間上、下方形成注漿隔水層， 徹底封堵被揭露凍結管及其環(huán)形空間，阻斷其水力聯(lián)系，保護地下空間不受水害影響，可廣泛用于凍結法鑿井施工中。


圖1為上部凍結管及環(huán)形空間處理示意圖； 圖2為下部凍結管及其環(huán)形空間處理示意圖。附圖零件說明環(huán)形空間(1);環(huán)形空間預埋注漿管(2);凍結管內預埋注漿管(3); 凍結管(4)；錨桿(5)；固定鋼板(6)；噴漿層(7)；密封鋼板(8)；返漿管(9)；硐室頂板(10)； 硐室底板(11)。
具體實施例方式附圖為本發(fā)明的實施例。下面結合附圖及實施例對發(fā)明的內容作進一步說明
參照圖1 一圖2，一種地下工程揭露凍結管的封堵的方法，該方法按以下步驟進行
1)、首先在需要封堵凍結管4的地方，在凍結管4外圍進行掏槽，完全揭露凍結管4；
2)、當凍結管4揭露后，用第一固定鋼板6-1、第二固定鋼板6-2和第一錨桿5-1、第二錨桿5-2將凍結管4固定在硐室頂板10、底板11上；
3)、沿硐室頂板10進行局部噴漿，將第一固定鋼板6-1包裹在噴漿層7中，以防止注漿時跑漿，噴漿厚度150mm 200mm ；
4)、將上部凍結管4在硐室內外露300 400mm處截斷，下部凍結管4在巷道或硐室內外露150 200mm處截斷；
5)、上部凍結管口截斷處用第一封閉鋼板8-1將上部凍結管口進行焊接封堵，并預埋兩根注漿管其中凍結管內預埋第一注漿管3-1與凍結管孔內相連，深入凍結管0. 5m以上， 并車絲、安裝閥門；環(huán)形空間1-1預埋第二注漿管2-1通過鉆孔深入凍結管壁外環(huán)形空間 1.0m以上，環(huán)形空間1-1預埋第二注漿管2-1前端0. 5m設置花眼，下端安裝閥門；
6)下部凍結管口截斷處用第二封閉鋼板8-2將下部凍結管口進行焊接封堵，并預埋三根注漿管其中凍結管內預埋第三注漿管3-2、第四注漿管9與凍結管孔內相連，并車絲、安裝閥門，凍結管內預埋第三注漿管3-2深入凍結管1.0m以上，用來注漿，第四注漿管9插入凍結管深0. : 左右，用來返漿；凍結管壁外環(huán)形空間1-1預埋第五注漿管2-2，深入環(huán)形空間1. Om以上，注漿管前端0. 5m設置花眼，下端安裝閥門； 一種凍結管封堵后的注漿方法，按以下步驟進行
1)、凍結管內注漿，對上部凍結管通過管內預埋第一注漿管3-1、第三注漿管3-2進行注漿處理，對下部凍結管進行置換注漿處理，注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當上、下部凍結管的注漿壓力逐步升高達到設計終壓或返漿管返漿，并有一定注入量即可結束注漿；
2)、凍結管外環(huán)形空間注漿，通過環(huán)形空間1-1預埋第二注漿管2-1和第五注漿管2-2， 對環(huán)形空間的裂隙和空洞進行注漿充填，環(huán)形空間充填注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當注漿壓力逐步升高達到設計終壓并有一定注入量即可結束注漿。實例1
某礦井掘進穿越多層含水層，采用凍結法施工，井筒完工開鑿馬頭門、主井煤倉，多層穿越凍結圈，為防止凍結鉆孔與凍結管間環(huán)形空間形成具有水力聯(lián)系的導水通道損壞巷道支護，甚至出現突水，采用該方法對凍結管及其環(huán)形空間進行了封堵和注漿
巷道掘進至接近凍結管時，在凍結管外圍進行掏槽，完全揭露凍結管；緊貼硐室頂、底板在凍結管上焊接500mmX 500mmX 20mm鋼板，鋼板對角預制Φ 30mm鉆孔，向巖層傾斜15°方向打入1. an錨桿將固定鋼板固定在硐室頂、底板上，錨桿托盤為 150mmX 150mmX 8mmQ325鋼板，每根錨桿使用1支K2335型和2支Z2335型錨固齊[J ； 對凍結管周圍進行局部噴漿，噴漿厚度150mm;沿硐室頂板300、底板150mm處截斷凍結管；凍結管截斷后，下部凍結管會自然下沉，對底板錨桿進行緊固；上下凍結管口用 150mmX 150mmX 20mm鋼板焊接封口 ；采用Φ 25mmX 1500mmX 4. 5mm鍍鋅鋼管作為凍結管、 環(huán)形空間注漿管，Φ 25mm X 300mm X 4. 5mm鍍鋅鋼管作為返漿管，安裝Φ25πιπι高壓球閥；注漿壓力3ΜΙ^。采用該方法對揭露凍結管逐個進行封堵和注漿后，按設計進行巷道掘進、 錨-網-噴和砌碹支護，巷道未發(fā)生較大變形，支護完整，沒有出現巷道突水現象。
權利要求
1.一種地下工程揭露凍結管的封堵方法，該方法按以下步驟進行1)、首先在需要封堵凍結管(4)的地方，在凍結管(4)外圍進行掏槽，完全揭露凍結管(4)；2)、當凍結管(4)揭露后，用第一固定鋼板(6-1)、第二固定鋼板(6-2)和第一錨桿 (5-1)、第二錨桿(5-2)將凍結管(4)固定在硐室頂板(10)、底板(11)上；3)、沿硐室頂板(10)進行局部噴漿，將第一固定鋼板(6-1)包裹在噴漿層(7)中，以防止注漿時跑漿，噴漿厚度150mm 200mm ；4)、將上部凍結管(4)在硐室內外露300 400mm處截斷，下部凍結管(4)在巷道或硐室內外露150 200mm處截斷；5)、上部凍結管口截斷處用第一封閉鋼板(8-1)將上部凍結管口進行焊接封堵，并預埋兩根注漿管其中凍結管內預埋第一注漿管(3-1)與凍結管孔內相連，深入凍結管0. 5m以上，并車絲、安裝閥門；環(huán)形空間(1-1)預埋第二注漿管(2-1)通過鉆孔深入凍結管壁外環(huán)形空間1. Om以上，環(huán)形空間(1-1)預埋第二注漿管(2-1)前端0. 5m設置花眼，后端安裝閥門；6)、下部凍結管口截斷處用第二封閉鋼板(8-2)將下部凍結管口進行焊接封堵，并預埋三根注漿管其中凍結管內預埋第三注漿管(3-2)、第四注漿管(9)與凍結管孔內相連，并車絲、安裝閥門，凍結管內預埋第三注漿管(3-2)深入凍結管1.0m以上，用來注漿，第四注漿管(9)插入凍結管深0. 3m左右，用來返漿；凍結管壁外環(huán)形空間(1-1)預埋第五注漿管 (2-2)深入環(huán)形空間1. Om以上，注漿管前端0. 5m設置花眼，后端安裝閥門。
2.一種凍結管封堵后的注漿方法，按以下步驟進行1)、凍結管內注漿，對上部凍結管通過管內預埋第一注漿管(3-1)、第三注漿管(3-2) 進行注漿處理，對下部凍結管進行置換注漿處理，注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當上、下部凍結管的注漿壓力逐步升高達到設計終壓或返漿管返漿，并有一定注入量即可結束注漿；2)、凍結管外環(huán)形空間(1-1)注漿，通過環(huán)形空間(1-1)預埋第二注漿管(2-1)和第五注漿管(2-2)，對環(huán)形空間的裂隙和空洞進行注漿充填，環(huán)形空間充填注漿壓力應介于靜水壓力與周圍地下空間支護強度之間，當注漿壓力逐步升高達到設計終壓并有一定注入量即可結束注漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地下工程揭露凍結管的封堵及注漿方法。在地下工程中揭露凍結管時，首先在凍結管外圍進行掏槽，用鋼板和錨桿將凍結管沿硐室頂、底板固定，對凍結管周圍進行噴漿，再截斷凍結管，預埋注漿管，進行焊接封堵，最后進行注漿，從而在硐室頂、底板的凍結管及環(huán)形空間中形成注漿隔水層，保護地下空間不受水害影響。該方法具有結構簡單、安全、成本低、隔水作用顯著的特點，可廣泛應用于凍結法施工的地下工程防治水。
文檔編號E21D20/02GK102418535SQ20111033046
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月9日
發(fā)明者張健, 武光輝, 趙強, 邵學敏 申請人:陜西彬長胡家河礦業(yè)有限公司