本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種封孔止?jié){材料，其是用于松軟透水巖土體、高地下水位或承壓水條件下保證灌漿起壓的封孔止?jié){材料，主要由粘土原漿、水泥和偏鋁酸鈉配制而成，且每2L的粘土原漿混配700～900g的水泥和12.5～17.5g的偏鋁酸鈉。本發(fā)明專利技術(shù)的灌漿封孔工藝包括封孔和灌漿操作，其中封孔操作具體包括：造孔結(jié)束后，下灌漿管至孔底，并安裝孔口封閉器；打開孔口封閉器，注入本發(fā)明專利技術(shù)的封孔止?jié){材料；關(guān)上孔口封閉器，用穩(wěn)定漿液沖洗灌漿管；再打開孔口封閉器，待封孔止?jié){材料凝固后，即可進行灌漿操作，通過連續(xù)提升灌注，保證封孔止?jié){可靠。本發(fā)明專利技術(shù)具有步驟簡單、設(shè)備投入少、適應(yīng)性強等優(yōu)點，可確保封孔止?jié){的可靠性，提高灌漿效率。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于巖土工程基礎(chǔ)處理灌漿領(lǐng)域，尤其涉及ー種封孔止?jié){材料及利用該封孔止?jié){材料進行灌漿封孔止?jié){的施工エ藝。
技術(shù)介紹
在全(強)風(fēng)化巖體、松散土層、砂礫層、節(jié)理裂隙密集發(fā)育巖體等松軟透水巖土體，以及高地下水位、承壓水等條件下的防滲和加固工程中，應(yīng)用漿體封閉輔以孔ロ封閉器可實現(xiàn)灌漿封孔止?jié){。封孔止?jié){措施是灌漿起壓的基本保證，直接影響和制約灌漿エ藝的實施，尤其是影響聞壓灌楽·成敗的關(guān)鍵。 目前封孔止?jié){的方法主要有孔ロ封閉和孔內(nèi)阻塞兩類。孔ロ封閉器止?jié){由于灌漿全孔受壓灌注，淺層或局部弱面容易產(chǎn)生低壓重復(fù)劈裂，灌漿防滲整體效果很難達(dá)到エ程要求。孔內(nèi)阻塞采用雙栓塞止?jié){塞以實現(xiàn)分段灌漿，對于深孔，為減少注漿壓カ沿程損失或直接對目標(biāo)層位實施灌漿，封孔止?jié){塞或異徑封孔器放在鉆孔預(yù)定深部，甚至增設(shè)孔ロ卡塞器，實現(xiàn)高壓分段止?jié){。但灌漿塞硬度大，繞塞返漿、孔徑不均造成擴塞困難、不易塞住，極大地影響灌漿エ效和成本，甚至發(fā)生冒漿事故。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種具有護壁止?jié){作用、初始流動性大、可泵性好、凝固時間可調(diào)、可控性好、綠色環(huán)保、成本低的封孔止?jié){材料，還提供ー種步驟簡單、設(shè)備投入少、適應(yīng)性強、可以有效確保復(fù)雜地層中封孔止?jié){可靠性的灌漿封孔エ藝，以實現(xiàn)灌漿段均勻灌注，保證灌漿效果，提高灌漿效率。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案為ー種封孔止?jié){材料，其主要由粘土原漿、水泥和偏鋁酸鈉配制而成，所述粘土原漿主要由粘土和水?dāng)嚢瓒桑龇饪字節(jié){材料是用于松軟透水巖土體、高地下水位或承壓水條件下保證灌漿起壓的封孔止?jié){材料，每2L所述的粘土原漿混配700g 900g的水泥和12. 5g 17. 5g的偏鋁酸鈉。特別優(yōu)選的，所述封孔止?jié){材料只含粘土原漿、水泥和偏鋁酸鈉這三種物質(zhì)，且不添加任何其他成分。上述的封孔止?jié){材料中，所述粘土原漿的比重優(yōu)選為I. 25 I. 35。上述的封孔止?jié){材料中，所述水泥可以選擇P42. 5普通硅酸鹽水泥。上述本專利技術(shù)的封孔止?jié){材料能夠保證灌漿起壓，抗水稀釋能力強，初期可泵送，封孔材料的稠度在可泵期(20min 35min)內(nèi)保持76mm以上,在可泵期后迅速變小；封孔材料的粘度在可泵期內(nèi)保持30s以下，在可泵期后迅速增長至漿液無法流動；塑性強度在可泵期內(nèi)增長緩慢，泵送完畢之后持續(xù)增長；剪切屈服強度在可泵期后迅速增長，漿體變成膏狀。本專利技術(shù)封孔止?jié){材料所具備的優(yōu)異性能使得其可以有效應(yīng)用于灌漿施工中以保證灌漿起壓，保證灌注效果。作為ー個總的技術(shù)構(gòu)思，本專利技術(shù)還要提供一種灌漿封孔エ藝，依次包括封孔操作和灌漿操作，所述封孔操作具體包括以下步驟 (1)造孔下管在擬進行灌漿施工的地段先進行造孔，造孔結(jié)束后，下灌漿管至孔底，并安裝孔ロ封閉器； (2)注入封孔止?jié){材料打開孔ロ封閉器，通過所述灌漿管注入上述的封孔止?jié){材料； (3)沖洗灌漿管關(guān)上所述孔ロ封閉器，用穩(wěn)定漿液沖洗灌漿管，直至灌漿管中積存的封孔止?jié){材料全部被沖洗出灌漿管； (4)凝固再打開孔ロ封閉器，待所述封孔止?jié){材料凝固后，即可進行后續(xù)的灌漿操作。上述的灌漿封孔エ藝中，優(yōu)選的，所述步驟(3 )中的穩(wěn)定漿液主要由粘土原漿和水 泥配制而成，其中，每2L所述的粘土原漿混配840g 1200g的水泥(水泥優(yōu)選采用P42. 5普通硅酸鹽水泥)。上述的灌漿封孔エ藝中，所述封孔止?jié){材料凝固的時間優(yōu)選控制為40min 50mino上述的灌漿封孔エ藝中，優(yōu)選的，所述灌漿操作緊接著所述封孔操作之后(即封孔止?jié){材料凝固后)進行，通過注漿泵進行灌漿處理，在底層的灌漿結(jié)束后(灌漿結(jié)束的控制標(biāo)準(zhǔn)一般優(yōu)選為灌漿壓力P和灌漿量Q進行綜合考量的結(jié)束標(biāo)準(zhǔn))，將灌漿管提升O. 2m O.5m開始進行上一段的灌漿，依此自下而上連續(xù)提升灌注施工，直至全鉆灌段灌漿完畢。對松軟地層可實現(xiàn)自下而上連續(xù)灌漿，提高灌漿效率。上述的灌漿封孔エ藝中，所述灌漿操作過程灌注的漿液優(yōu)選為穩(wěn)定漿液或者膏漿；灌注灰?guī)r類灌入量少、起壓高的地層時，采用所述穩(wěn)定漿液進行灌注；灌注松軟覆蓋層或溶洞類難起壓的地層時，采用所述膏漿進行脈動灌注。所述膏漿優(yōu)選為每2L的粘土原漿混配840g的水泥和8. 4g的偏招酸鈉組成。上述的灌漿封孔エ藝中，所述封孔止?jié){作用可以全部由封孔止?jié){材料承擔(dān)，尤其是對造孔孔深大于IOm的深層孔進行灌注時，本專利技術(shù)所述的封孔止?jié){材料足以起到封孔止?jié){及保壓灌注的效果。如果根據(jù)實踐要求，所述造孔形成孔深在IOm以內(nèi)的淺層孔，所述淺層孔的灌漿操作過程中，優(yōu)選同時在孔ロ輔之以孔ロ封閉器進行全鉆灌段的灌注。孔ロ封閉器是利用橡膠圈的弾性和韌性在壓蓋壓力作用下膨脹抱緊灌漿管，灌至淺層時加孔ロ封閉器與孔內(nèi)封孔止?jié){材料共同作用，可以保證封孔止?jié){效果。本專利技術(shù)的上述技術(shù)方案主要基于以下原理首先，本專利技術(shù)綜合利用粘土的良好性能及礦物類添加劑(偏鋁酸鈉)具有用量少、固化快的特點，制成初期可泵送、后期具有較高塑性強度和剪切屈服強度，且在循環(huán)往復(fù)的提管后具有很強自愈能力的封孔止?jié){材料，該封孔止?jié){材料的凝固時間可調(diào)，抗水稀釋、沖蝕能力強，配制后得到的封孔止?jié){材料在灌漿施工過程中具有很好的護壁、止?jié){的作用效果；本專利技術(shù)的封孔止?jié){材料在“以漿止?jié){”的技術(shù)思路下，被創(chuàng)造性地應(yīng)用于灌漿施工エ藝中作為封孔止?jié){的技術(shù)手段，這突破了常規(guī)技術(shù)中采用孔ロ封閉器或孔內(nèi)阻塞等工具進行封孔止?jié){的技術(shù)局限。綜上，本專利技術(shù)的灌漿封孔エ藝充分利用了本專利技術(shù)封孔止?jié){材料的“以漿止?jié){”特性，該封孔止?jié){材料不僅抗水稀釋能力較強、可泵期后的粘度和強度迅速增長，但又不會太高以致出現(xiàn)拔管困難、甚至發(fā)生抱管事故，且在灌漿管的反復(fù)轉(zhuǎn)動、提升過程中，受壓濾作用具有自愈修復(fù)特性。在工程實踐中，可根據(jù)不同的地質(zhì)條件及施工要求來選擇相應(yīng)配比和摻量的封孔止?jié){材料，以滿足不同類型工程(例如水利水電、堤坡、鉄道、公路、市政、港航等松軟地層、溶洞地層以及土石圍堰等大孔隙地層的加固、防滲灌漿及動水堵漏)的灌漿封孔止?jié){エ藝要求，實現(xiàn)灌漿段均勻灌注；還可指定孔深進行止塞灌漿，保證灌漿效果。本專利技術(shù)的封孔止?jié){材料和灌漿封孔エ藝可以很好地解決淺孔、深孔孔斜、孔壁變形、灌漿管偏心等各種不利條件下的封孔止?jié){難題，通過適當(dāng)調(diào)整封孔止?jié){材料的配比，既可適用松軟淺層防滲灌漿，亦可適用深層孔預(yù)定位置灌漿，對于裂隙巖體采用穩(wěn)壓灌漿傳統(tǒng)エ藝也可應(yīng)用，具有環(huán)保、低成本、高效率、高適應(yīng)性等優(yōu)點，在全(強)風(fēng)化巖體、松散土層、砂礫層、節(jié)理裂隙密集發(fā)育巖體等松軟透水巖土體，及高地下水位、承壓水等條件下的防滲和加固エ程中，具有良好的應(yīng)用前景。附圖說明圖I為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中泥漿護壁鉆孔時的施工狀態(tài)圖。圖2為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中安裝孔ロ封閉器時的施工狀態(tài)圖。圖3為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中灌注封孔止?jié){材料時的施工狀態(tài)圖。圖4為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中灌注穩(wěn)定漿液沖洗灌漿管時的施工狀態(tài)圖。圖5為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中灌注灰?guī)r層時的施工狀態(tài)圖。圖6為本專利技術(shù)實施例的灌漿封孔エ藝中灌注紅層時的施工狀態(tài)圖。圖例說明 I、混凝土底板；2、紅層；3、灰?guī)r；4、灌漿管；5、泥漿；6、孔ロ封閉器；7、封孔止?jié){材料；8、穩(wěn)定漿液；9、膏漿。具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種封孔止?jié){材料，其主要由粘土原漿、水泥和偏鋁酸鈉配制而成，所述粘土原漿主要由粘土和水?dāng)嚢瓒桑涮卣髟谟冢核龇饪字節(jié){材料是用于松軟透水巖土體、高地下水位或承壓水條件下保證灌漿起壓的封孔止?jié){材料，每2L所述的粘土原漿混配700g～900g的水泥和12.5g～17.5g的偏鋁酸鈉。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種封孔止?jié){材料，其主要由粘土原漿、水泥和偏鋁酸鈉配制而成，所述粘土原漿主要由粘土和水?dāng)嚢瓒桑涮卣髟谟谒龇饪字節(jié){材料是用于松軟透水巖土體、高地下水位或承壓水條件下保證灌漿起壓的封孔止?jié){材料，每2L所述的粘土原漿混配700g 900g的水泥和12. 5g 17. 5g的偏鋁酸鈉。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的封孔止?jié){材料，其特征在于所述粘土原漿的比重為I.25 I.35。3.一種灌漿封孔工藝，依次包括封孔操作和灌漿操作，其特征在于，所述封孔操作具體包括以下步驟 (1)造孔下管在擬進行灌漿施工的地段先進行造孔，造孔結(jié)束后，下灌漿管至孔底，并安裝孔口封閉器； (2)注入封孔止?jié){材料打開孔口封閉器，通過所述灌漿管注入權(quán)利要求I或2所述的封孔止?jié){材料； (3)沖洗灌漿管關(guān)上所述孔口封閉器，用穩(wěn)定漿液沖洗灌漿管，直至灌漿管中積存的封孔止?jié){材料全部被沖洗出灌漿管； (4)凝固再打開孔口封閉器，待所述封孔止?jié){材料凝固后，即可進行灌漿操作。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌漿封孔工藝，其特征在于所述步驟(3)中的穩(wěn)定漿液主要由粘土原漿和水泥配制而成...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張貴金，陳安重，楊松林，彭春雷，胡大可，鐘平，曾柳絮，胡榮宗，梁經(jīng)緯，盛松濤，
申請(專利權(quán))人：長沙理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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