[發明專利]一種突水斷層帶堵漏的施工方法

有效

• 申請號: 201710627492.0
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107227744B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 陳敦剛
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第十一工程局有限公司
• 主分類號: E02D19/16
• 分類號: E02D19/16
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 徐金偉

本發明公開一種突水斷層帶堵漏的施工方法，包括如下步驟：步驟1、對突水斷層通道進行初步封堵；步驟2、向突水斷層通道灌注膨脹材料；步驟3、根據突水斷層通道內流出的粗砂量及粗砂的粒徑進行判斷；步驟4、固結灌漿；步驟4.1、速凝劑備料；步驟4.2、水泥漿備料；步驟4.3、灌注水灰比為1：1水泥漿，將速凝劑倒入水灰比為1：1的水泥漿中；步驟4.4、灌注水灰比分別為0.8：1的漿液進行灌注；步驟4.5、灌注水灰比分別為0.6：1的漿液進行灌注。本發明所述的突水斷層帶堵漏的施工方法將傳統的“一次灌注”法轉變為“多次分級灌注法”，既解決特殊地層的堵漏，又降低工程成本。

技術領域

本發明涉及突水斷層帶堵漏技術領域，具體涉及一種突水斷層帶堵漏的施工方法。

背景技術

巖石和土體開挖過程中，破壞了原有的地層結構，打破了土體和地層中水體的力學平衡狀態，在沒有及時防護時，造成水和土體一起涌入開挖作業面的過程稱為突水、涌泥。

鐵路、公路、水利、礦井等地下工程開挖過程中，由于揭露巖溶通道的組成部分、構造富水帶或滲流擊穿隧道洞壁而產生水流、泥流突然涌出的現象時，水流量大于0.1m3/s、并有一定壓力和流速，稱為突水；當突出的地下水中含有的泥沙等物質超過50％時，稱為涌泥。突水、涌泥災害的實質是圍巖的含水層結構、水力條件和圍巖力學平衡狀態因開挖而發生急劇變化，存貯在地下水體中的能量瞬間釋放，并以流體形式高速地向隧道內運移的一種動力破壞現象，地下水因其難以控制和預測、突然爆發、危害性大，是地下工程施工過程中最刺手的一個問題。

巖溶突水通道的形成具有兩種形式：一種是完整巖體裂隙演化導致的突水通道，即沒有明顯的地質缺陷，另外一種是地質缺陷式的突水通道，諸如斷層破碎帶及巖溶管道等，其突水通道萌生生長、直至最終形成的演化過程不但與通道本身屬性有關，同時與水壓、地應力以及爆破等外界干擾因素有關，若不考慮外力干擾影響，巖體的裂隙演化受巖石類材料自身裂紋演化的影響，在水壓作用下裂隙演化為突水通道表現為水力劈裂現象，實質上是高水頭作用下巖體斷續裂隙發生擴展，并相互貫通后再進一步張開所致，水力劈裂最初應用于油氣田的開發和地應力的測量方面，近幾十年來大型水利水電工程及交通運輸工程建設中，出現了大量水力劈裂誘發突水的災害實例，成為突水通道形成機制的研究熱點。

目前，在處理突水堵漏的技術問題中采用灌注水泥漿或水泥及水玻璃混合漿液的方式進行處理。

例如，中國發明專利申請號為200610053050.1的專利文獻公開了一種用于封堵高壓地下水的混合灌漿裝置及其混合法灌漿工藝，本發明提供了一種利用水泥漿液與水玻璃孔外混合技術，用來控制漿液凝固時間，在高壓地下水和不良地質條件下，確保水泥漿液不會分散，從而達到對地下水灌漿封堵的目的。本發明的設備主要包括了分配器、靜態混合器、單向閥、高速攪拌機、高壓泥漿泵、高壓變頻泵、儲漿桶、水玻璃桶、及一些相關的閥門、壓力表、流量表等。本發明的灌漿工藝是：鉆孔、制作與安裝止漿塞、等待孔口止漿塞凝固、開始灌漿、止住出水點。本發明可用于巖溶突水地層、水庫壩基(堤)管涌、線狀流水，透水性斷層帶，溶蝕裂隙中的集中涌水、噴水等堵漏加固處理。

現有技術中的灌漿工藝存在如下技術問題：

1、水泥漿、水泥及水玻璃混合漿材因流動性大，在斷層帶和裂隙未封閉的情況下，隨流水稀釋，無法膠結，不能在斷層及裂內沉積，直接采取灌注水泥漿或水泥和水玻璃混合漿不能達到堵漏目的。

2、水泥砂漿類漿材因受灌漿設備能力的限制，砂粒粒徑過小，細砂隨漿液流動、沉積在斷層通道后，因水泥膠結材料在水流中流失后，不能適時固結而被水流攜帶出斷層帶，因而也不能起到堵塞作用。

現有技術中的灌漿工藝存在上述缺陷，難以適應當今突水堵漏施工的發展趨勢和實際需要。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種突水斷層帶堵漏的施工方法，將傳統的“一次灌注”法轉變為“多次分級灌注法”，既解決特殊地層的堵漏，又降低工程成本。