防垮孔的一次性封孔结构的制作方法

1.本实用新型涉及岩溶整治领域，特别是涉及溶洞发育区的一种防垮孔的一次性封孔结构。


背景技术：

2.在勘探岩溶侵蚀盆地地貌时，需要多次钻取注浆孔揭示岩溶发育，钻孔后，根据岩溶发育情况对岩溶路基进行处理，并将钻孔封闭。现有的封孔方法主要是对一般岩性的孔段用粘土封闭，在矿化层一般用水泥进行封闭；在封闭过程中，传统采用泵输方法将水泥或粘土压入钻孔中。
3.某段运营线勘探路基地下岩溶的发育情况主要为裂隙及溶洞，发育程度为中等发育到强烈发育，属易塌陷区域，该区域局部极易塌陷，对运营线路上的行车危害极大；地下水类型主要为第四系孔隙水及岩溶水，岩溶水主要赋存于灰岩、白云质灰岩岩溶裂隙、溶洞间，富水性好，水量较大，地下水埋深较浅，一般0.7～2m，局部4m，水位随季节性变化波动。
4.对于在溶洞、裂隙强烈发育的岩溶区，含水量高，注浆时极易发生串孔、连通现象，溶洞底部黏土堆积，很难一次性灌注饱满。若采用传统方法进行封孔，则对裂隙和溶洞不能进行有效的封堵，而且封孔不密实，孔中容易存在大量空隙，会大大降低钻孔强度等力学性能，导致封孔效果不理想，且封孔材料浪费较大，同时污染道床，极易造成线路板结，进而影响既有线行车安全。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：针对现有技术直接用粘土或水泥对地下水含量高的岩溶路基封孔，效果不理想的问题，提供一种防垮孔的一次性封孔结构，能够封孔密实、质量可靠。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种防垮孔的一次性封孔结构，包括连通溶洞的钻孔，所述钻孔内设有注浆管，所述钻孔内由下而上依次填充有瓜米石、砂层及水泥浆，其中所述瓜米石填充于所述溶洞并覆盖所述注浆管带有注浆孔的管段。
8.其中，瓜米石相比普通碎石而言粒度较小，容易通过小直径钻孔，堵孔的概率小，在与注浆液结合时充当骨料、与注浆液形成固结体，起填充、支承基础和止水的作用；砂层密度大，用于隔离瓜米石和水泥浆，避免水泥浆进一步渗透而影响封孔强度；水泥浆调配浓度应较高，使得水泥浆适应于具有高含量地下水的钻孔环境。浓水泥浆在灌注过程中排出浅层的地下水，形成止浆段固定注浆管，防止注浆管由于注浆压力而松动，进而便于后期向瓜米石层注浆，以瓜米石为骨料，利用注浆压力填补孔隙，将溶洞与周围形成稳定整体。本实用新型采用瓜米石 砂层 浓水泥浆填充的封孔方式，封闭了溶洞、增强了溶洞的自稳性，适用于高地下水位路基地层的岩溶整治，尤其适用于高度大于2m的溶洞整治。
9.作为本实用新型的优选方案，所述砂层的填充厚度为0.5
‑
1.5m，可根据实际地层
裂隙发育、覆盖层厚度以及注浆压力进行合理调整。
10.作为本实用新型的优选方案，所述水泥浆的水灰比为（0.1
‑
0.3）:1，即水与水泥的质量比，通过现场试验调制，能够较好适应高水分孔洞的封孔施工。
11.作为本实用新型的优选方案，所述水泥浆的填充厚度为4
‑
6m，可根据实际地层裂隙发育、覆盖层厚度以及注浆压力进行合理调整。
12.作为本实用新型的优选方案，所述注浆管为袖阀管、pvc管、pe管、pp
‑
r管、upvc管等塑料管之类的半钢性管材，或者金属管之类的刚性管材。
13.作为本实用新型的优选方案，所述注浆管的直径可为15
‑
100mm。注浆管的选取综合考虑了现场钻孔孔径、注浆材料、注浆压力、浆液凝结速度、回浆管管径等因素，如其他因素发生变化可根据实际情况做相应调整。
14.作为本实用新型的优选方案，所述钻孔内还设有回浆管，所述回浆管底端伸入所述瓜米石中，方便疏导引出地下水和气。
15.作为本实用新型的优选方案，所述回浆管的底端位于所述注浆管出浆孔的上方，避免浆液渗透进回浆管管道造成堵塞。
16.作为本实用新型的优选方案，所述回浆管为直径15
‑
60mm塑料管或金属管，根据钻孔直径进行适当调整。
17.作为本实用新型的优选方案，所述注浆管和/或所述回浆管为分段式结构，可拼装接长以适应深孔。
18.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
19.1、本实用新型采用“瓜米石 砂层 浓水泥浆”的封孔结构方式，既填充封闭了溶洞、增强了溶洞的自稳性，对高地下水位地层的岩溶整治的适应性强，尤其适用于高度大于2m的溶洞整治。
20.2、利用本实用新型的封孔结构能够填充溶洞空间，将溶洞填充物与周围岩层压实紧密、形成一体，钻孔封孔质量可靠，自稳性强，消除了岩溶溶洞对运营路线的潜在危害、加强了路基承受能力，采用跳孔分段施工后降低了营业线施工安全风险，加快施工进度。
附图说明
21.图1是防垮孔用一次性封孔的结构示意图。
22.图2是防垮孔用一次性封孔的封孔工艺流程图。
23.图3是注浆工艺流程图。
24.图标：1
‑
瓜米石；2
‑
砂层；3
‑
水泥浆；4
‑
注浆管；5
‑
回浆管；6
‑
溶洞。
具体实施方式
25.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.实施例1
28.一种防垮孔的一次性封孔结构，运用于铁路营业线路路基地下的岩溶整治。如图
1，采用地质钻或潜孔钻钻孔，使钻孔连通溶洞6、到达溶洞6底部，钻孔内设有注浆管4，钻孔内由下而上依次填充有瓜米石1、高1m的中粗砂层2及高浓度的水泥浆3，其中瓜米石1填充于溶洞6并覆盖注浆管4带有出浆孔的管段（出浆孔直径小于瓜米石），水泥浆3的浓度较高、水灰比为0.2:1（水和水泥的重量之比）。为引出钻孔内富集上升的地下水和空气，钻孔内还设有回浆管5，回浆管5底端伸入瓜米石1浅层中、位于注浆管4出浆孔的上方。
29.在整治岩溶路基时，在溶洞上方路基多次跳孔钻取孔位并将其与溶洞连通，每次钻孔后采用防垮孔形式一次封孔，封孔深度根据现场试验确定，注浆管根据注浆需求进行选择。每次封孔过程中部分填充溶洞并密实封孔，以逐步达到填充溶洞空腔的目的。
30.每次封孔时，见封孔工艺示意图图1及流程图图2、图3，先在钻孔中放入直径32mm的pvc注浆管4及直径32mm的pvc回浆管5，注浆管4的底端深入孔底抵达溶洞6底面。其中注浆管4及回浆管5均为分段式结构，采用专用接头接长；接长时在管头外壁及专用接头内壁均匀涂抹专用粘合剂，安装时要边旋转边压紧，并放置一段时间，确保连接质量。然后采用瓜米石1通过钻孔口将溶洞6填满，并将钻孔继续填充至一定高度，覆盖注浆管4带有出浆孔的花管段，回浆管5底端位于瓜米石1顶面下0.5m处的浅层；然后在瓜米石1上设置一层0.5m厚的中砂，用以隔离浓水泥浆，防止流入瓜米石层中堵塞注浆管；再在孔口段人工灌注高5m的浓水泥浆3（水灰质量比0.2：1），并在钻孔孔口端预留0.8m的空管段（无填充物）。待浓水泥浆3与孔内的地下水相容并凝固后，通过预设的注浆管4施工注浆压力0.2mpa～0.4mpa，当设于孔口的压力表达到0.3mpa～0.5mpa时，持压30min，进浆速率小于1l/min。溶洞空间与周围岩层紧密连接，形成一体，裂缝填补紧固密实，消除了岩溶溶洞对运营路线的潜在危害、加强了路基承受能力。本实施例中的封孔方式尤其适用于高度大于2m的溶洞，钻孔封孔质量可靠，自稳性强。
31.在后续工作中，在完成注浆并验收封孔质量合格后，除去注浆管和回浆管高于路面的部分，在钻孔内的空管段填充道砟等填充物，以铺平路面。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。