[发明专利]深水下岩塞截锥壳体防渗闭气灌浆法

说明书

技术领域

本发明属于水下岩塞爆破工程的岩塞体灌浆方法，特别是深水下的岩塞体灌浆，也适用于水下岩塞围岩质量改善固结灌浆，以及水下洞室爆破围岩体的防渗和固结灌浆。

背景技术

在已建水库或江河湖泊修建引水隧洞时，其进水口留下一段岩体，以这段岩体挡水代替修建进水口围堰，当隧洞施工结束后，将这段岩体一次爆除使隧洞通水并满足设计流量，爆除的这部分岩体称为“岩塞”。由于处在水下，其爆破过程称为“水下岩塞爆破”。对于已建水库修建引水隧洞取水，特别是深水下，采用水下岩塞爆破形成进水口是必选方案。

水下岩塞处于隧洞进水口边坡岩体上，一般边坡岩体风化较严重，节理裂隙较发育。由于节理裂隙的连通作用，在水压力的作用下，开挖药室会产生漏水或大量的涌水，药室爆破时会产生漏气。因此，在开挖药室前，需要对岩塞进行防渗灌浆，以达到岩塞体防水闭气的目的，从而保证岩塞药室开挖施工安全，提高水下岩塞爆破效果。

但以往水下岩塞防渗灌浆，一般是在岩塞体内钻几个孔灌浆，钻孔和灌浆位置多根据岩体表面渗水情况布置实施，钻孔分布随机性强，钻孔方向、钻孔间距和钻孔排列不规则，灌浆次序也比较随意，灌浆压力基本一致，灌浆后岩塞体内仍然会有漏灌的渗水通道。灌浆部位多限于岩塞体内，对岩塞体外侧灌浆不重视，甚至不进行灌浆，灌浆也无重点区域，在岩塞体周围不能形成良好的连续防渗体。因此，在药室开挖后，仍然会有水渗出，甚至产生大量涌水，影响施工作业，危害作业人员安全。不仅如此，渗水对炸药威力、雷管等起爆器材的准确度也会产生不利影响。没有封闭的裂隙，在岩塞爆破时，也容易产生漏气，最终爆破效果难以保证。

发明内容

本发明提供一种深水下岩塞截锥壳体防渗闭气灌浆法，以解决目前灌浆后岩塞体内仍然会有漏灌的渗水通道的问题。

深水下岩塞截锥壳体防渗闭气灌浆法的指导思想是以一组同轴截锥面及其截得的同心圆确定灌浆钻孔位置和间距、钻孔方向、钻孔深度，使得岩塞周围及其上下口的岩体中，通过灌注以水泥为基材的复合浆液，充填岩体节理裂隙和孔洞，复合浆液固结后，在灌注的岩体中形成连续封闭的形似截锥形壳体的防渗体。

本发明采取的技术方案是包括如下步骤：

一、钻孔布置设计

a)在岩塞1轴线向洞内方向的延长线上找到一点P，使该点距岩塞下口3的距离L满足下式：

式中：—岩塞下口直径，单位m；

—岩塞上口直径，单位m；

—岩塞厚度系数，一般取1.1～1.4；

b)以岩塞体轴线为轴，以P点为圆锥顶点，各同轴圆锥面与岩塞下口平面和岩塞上口平面截成下口截锥同心圆和上口截锥同心圆；

c)使岩塞下口次外层截圆半径大于岩塞下口圆半径0.2m~0.5m，从而保证岩塞体外有两环灌浆孔；

d)使岩塞上口相邻截圆之间半径之差d为2.0m~2.5m，即同心圆半径从大到小依次以2.0m~2.5m间距递减，直至最小圆半径为0.8m~1.0m；

e)在岩塞上口各截圆圆环上布置钻孔点，同一圆环相邻钻孔点间距2.0m~2.5m；

f)每一钻孔点与圆锥顶点连线即为钻孔方向，连线与岩塞下口平面交点即为钻孔开孔位置；

g)对岩塞下口的同心圆按其直径从大到小进行编号，即从最外层圆开始，依次编号为K1、K2、K3…… Kn，使K1和K2处在岩塞体的外侧；

h)对同一圆环上的钻孔进行编号，编号从上部钻孔点开始，顺时针依次为1、2、3……m，这样每个钻孔均有独立的设计编号，规定单号为Ⅰ序灌浆孔，双号为Ⅱ序灌浆孔，反之亦然；

二、钻孔

a)钻孔前清除岩塞下口表面起伏不平的岩石、岩粉和灰尘，使岩塞下口表面平整，便于钻孔点做标记；

b)采用测量仪器按照钻孔设计布置点位进行放样，并用红蓝油漆对同一圆环相邻钻孔点位交替标注，以区分钻孔灌浆顺序，红色为Ⅰ序灌浆孔，蓝色为Ⅱ序灌浆孔；

c)采用潜孔钻机或其它钻机钻孔，钻孔深度是孔底距岩塞上口0.8m~1.0m，钻孔直径50mm~60mm；

d)从最外圆K1开始，先钻Ⅰ序灌浆孔；待K1中的Ⅰ序灌浆孔灌浆结束后，依次进行K2、K3…… Kn圆的Ⅰ序灌浆孔钻孔和灌浆；

e)按照步骤d)进行各圆的Ⅱ序灌浆孔钻孔和灌浆；

三、灌浆

a)灌浆材料由下列重量百分比的原料组成：

(1) 水泥：42.5MPa级普通硅酸盐水泥；

(2) 水：清净的河水，pH值＝7，水占全部干物质的比例：水灰比0.32～0.45；