[发明专利]喀斯特地区高压群孔置换灌浆方法及其结构

权利要求书

1.一种喀斯特地区高压群孔置换灌浆方法，其特征在于：在溶洞区（1）的上方设置灌浆廊道或平洞（2），在灌浆廊道或平洞（2）向溶洞区（1）布设钻孔（3），钻孔（3）的下端位于溶洞区（1）中，将钻孔（3）所在范围划分为置换进口区（4）和置换出口区（5）；在置换进口区（4）的钻孔（3）中高压注入质量比为0.5:1的掺砂水泥浆，将溶洞充填全部或大部分从置换出口区（5）的钻孔（3）中挤出，待凝24h～36h后再采取常规水泥灌浆方法进行灌注。

2.根据权利要求1所述的喀斯特地区高压群孔置换灌浆方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）利用灌浆孔、先导孔或物探手段查明溶洞区（1）中溶洞的发育规模、充填物的性质、顶底板孔深高程；

2）将溶洞区（1）内所有灌浆孔按设计要求的灌浆次序施工至溶洞顶板以上1～2m后，再钻入溶洞底板以下完整基岩1～2m；

3）确定置换进口区（4）和置换出口区（5），并确定可作为置换进口区（4）和置换出口区（5）的钻孔（3）的灌浆孔，然后在所有钻孔（3）的孔口处安装孔口密封器，其中置换出口区（5）的钻孔（3）上的孔口密封器上的阀门处于打开状态；

4）将高压砂浆泵上的高压胶管与置换进口区（4）的孔口密封器相连，并加压向孔内注入水灰比为0.5:1水泥浆；

5）当置换出口区（5）的钻孔（3）孔口出现溶洞充填物时，置换进口区（4）的钻孔（3）内注入物调整为掺砂水泥浆，掺砂比为10%、20%、30%三级，且按从小至大逐级向水泥浆内掺入；

6）当置换出口区（5）的钻孔（3）孔口出现水泥浆时，暂停置换操作；将置换出口区（5）的钻孔（3）上的孔口密封器阀门关闭后再继续灌注掺砂水泥浆，直至进口钻孔注入率不大于5L/min即可结束置换，并待凝36h～48h；

7）达到待凝时间后，对溶洞区（1）内按常规灌浆方法按次序进行补强灌浆。

3.根据权利要求2所述的喀斯特地区高压群孔置换灌浆方法，其特征在于：步骤3）确定置换进口区（4）和置换出口区（5）的钻孔（3）的原则是：当溶洞发育为水平或近水平方向时，溶洞区（1）内的灌浆孔均可作为置换进口区（4）和置换出口区（5）的钻孔（3）；

当溶洞发育为倾斜方向时，溶洞区（1）内低高程的灌浆孔作为置换进口区（4）的钻孔（3）。

4.一种适用于喀斯特地区的群孔置换灌浆结构，其特征在于：在溶洞区（1）的上方设置灌浆廊道或平洞（2），在灌浆廊道或平洞（2）向溶洞区（1）布设钻孔（3），钻孔（3）的下端位于溶洞区（1）中，将钻孔（3）所在范围划分为置换进口区（4）和置换出口区（5）；在所有钻孔（3）的孔口处安装有孔口密封器。

5.根据权利要求2所述的适用于喀斯特地区的群孔置换灌浆结构，其特征在于：钻孔（3）的孔距为2～2.5m。