[发明专利]基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法

权利要求书

1.基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，包括在不良含水层中设置的井筒，其特点是，所述的井筒(1)周围设置定位靶向注浆钻孔(4)、孔口管(7)、注浆段(9)、外壁(6)和内壁(5)；所述的定位靶向注浆钻孔，以井筒中心(1.1)为圆心沿井筒荒径线(3)圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液压由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩段裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，注浆段分层设置在基岩段所处的不良含水层(22)内，堵住裂隙，加固围岩；所述的外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土；所述注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的2.5～4倍；段高30m～50m，根据揭露地层情况而定；所述的黏土水泥浆液水灰的重量比取值范围为1.2～1.5，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.8～1.0；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰；所述的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％；所述基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构的施工装置，包括原浆池(13)、贮浆池(14)、清水池(16)、水玻璃池(19)和成对设置的水泥罐(17)、泥浆泵(15)、一级搅拌罐(18)、二级搅拌罐(20)、高压注浆泵(21)，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。

2.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的定位靶向注浆钻孔，是利用钻机(10)从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，孔口管段钻孔直径不小于250mm、下部钻孔直径不小于133mm。

3.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的孔口管(7)采用异径结构形式，其中垂深0～10m段，管材规格为垂深10～30m段，管材规格为

4.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散5～10m，堵住裂隙水，加固围岩。

5.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述外壁的混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

6.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述内壁的混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

7.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构的施工方法，按如下步骤进行：

1)、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；

2)、设置注浆站在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级搅拌罐、两个注浆泵；

3)、安装钻机按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；

4)、钻孔及设孔口管采用钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下设置放长10m，直径和长30m，直径的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；

5)、设置止浆塞采用复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；

6)、压水试验通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；

7)、高压注浆按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；

8)、扫口，重复4、5、6、7步骤进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；

9)、开挖井筒在井筒设计的荒径线范围内自上而下逐次分段开挖井筒，每次开挖深度不大于4m；

10)、浇筑井筒外壁钢筋混凝土自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm；

11)、浇筑井筒内壁钢筋混凝土从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm；

12)、拆除施工装置，施工结束。