CN108194131A - 江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***及施工方法，***包括水上作业平台、循环过滤装置、可循环静压注浆装置和封相邻溶洞口装置。方法包括先用封相邻溶洞口装置对相邻溶洞口进行封闭，再用可循环静压注浆装置对溶洞空腔进行水泥浆封填，对溶洞空腔内的泥水经循环过滤装置处理后再利用。本发明能有效对江底溶洞进行省料封填，解决传统工艺的容易漏浆、堵管、塌孔等缺陷，具有方法简便实用,施工风险低，成本低,节约工期。泥水回收就地循环利用，少污染和使用效果好的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***及施工方法。
背景技术
溶洞是隧道工程施工经常遇见的地下岩溶形态，溶洞按照洞内充填物的状态和形式，可分为充填型和非充填型溶洞。非充填型溶洞基本没有地下水与太多的沉积物，溶洞壁通常裸露；充填型溶洞是指溶洞整个洞体大部分被碎屑沉积物、化学沉积物或地下水充满。盾构施工在遇溶洞区域（其内含众多个溶洞空腔）施工时，尤其是溶洞在盾构施工线上时，盾构机械极易出现“栽头”“陷落”“涌水”“突泥”“河床塌陷”等事故。
为确保盾构机安全、顺利通过溶洞区，需对侵入隧道主线1.5倍洞径范围内的众多个溶洞空腔用水泥浆进行填充加固处理，减小不同地层之间的差异沉降以满足，减少管片渗漏，以保证盾构隧道施工期和运营期的安全。传统的溶洞空腔封填技术采用钢套管护孔，孔内穿插一个注浆管的方法，基本上如同浇筑水下混凝土技术，注浆管需要埋入所注浆液内一定深度，随着注浆深度而间歇性向上提拔注浆管，最终用快干混凝土将溶洞封填。但此技术存在诸多弊端，由于孔壁地层砂砾层过厚造成塌孔现象导致注浆管极难拔出或者压力不均衡造成溶洞底边界漏浆现象。尤其是其洞口紧邻隧道主线1.5倍洞径范围内与作业面溶洞空腔相通的超大型溶洞，用快干混凝土溶洞封填技术封填该超大型溶洞，不但会消耗大量的注浆液，使填充成本大幅度增加，还往往难于达到溶洞封填的目的；造成溶洞封填失败，隧道主线改线，损失严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***及施工方法，能有效对江底溶洞进行省料封填，解决传统工艺的容易漏浆、堵管、塌孔等缺陷，具有方法简便实用,施工风险低，成本低, 节约工期。泥水回收就地循环利用，少污染和使用效果好的优点。
为此，本发明的一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***, 包括钻孔钻机和水上作业平台：
水上作业平台：由呈间隔距离并排设置的第一号船和第二号船所组成，第一号船和第二号船的前后部船面上由两个桁架固定为一体。呈间隔距离分布的数根钢枕木的两端搭固在两个桁架之间的两个船体船面上，每个船体的钢枕木上设有供钻孔钻机在其上运行的滑轨。两滑轨之间的两船体下端为钻孔区，船体的外侧设有锚环，船体船面上设有发电区、材料区、循环过滤装置和泵站区。
循环过滤装置，用于将抽出的溶洞空腔内的残渣泥水进行快速过滤澄清处理使澄清水循环利用。循环过滤装置由滤渣桶、第一过滤箱和第二过滤箱所构成。滤渣桶的上部由上至下依次设有向一侧斜置的第一、第二、第三和第四滤渣网。注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端。各滤渣网低端的滤渣桶上设有滤渣出口。承接各滤渣网残渣的渣桶位于滤渣出口下端。滤渣桶的下端通过第一导管和抽水泵与第一过滤箱上端相通。第一过滤箱内由上至下依次设有纤维层、粗砂层和砂层，第一过滤箱的下端通过第二导管与第二过滤箱上端相通。第二过滤箱内设有细砂层，第二过滤箱的下端相通集水箱。
可循环静压注浆装置：用钢套管对钻孔钻机钻的孔进行护孔。钢套管内设有三根塑料管。两根为φ25×3.5mm细塑料管分别为注浆管和注封孔液管，一根为φ50×3.5mm的粗塑料管为注浆回泥管。注浆回泥管的底端口封闭，注浆回泥管的底部呈间隔距离开设众多个φ5mm的小孔。且小孔外设有封闭胶带。注浆回泥管的底部位于溶洞空腔底部。注浆管***注浆回泥管内且其一端位于注浆回泥管的内底部，另一端与注浆机出浆口相通。用于孔口封孔的注封孔液管的一端位于溶洞口上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机。
封相邻溶洞口装置：由一根充介质塑料管和一膨胀囊所组成。充介质塑料管的一端与充介质机相通，充介质塑料管的另一端位于密封的膨胀囊内且穿入位于相邻溶洞口上方的钢套管内，并携带膨胀囊伸至相邻溶洞口处。
所述的第一、第二、第三和第四滤渣网分别与水平面的夹角为55～60°。
所述的第一滤渣网为自上至下横向呈间隔距离并排的炉箅型滤渣网，相邻的炉箅间距为2～3cm。
所述的第二、第三和第四滤渣网的网孔分别为1目、3目、6目。
所述的第一过滤箱内纤维层、粗砂层和砂层的厚度比为2:1.5:1。
所述的注浆回泥管与注浆管之间的间隙形成回泥水通道。
所述的膨胀囊由橡胶材料制成，膨胀囊为介质限制囊。
一种实现江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***的施工方法,包括如下步骤：
(1) 施工准备，制备水上作业平台，在上作业平台的滑轨安装钻孔钻机，船体船面上设有发电区、材料区、循环过滤装置和泵站区，根据施工路线结合地质地貌原岩土工程勘探报告，绘制钻孔区域，定出溶洞口注浆范围，定出相邻溶洞口位置。
(2)标出注浆孔的孔位，保证一个注浆孔位孔位在相邻溶洞口外侧窄处。
(3)进行封闭紧邻隧道主线边缘的大型溶洞的洞口作业：
(a)钻孔钻机先在相邻大型溶洞的洞口外侧窄处的溶洞空腔上方钻孔；
(b)成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处；
(c)再将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内，再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至紧邻相邻溶洞口外的溶洞空腔底部，注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭，注浆管的底端开口，用于注浆，注浆管的另一端与注浆机出浆口相通，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端；
(d)将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；
(e)将一根充介质塑料管的一端***密封膨胀囊中，从钢套管内下放至相邻溶洞口外侧窄处中部，充介质塑料管的一端与充介质机相通；
(f)开通充介质机通过充介质塑料管向密封膨胀囊中注入介质，使密封膨胀囊膨胀封闭相邻溶洞口；
(j)开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处进行孔口封闭，形成溶洞空腔内的封闭环境；
(l) 开通注浆机向注浆管内注射水泥浆，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，流出的水泥浆自溶洞空腔的底部向上填充溶洞空间，同时将溶洞空腔内的残渣泥水挤到溶洞空腔内上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙，依浆液循环产生的压力将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆，排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制,经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理；
(i)抽出钢套管，对该孔进行封孔作业；
(4)进行钻孔区域内的其它溶洞空腔的钻孔注浆作业：
钻孔钻机先在溶洞空腔上方钻孔；
成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处；再将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内，再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至溶洞空腔底部，注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭，注浆管的底端开口，用于注浆，注浆管的另一端与注浆机出浆口相通，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端；
将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；
开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处进行孔口封闭，形成溶洞空腔内的封闭环境；
开通注浆机向注浆管内注射水泥浆，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，将溶洞空腔内的残渣泥水挤到溶洞空腔内的上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙，再由浆液循环将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆，排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制，经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理；
抽出钢套管，对该孔进行封孔作业。
所述的第(3) 步骤中(f) (j) 步骤能同时进行，或顺序互换。
所述的向密封膨胀囊中注入的介质为空气，或水，或为水泥浆。
上述方法达到了本发明的目的。
本发明能有效对江底溶洞进行省料封填，解决传统工艺的容易漏浆、堵管、塌孔等缺陷，具有方法简便实用,施工风险低，成本低, 节约工期。泥水回收就地循环利用，少污染和使用效果好的优点。
本发明与已有技术相比具有以下优点和积极效果：
（1）采用密封膨胀囊技术能有效快速封堵紧邻作业面的相邻的超大型溶洞的洞口，避免大量的注浆液无用地流入超大型溶洞内，能有效地对作业区域门溶洞空腔进行封填，可大幅度降低施工成本，加快了施工速度。
（2）采取了钢套管护孔，三个不同直径的塑料管共同工作，实现了护孔、注浆和封孔的有效结合，防止江水从孔口侵入孔内，为注浆提供有利的密闭环境。
（3）采用了粗管套细管直深入溶洞空腔底部的方式，通过浆液爆孔外溢，从溶洞空腔底部开始迅速封闭边界，有效填充岩层裂隙，防止注浆过程产生漏浆现象。
（4）注浆过程中注浆管不需要随浆液同步提升，也不需要拔出，缩短了工序转换的时间，且管材均为柔性，对盾构机穿越无不良影响。
（5）该***通过浆液循环，将溶洞空腔内的残渣及泥水由注浆管与的注浆回泥管之间的空隙向外排出，并在船上进行废浆净化处理，处理后的澄清水可用于浆液拌制，废渣则统一运至岸边处理，实现了水资源循环利用，减少了对江水的污染，节水效果显著，治污成本低。
附图说明
图1是本发明的水上作业平台结构示意图。
图2是本发明的循环过滤装置结构示意图。
图3是本发明的可循环静压注浆***对溶洞空腔的原理结构示意图。
图4是本发明的封闭超大型溶洞的洞口作业原理结构示意图。
具体实施方式
如图1至图4所示，一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***, 包括钻孔钻机和水上作业平台：
如图1所示，水上作业平台：由呈间隔距离并排设置的第一号船1和第二号船9所组成。第一号船和第二号船呈间隔距离并排设置。第一号船和第二号船的前后部船面上由两个桁架2固定为一体。呈间隔距离分布的数根钢枕木11的两端搭固在两个桁架之间的两个船体船面上，从而形成一个稳固的水上作业平台。每个船体的钢枕木上设有供钻孔钻机在其上运行的滑轨4。钻孔钻机位于滑轨上。两滑轨之间的两船体下端为钻孔区，钻孔区复盖钻孔孔位3。船体的外侧设有锚环10，锚环用于固定水上作业平台。船体船面上设有：发电区5用于对水上作业平台供电；材料区6用于储放各种材料及设备；循环过滤装置7和泵站区8，泵站区用于抽水、注浆及作业。
如图2所示，循环过滤装置用于将抽出的溶洞空腔内的残渣泥水进行快速过滤澄清处理使澄清水循环利用。循环过滤装置由滤渣桶19、第一过滤箱23和第二过滤箱27所构成。滤渣桶的上部由上至下依次设有向一侧斜置的第一滤渣网18、第二滤渣网17、第三滤渣网15和第四滤渣网14。注浆回泥管的出泥水口12位于第一滤渣网的上端。各滤渣网低端的滤渣桶上设有滤渣出口16。承接各滤渣网残渣的渣桶13位于滤渣出口下端。所述的第一、第二、第三和第四滤渣网分别与水平面的夹角为55～60°。所述的第一滤渣网为自上至下横向呈间隔距离并排的炉箅型滤渣网，相邻的炉箅间距为2～3cm。所述的第二、第三和第四滤渣网的网孔分别为1目、3目、6目。
滤渣桶的下端通过第一导管20和抽水泵21与第一过滤箱23上端相通。第一过滤箱内由上至下依次设有纤维层22、粗砂层24和砂层25。第一过滤箱的下端通过第二导管26与第二过滤箱27上端相通。第二过滤箱内设有细砂层28，第二过滤箱的下端通过连通管29相通集水箱30。
所述的第一过滤箱内纤维层、粗砂层和砂层的厚度比为2:1.5:1。所述的细沙层由粒径0.1～0.5mm的沙子构成。沙层由粒径0.6～0.8mm的沙子构成。粗沙层由粒径0.8～1mm的沙子构成。过滤纤维层为2～4层过滤纤维布构成。
使用时，从溶洞空腔内抽出的残渣泥水自注浆回泥管的出泥水口12，落入滤渣桶的上部依次经第一、第二、第三和第四滤渣网的不同密度的网孔过筛，其内石子、渣粒及杂物自各滤渣网上端经滤渣出口滑落入滤渣桶内，被清理上岸。泥水再经第一导管和抽水泵进入第一过滤箱上端，依次经纤维层、粗砂层和砂层的过滤及第二过滤箱的细砂层再过滤后，变为可用净水，存入集水箱用于工业用水。
如图3所示，可循环静压注浆装置：用钢套管34对钻孔钻机钻的孔进行护孔。钢套管内设有三根塑料管。两根为φ25×3.5mm细塑料管分别为注浆管31和注封孔液管32。
一根为φ50×3.5mm的粗塑料管为注浆回泥管33。注浆回泥管的底端口封闭，注浆回泥管的底部呈间隔距离开设众多个φ5mm的小孔39。且小孔外设有封闭胶带。注浆回泥管的底部位于溶洞空腔41底部。
注浆管***注浆回泥管内且其一端位于注浆回泥管的内底部，另一端与注浆机出浆口相通。用于孔口封孔的注封孔液管的一端位于溶洞口上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机。
如图4所示，封相邻溶洞口装置：由一根充介质塑料管46（可为φ25×3.5mm细塑料管）和一膨胀囊47所组成。充介质塑料管的一端与充介质机相通，充介质塑料管的另一端位于密封的膨胀囊内且穿入位于相邻溶洞口上方的钢套管内，并携带膨胀囊伸至相邻溶洞口44处，相邻溶洞口相通作业面外的超大型相邻溶洞45。
所述的注浆回泥管与注浆管之间的间隙形成回泥水通道43。
所述的膨胀囊由橡胶材料制成，膨胀囊为介质限制囊。
一种实现江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***的施工方法,包括如下步骤：
(1)施工准备，制备水上作业平台，在上作业平台的滑轨安装钻孔钻机，船体船面上设有发电区、材料区、循环过滤装置和泵站区，根据施工路线结合地质地貌原岩土工程勘探报告，绘制钻孔区域，定出溶洞口注浆范围，定出相邻溶洞口位置。
(2)标出注浆孔的孔位，保证一个注浆孔位孔位在相邻溶洞口外侧窄处。
(3)进行封闭紧邻隧道主线边缘的大型溶洞的洞口作业。步骤如下：
(a)钻孔钻机先在相邻大型溶洞的洞口外侧窄处的溶洞空腔上方钻孔。钻出的孔依次穿过淤泥层35、砂砾层36后与位于强风化泥岩38内的溶洞空腔相通。
(b)成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处。
(c)将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内。再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至紧邻相邻溶洞口外的溶洞空腔41底部。注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭。注浆管的底端开口，用于注浆。注浆管的另一端与注浆机出浆口相通。注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端。
(d)将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方站孔1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机。
(e)将一根充介质塑料管46的一端***密封膨胀囊中，从钢套管内下放至与溶洞空腔相邻溶洞口外侧窄处中部，充介质塑料管的一端与充介质机相通。
(f)开通充介质机通过充介质塑料管向密封膨胀囊中注入介质，使密封膨胀囊膨胀封闭相邻溶洞口44，从而可避免用水泥浆封填作业面内的溶洞空腔时，大量水泥浆无用地从相邻溶洞口流入相邻大型溶洞45内。
(j)开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处的钻孔(封闭该处钻孔与各塑料管外壁周边之间的空间)进行孔口封闭，快速凝固的双液浆形成封闭部37，封闭孔口后形成溶洞空腔内的封闭环境。
(l) 开通注浆机向注浆管内注射水泥浆40，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，流出的水泥浆自溶洞空腔41的底部向上填充溶洞空间，同时将溶洞空腔内的残渣泥水42挤到溶洞空腔内上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙43，依浆液循环产生的压力将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆。经注浆回泥管的出泥水口排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制。经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理；
(i)抽出钢套管，对该孔进行封孔作业。可重复步骤(3)进行封闭其它的紧邻隧道主线边缘的大型溶洞的洞口作业。
(4)进行钻孔区域内的其它溶洞空腔的钻孔注浆作业，有如下步骤：
钻孔钻机先在其它溶洞空腔上方钻孔。
成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处；再将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内，再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至溶洞空腔底部，注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭，注浆管的底端开口，用于注浆，注浆管的另一端与注浆机出浆口相通，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端。
将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处进行孔口封闭，形成溶洞空腔内的封闭环境。
开通注浆机向注浆管内注射水泥浆40，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，流出的水泥浆自溶洞空腔41的底部向上填充溶洞空间，同时将溶洞空腔内的残渣泥水42挤到溶洞空腔内上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙43，依浆液循环产生的压力将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆。经注浆回泥管的出泥水口排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制。经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理。
抽出钢套管，对该孔进行封孔作业。依次重复步骤(4)至钻孔区域内的全部溶洞空腔的钻孔注浆作业完成。
所述的第(3) 步骤中(f) (j) 步骤能同时进行，或顺序互换。
所述的向密封膨胀囊中注入的介质为空气，或水，或为水泥浆。
注射的水泥浆和双液浆为传统配方，故不再累述。
总之，本发明能有效对江底溶洞进行省料封填，解决传统工艺的容易漏浆、堵管、塌孔等缺陷，具有方法简便实用,施工风险低，成本低, 节约工期。泥水回收就地循环利用，少污染和使用效果好的优点。
Claims (10)
1.一种江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,包括钻孔钻机和水上作业平台，其特征在于：
水上作业平台，由呈间隔距离并排设置的第一号船和第二号船所组成，第一号船和第二号船的前后部船面上由两个桁架固定为一体，呈间隔距离分布的数根钢枕木的两端搭固在两个桁架之间的两个船体船面上，每个船体的钢枕木上设有供钻孔钻机在其上运行的滑轨，两滑轨之间的两船体下端为钻孔区，船体的外侧设有锚环，船体船面上设有发电区、材料区、循环过滤装置和泵站区；
循环过滤装置，用于将抽出的溶洞空腔内的残渣泥水进行快速过滤澄清处理使澄清水循环利用，循环过滤装置由滤渣桶、第一过滤箱和第二过滤箱所构成，滤渣桶的上部由上至下依次设有向一侧斜置的第一、第二、第三和第四滤渣网，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端，各滤渣网低端的滤渣桶上设有滤渣出口，承接各滤渣网残渣的渣桶位于滤渣出口下端，滤渣桶的下端通过第一导管和抽水泵与第一过滤箱上端相通，第一过滤箱内由上至下依次设有纤维层、粗砂层和砂层，第一过滤箱的下端通过第二导管与第二过滤箱上端相通，第二过滤箱内设有细砂层，第二过滤箱的下端相通集水箱；
可循环静压注浆装置，用钢套管对钻孔钻机钻的孔进行护孔，钢套管内设有三根塑料管，两根为φ25×3.5mm细塑料管分别为注浆管和注封孔液管，一根为φ50×3.5mm的粗塑料管为注浆回泥管，注浆回泥管的底端口封闭，注浆回泥管的底部呈间隔距离开设众多个φ5mm的小孔，且小孔外设有封闭胶带，注浆回泥管的底部位于溶洞空腔底部，注浆管***注浆回泥管内且其一端位于注浆回泥管的内底部，另一端与注浆机出浆口相通，用于孔口封孔的注封孔液管的一端位于溶洞口上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；
封相邻溶洞口装置，由一根充介质塑料管和一膨胀囊所组成，充介质塑料管的一端与充介质机相通，充介质塑料管的另一端位于密封的膨胀囊内且穿入位于相邻溶洞口上方的钢套管内，并携带膨胀囊伸至相邻溶洞口处。
2.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的第一、第二、第三和第四滤渣网分别与水平面的夹角为55～60°。
3.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的第一滤渣网为自上至下横向呈间隔距离并排的炉箅型滤渣网，相邻的炉箅间距为2～3cm。
4.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的第二、第三和第四滤渣网的网孔分别为1目、3目、6目。
5.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的第一过滤箱内纤维层、粗砂层和砂层的厚度比为2:1.5:1。
6.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的注浆回泥管与注浆管之间的间隙形成回泥水通道。
7.根据权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***,其特征在于：所述的膨胀囊由橡胶材料制成，膨胀囊为介质限制囊。
8.一种实现权利要求1所述的江底溶洞省料封闭可循环静压注浆***的施工方法,其特征在于，包括如下步骤：
(1) 施工准备，制备水上作业平台，在上作业平台的滑轨安装钻孔钻机，船体船面上设有发电区、材料区、循环过滤装置和泵站区，根据施工路线结合地质地貌原岩土工程勘探报告，绘制钻孔区域，定出溶洞口注浆范围，定出相邻溶洞口位置；
(2)标出注浆孔的孔位，保证一个注浆孔位孔位在相邻溶洞口外侧窄处；
(3)进行封闭紧邻隧道主线边缘的大型溶洞的洞口作业：
(a)钻孔钻机先在相邻大型溶洞的洞口外侧窄处的溶洞空腔上方钻孔；
(b)成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处；
(c)再将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内，再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至紧邻相邻溶洞口外的溶洞空腔底部，注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭，注浆管的底端开口，用于注浆，注浆管的另一端与注浆机出浆口相通，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端；
(d)将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；
(e)将一根充介质塑料管的一端***密封膨胀囊中，从钢套管内下放至相邻溶洞口外侧窄处中部，充介质塑料管的一端与充介质机相通；
(f)开通充介质机通过充介质塑料管向密封膨胀囊中注入介质，使密封膨胀囊膨胀封闭相邻溶洞口；
(j)开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处进行孔口封闭，形成溶洞空腔内的封闭环境；
(l)开通注浆机向注浆管内注射水泥浆，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，流出的水泥浆自溶洞空腔的底部向上填充溶洞空间，同时将溶洞空腔内的残渣泥水挤到溶洞空腔内上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙，依浆液循环产生的压力将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆，排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制,经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理；
(i)抽出钢套管，对该孔进行封孔作业；
(4)进行钻孔区域内的其它溶洞空腔的钻孔注浆作业：
钻孔钻机先在溶洞空腔上方钻孔；
成孔后，先在孔内下放φ146mm的钢套管进行护孔，钢套管的下端位于溶洞空腔上端钻孔1.5m处；再将φ25mm塑料的注浆管***φ50mm塑料的注浆回泥管内，再将注浆管和注浆回泥管从钢套管内下放至溶洞空腔底部，注浆回泥管底端封闭，下部对称开设φ5mm的小孔，且小孔外封闭胶带封闭，注浆管的底端开口，用于注浆，注浆管的另一端与注浆机出浆口相通，注浆回泥管的出泥水口位于第一滤渣网的上端；
将用于孔口封孔的注封孔液管的一端从钢套管内下放至位于溶洞空腔上端上方1m位置处，注封孔液管的另一端相通双液注浆机；
开通双液注浆机通过注封孔液管向溶洞空腔上端上方1m位置处进行双液浆注射，对溶洞空腔上端上方1m位置处进行孔口封闭，形成溶洞空腔内的封闭环境；
开通注浆机向注浆管内注射水泥浆，水泥浆从注浆管底端进入注浆回泥管再从注浆回泥管底部的小孔冲破封闭胶带爆孔流出，流出的水泥浆自溶洞空腔的底部向上填充溶洞空间，同时将溶洞空腔内的残渣泥水挤到溶洞空腔内上部，从注浆回泥管预留的上部的小孔冲破封闭胶带爆孔进入注浆管与注浆回泥管之间的空隙，依浆液循环产生的压力将其排出注浆回泥管，至溶洞空腔内注满水泥浆，排出注浆回泥管外的残渣泥水进入循环过滤装置进行过滤、沉淀处理，澄清液用于浆液拌制,经沉淀后的废渣则统一运至岸边处理；
抽出钢套管，对该孔进行封孔作业。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于：所述的第(3) 步骤中(f) (j) 步骤能同时进行，或顺序互换。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于：所述的向密封膨胀囊中注入的介质为空气，或水，或为水泥浆。
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| CN204960882U (zh) * | 2015-10-09 | 2016-01-13 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 煤矿井下水力压裂钻孔封孔装置 |
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