一种处理岩体宽大裂隙的方法及封闭结构技术

本发明专利技术涉及一种处理岩体宽大裂隙的方法及其封闭结构。所述方法包括(a)裂隙清理；(b)批刮快硬水泥；(c)预埋进浆管和回浆管；(d)注浆等步骤，该方法操作简单、施工方便，工期短、成本低。由该方法获得的封闭结构包括封堵层和填充体；所述封堵层位于基岩表面并覆盖在裂隙的开口处，所述封堵层设有供与进浆管和回浆管穿过的孔；所述填充体位于缝隙内并且与封堵层底面和裂隙侧面岩体贴合，本发明专利技术所述封闭结构的构造简单、封闭效果好，不会在无盖重固结灌浆过程中出现外漏现象。

【技术实现步骤摘要】
一种处理岩体宽大裂隙的方法及封闭结构
本专利技术属于水利水电工程基础处理领域，具体地说，是一种适用于无盖重固结灌浆前处理岩体宽大裂隙的方法及其封闭结构。
技术介绍
高拱坝的坝基固结灌浆与大坝混凝土浇筑在工期上常常存在矛盾，因此常采取无盖重固结灌浆。但由于没有混凝土盖重，岩体表面的裂隙可能成为浆液串漏的通道，为保证固结灌浆效果，灌浆前必须对地表的裂隙进行封闭。针对岩体表面的宽大裂隙，目前一般采用人工嵌入棉纱或批刮快硬水泥的方法进行封闭，常规封闭结构主要存在如下问题：1、裂隙发育深窄，填缝施工困难裂隙在地表出露的形态一般为U形缝或V形缝，需要对其一定深度范围内进行填缝施工，一般要求填缝深度不小于3倍缝宽。对于宽度大于5cm的裂隙，其填缝深度需不少于15cm，由于裂隙内部既窄且深，而且裂隙面发育极不规则，采用常规的人工批刮填压的方法施工时，操作难度大，施工耗时长，而且填缝效果受工人的施工水平和工作态度影响较大。2、裂隙未被填压密实，填缝材料结合较差，容易被浆液压力击穿由于填缝施工难度大，导致裂隙深部未能填压密实，其深部仍存在空隙部位，而且采用人工批刮方法施工的快硬水泥，难以与裂隙侧面岩体紧密结合。固结灌浆过程中，浆液在压力作用下会流动至裂隙空隙处，在填缝体上形成一定的面压力，同时对填缝体与裂隙侧面形成劈裂力，在面压力和劈裂力的共同作用下，浆液会击穿填缝体形成外漏，需要暂停灌浆施工处理外漏，影响固结灌浆质量。例如在金沙江乌东德水电站高拱坝坝基无盖重固结灌浆施工程中，采用批刮快硬水泥的方法对岩体宽大裂隙进行封闭，结果在灌浆过程中击穿封闭结构发生外漏的孔段占85％。此外，申请号为201210558955.X的中国专利申请公开了一种无盖重固结灌浆中的基岩裂隙涂刷封闭法，该方法比较适合岩体裂隙小于等于2毫米的情形。而对于宽度大于50毫米的岩体裂隙，该申请也提及到可以直接用混凝土置换封闭处理，然而该方法获得的封闭结构也非常容易在无盖重固结灌浆过程中被浆液压力击穿。综上所述，现有的用于处理岩体宽大裂隙的封闭方法和结构不能满足施工需求，不利于工程的顺利开展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有岩体宽大裂隙封闭方法中施工困难、封闭效果差，封闭体容易被浆液压力击穿形成外漏，影响灌浆质量的缺陷，提供一种施工方便、封闭效果好的适合宽大裂隙的处理方法。为实现上述目的，本专利技术所涉及的处理岩体宽大裂隙的方法，其包括以下步骤：(a)裂隙清理：清理裂隙内部的杂物，清理深度不小于三倍裂隙宽度；(b)批刮快硬水泥：沿裂隙周围的基岩表面批刮由快硬水泥制成的水泥浆，所述水泥浆覆盖住基岩表面上裂隙出露的全范围且超出裂隙两侧，批刮完成后，等待凝固，形成的封堵层宽度不小于40毫米、厚度不小于20毫米；(c)预埋进浆管和回浆管：批刮快硬水泥时，在裂隙内预埋进浆管和回浆管，所述进浆管的一端预埋在裂隙的底部，所述回浆管的一端预埋在裂隙的顶部，所述进浆管和回浆管的管路穿过封堵层引至封堵层以外；(d)注浆：通过进浆管往裂隙内注浆，并观察出浆管的液面高度，注浆完成后，等待凝固，形成填充体。进一步地，步骤(d)中所述注浆的方式为将进浆管的外部管口置于高处，通过浆液自重压力和浆液流动性往裂隙内注浆。进一步地，所述回浆管第一次出浆后，静置5分钟～30分钟，若回浆管液面下降，则继续注浆，直至回浆管的液面在静置后不下降，注浆完成。本专利技术进一步公开了由前述处理岩体宽大裂隙方法制备得到的封闭结构，它包括封堵层和填充体；所述封堵层位于基岩表面并覆盖在裂隙的开口处，所述封堵层设有供与进浆管和回浆管穿过的孔；所述填充体位于缝隙内并且与封堵层底面和裂隙侧面岩体贴合。进一步地，所述封堵层延伸至裂隙两侧以外的宽度不小于40毫米，所述封堵层的厚度不小于20毫米。进一步地，所述封堵层由快硬水泥构成。进一步地，所述进浆管的一端位于裂隙底部，另一端位于封堵层外；所述回浆管的一端位于裂隙顶部，另一端位于封堵层外。本专利技术的有益效果为：本专利技术所述的处理岩体宽大裂隙的方法采取外部封堵和内部填充相结合的形式，仅需采用人工在裂隙开口处批刮快硬水泥进行封堵，内部既深且窄的空隙不需要人工批刮填压，只需要采用注浆进行填充，操作简单、施工方便。本专利技术所述的注浆方式为静压注浆，即利用浆液自重压力和浆液流动性往裂隙内注浆，因此本方法不用采取较复杂的增压设备，工期短、成本低。本专利技术所述的封闭结构，其外部封堵层对裂隙进行封闭后，可作为内部注浆形成填充体时的上部挡板，可有效防止填充体外溢，并造成封闭结构不平整，而填充体会充满裂隙内的空隙，与裂隙侧面岩体和封堵层底面紧密结合，增加岩体的完整性。本专利技术所述封闭结构硬度高、结合力强，在进行无盖重固结灌浆过程中不会出现爆裂外漏现象。附图说明图1为本专利技术所述岩体宽大裂隙及其周围结构的示意图；图2为本专利技术所述岩体宽大裂隙封闭结构沿裂隙面展开图；图3为本专利技术所述岩体宽大裂隙封闭结构沿A-A方向的横剖面图。图中：封堵层1；填充体2；基岩表面3；裂隙4；进浆管5；回浆管6；裂隙侧面岩体7。具体实施方式以下结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过和具体实施对本专利技术作进一步的详细描述。本专利技术所述“宽大裂隙”是指两侧宽度大于50毫米的岩体裂隙。针对金沙江乌东德水电站高拱坝坝基岩体，在无盖重固结灌浆前采用本专利技术所述的封闭结构对岩体宽大缝隙进行封堵。乌东德水电站地处西南高山峡谷地区，岸坡陡，其岩体上的裂缝如图1所示亦成陡斜状，对于两侧宽度大于50mm的裂缝，通常采用图2所示的封闭结构进行封闭处理。如图2和3所示，所述岩体宽大裂隙封闭结构包括封堵层1和填充体2；所述封堵层1沿倾斜的基岩表面3覆盖住裂隙4的开口处，封堵层的延伸至裂隙两侧以外的宽度不小于40毫米，所述封堵层的厚度不小于20毫米。所述封堵层1为快硬水泥，凝结速度快，不影响工期。所述填充体2位于封堵层1与裂隙侧面岩体7组成的空间内，并且与封堵层1内表面和裂隙侧面岩体7完全贴合，所述填充体2由普通水泥制成，填充体2的深度不小于裂隙4宽度的三倍。如图2所示，所述封堵层1的下方和上方分别设有供与进浆管5和回浆管6穿过的孔，所述进浆管5的一端穿过封堵层1深入到裂隙4的底部，所述出浆管6的一端穿过封堵层1置于裂隙4的顶端，所述是进浆管5和出浆管6的另一端均位于封堵层1外，方便注浆和观察。获得岩体宽大裂隙封闭结构的方法如下：(a)裂隙清理：采用高压水枪对裂隙进行冲洗，高压水压力不小于5MPa，利用高压水流冲走裂隙4中夹杂的泥土、岩屑等杂物，必要时可采用人工挖、凿等措施结合高压水冲洗进行，直至裂隙4内的软弱充填物清理干净为止，裂隙4的清理深度一般不小于3倍裂隙宽度。(b)批刮快硬水泥：取适量快硬水泥，加水拌制成水灰比0.4:1的水泥浆，采用灰刀沿裂隙4批刮填压浆材，批刮范围为基岩表面3上裂隙出露的全范围，超出裂隙4两侧宽度40毫米，快硬水泥的厚度不小于20毫米。批刮填压完成后，待凝2小时。(c)预埋进浆管和回浆管：批刮快硬水泥时，在裂隙内预埋进浆管5和回浆管6。进浆管5预埋在裂隙的最底部，回浆管6预埋在裂隙最顶部，进浆管5和回浆管6引至裂隙顶高程以上。(d)静压注浆：取适量普通水泥，加水拌制成水灰比0.5:1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理岩体宽大裂隙的方法，其特征在于：包括以下步骤，(a)裂隙清理：清理裂隙(4)内部的杂物，清理深度不小于三倍裂隙宽度；(b)批刮快硬水泥：沿裂隙(4)周围的基岩表面(3)批刮由快硬水泥制成的水泥浆，所述水泥浆覆盖住基岩表面上裂隙(4)出露的全范围且超出裂隙(4)两侧，批刮完成后，等待凝固，形成的封堵层(1)宽度不小于40毫米、厚度不小于20毫米；(c)预埋进浆管(5)和回浆管(6)：批刮快硬水泥时，在裂隙(4)内预埋进浆管(5)和回浆管(6)，所述进浆管(5)的一端预埋在裂隙(4)的底部，所述回浆管(6)的一端预埋在裂隙(4)的顶部，所述进浆管(5)和回浆管(6)的管路穿过封堵层(1)引至封堵层(1)以外；(d)注浆：通过进浆管(5)往裂隙(4)内注浆，并观察出浆管(6)的液面高度，注浆完成后，等待凝固，形成填充体(2)。

【技术特征摘要】
1.一种处理岩体宽大裂隙的方法，其特征在于：包括以下步骤，(a)裂隙清理：清理裂隙(4)内部的杂物，清理深度不小于三倍裂隙宽度；(b)批刮快硬水泥：沿裂隙(4)周围的基岩表面(3)批刮由快硬水泥制成的水泥浆，所述水泥浆覆盖住基岩表面上裂隙(4)出露的全范围且超出裂隙(4)两侧，批刮完成后，等待凝固，形成的封堵层(1)宽度不小于40毫米、厚度不小于20毫米；(c)预埋进浆管(5)和回浆管(6)：批刮快硬水泥时，在裂隙(4)内预埋进浆管(5)和回浆管(6)，所述进浆管(5)的一端预埋在裂隙(4)的底部，所述回浆管(6)的一端预埋在裂隙(4)的顶部，所述进浆管(5)和回浆管(6)的管路穿过封堵层(1)引至封堵层(1)以外；(d)注浆：通过进浆管(5)往裂隙(4)内注浆，并观察出浆管(6)的液面高度，注浆完成后，等待凝固，形成填充体(2)。2.根据权利要求1所述的处理岩体宽大裂隙的方法，其特征在于：步骤(d)中所述注浆的方式是将进浆管(5)的外部管口置于高处，通过浆液自重压力和浆液流动性往裂隙(4)内注浆。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁刚，施华堂，王汉辉，肖碧，乔兴斌，樊少鹏，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42