一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统及建造方法技术方案

一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统及建造方法,所述的系统包括抽水、灌浆系统、抽浆系统、密封开挖系统；抽水、灌浆系统包括灌浆泵、抽水泵，所述灌浆泵连接的灌浆管，抽水泵连接抽水管；抽浆系统包括抽浆泵，抽浆泵连接抽浆管；密封开挖系统包括液压喷射钻机，液压喷射钻机顶部带有多根导管，导管向其内部注入水、气、水泥砂浆加压后通过液压喷射钻机头喷射;方法为利用钻机内部的增压马达加压后对含水层下部的岩土体进行旋喷式高压射流切割，开挖出蓄水池空腔，抽水进行清腔并通入高温气体，对腔壁及腔底进行简单的烘干，最后注入水泥砂浆。本发明专利技术的优点是，形成地下封闭式蓄水池。

【技术实现步骤摘要】
一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统及建造方法
本专利技术涉及用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统及建造方法，属于岩土工程

技术介绍
蓄水池作为一种常用的储水设施，对生活生产、工程建设等领域的蓄水用水都起着不可或缺的作用。我国目前已经存在大量的蓄水池建造技术及方法，但其中绝大部分均为地上或地下开放式蓄水池的方案，针对地下封闭式蓄水池的建造技术及方法则少之又少。相较于前者，地下封闭式蓄水池拥有隐蔽性强，不占用地表空间等种种优势，并且还能在遭遇紧急状况时临时提供大量用水。因此，如若能够建造出地下封闭蓄水池，则能为工程、生活提供良好的储水保障。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统及建造方法。本蓄水池利用高压喷射灌浆技术环境污染小，作业范围精准，原有结构不受损害的的特点，对地下岩土结构进行切割而产生封闭空腔，再对封闭蓄水池的底部进行防渗处理，来达到自动储水并蓄水的目的。本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案是，一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统包括抽水、灌浆系统、抽浆系统、密封开挖系统；所述的抽水、灌浆系统包括灌浆泵、抽水泵，所述灌浆泵连接的灌浆管，所述抽水泵连接抽水管；所述的抽浆系统包括抽浆泵，所述的抽浆泵连接抽浆管；所述的密封开挖系统包括液压喷射钻机，所述的液压喷射钻机顶部带有多根导管，所述的导管向其内部注入水、气、水泥砂浆加压后通过液压喷射钻机头喷射。进一步讲，所述的系统包括抽水、灌浆系统、密封开挖系统、抽浆系统沿地下水流动方向依次布设。进一步讲，所述液压喷射钻机为内管及套设在所述内管外面的套管，所述内管底部装有喷射装置，所述喷射装置连接钻头。进一步讲，所述套管与所述内管之间存在间隙空腔，所述的间隙空腔能将高温气体导出至液压喷射钻机外部。进一步讲，所述的内管上设有增压马达，所述增压马达带有调压旋钮开关，可通过旋钮开关控制喷射装置射流压力的强度大小。进一步讲，所述的抽水泵与所述液压喷射钻机顶部至少一部导管连接。建造地下隐蔽式蓄水池的方法包括以下步骤：Step1：根据实地情况，在蓄水池设计宽度范围外选择合适的位置通过钻机钻出抽水孔和抽浆孔，沿地下水流方向上流布设抽水孔、在地下水流方向下流布设抽浆孔；Step2：抽水孔钻进完成后，移开钻机，向孔内下放灌浆管、抽水管，所述抽水管与所述的灌浆管沿地下水流方向布置，抽水管与抽水泵连接、并向外抽水，同时灌浆管灌注含有增稠剂和速凝剂的混凝土，用以封堵含水层；抽浆孔钻进完成后，移开钻机，将抽浆管放入抽浆孔中，所述的抽浆泵连接抽浆管；通过Step1～Step2，完成开挖蓄水池前对含水层的封堵工作，并为后续开挖作业提供动力来源；Step3：将液压喷射钻机移至蓄水池开挖位置处并安装就位，将抽水泵与液压喷射钻机的导管连接；Step4：连接完成后液压喷射钻机开始钻进，当钻至下部隔水层顶板位置时，控制开关使得液压喷射钻机套管停止钻进，令与喷射装置连接的钻头继续钻进至蓄水池设计底深；Step5：打开增压马达和抽水泵，使喷射装置射流旋喷切割土体，并在切割过程中将喷射装置缓缓提升，直至切穿下隔水层顶板与含水层连通，最终形成在含水层下部并与含水层连通的圆柱体空腔；Step6：在喷射装置进行射流切割的同时，打开抽浆泵，将所切割的土体与射流水所混合形成的泥浆抽出，作清腔处理；完成蓄水池腔体开挖。进一步讲，在Step1步骤中，根据实际开挖蓄水池的面积，将其分解为若干面积大小相同的圆，每个圆的圆心处于等边三角形的三个顶点上，使三个圆重合的面积相等，且三圆交于一点；Step7：每个圆重复Step3～Step6、并将每个开挖的圆连接起来，形成完整的蓄水池腔体。进一步讲，Step8：蓄水池腔体开挖完成后：关闭喷射装置的通水，接通气体的导管，向蓄水池腔体内部通入高温气体，对蓄水池腔体内壁进行烘干，并通过套管与内管的间隙空腔将气体排出；Step9：关闭钻机的气体导管，接通水泥砂浆导管并打开增压马达，并向液压喷射钻机内注入水泥砂浆，通过调节增压马达的动力以及喷头位置，对蓄水池腔内壁喷洒水泥砂浆作防渗处理；Step10：待蓄水池腔体内壁水泥砂浆凝结硬化后，撤出所有装置及设备，将液压喷射钻机重新安装至Step1中的抽水孔处并伸入至含水层，高压喷射将之前用于封堵含水层的混凝土切开，地下水流入蓄水池中，最终完成地下蓄水池的蓄水工作。本专利技术的优点在于，1）利用含水层水的流动性来对地下封闭蓄水池进行自动蓄水的方法。本专利技术利用高压喷射灌浆技术以及地下水含水层的自流特性，通过对传统高压喷射钻机装置进行改进，向钻机内注入从含水层中抽取的地下水，并利用钻机内部的增压马达加压后对含水层下部的岩土体进行旋喷式高压射流切割，开挖出蓄水池空腔，用抽水管进行清腔处理，之后向钻机内通入高温气体，对腔壁及腔底进行简单的烘干，待气体通过钻机内外套管之间的间隙从腔内排出排出，最后注入水泥砂浆，并加压后进行旋喷水泥砂浆以对空腔侧壁及底面做防渗处理，从而完成蓄水池的地下施工，形成地下封闭式蓄水池，用以紧急情况下的供水之需。2）通过抽取含水层自身的水进行加压射流切割土体，无需额外补给，节省资源3）通过抽取含水层自身的水，有效避免因封堵含水层导致其压力过大而引起的一系列问题。4）无需人工的操作蓄水，蓄水池可通过含水层自流作用自主蓄水，节约大量人力物力。5）含水层的水源流动使得蓄水池中的储水为活水而非死水，可有效避免储水变质问题。6）蓄水池为地下封闭式，具有相当的隐蔽性，可满足某些特殊工程的隐蔽式储水需求。7）高压喷射钻机采用内外套管双层设计，能有效减小旋喷射流切割时装置旋转与土体之间的摩擦阻力。8）高压喷射钻机采用内外套管双层设计，使得中间留有空腔，能够使用于烘干池壁的高温气体通过装置空腔从池腔内排出。9）本方法技术所采用的的图3所示的开挖顺序，成功避免了因蓄水池跨径过大导致开挖过程中上层土体弯矩过大导致塌孔的危险。10）本方法技术所采用的的图3所示的开挖顺序，能减少每次钻机的移动距离，且每次新开挖的圆柱空腔都与之前开挖的空腔连为整体，不用搬移清腔用的抽水泵，节省人力及时间。10.本方法技术所采用的的图3所示的开挖距离，能在保证安全的前提下最大限度的提高效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1为液压喷射钻机的结构示意图。图2为用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统的剖面示意图。图3为蓄水池腔体开挖顺序平面图。如图中，抽水、灌浆系统A、抽浆系统B、密封开挖系统C、灌浆泵1、抽水泵2、灌浆管3、抽水管4、抽浆泵5、抽浆管6、液压喷射钻机7、内管8、套管9、喷射装置10、钻头11、增压马达12。具体实施方式如图2所示，一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述的系统包括抽水、灌浆系统、抽浆系统、密封开挖系统；/n所述的抽水、灌浆系统包括灌浆泵、抽水泵，所述灌浆泵连接的灌浆管，所述抽水泵连接抽水管；/n所述的抽浆系统包括抽浆泵，所述的抽浆泵连接抽浆管；/n所述的密封开挖系统包括液压喷射钻机，所述的液压喷射钻机顶部带有多根导管，所述的导管向其内部注入水、气、水泥砂浆加压后通过液压喷射钻机头喷射。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述的系统包括抽水、灌浆系统、抽浆系统、密封开挖系统；
所述的抽水、灌浆系统包括灌浆泵、抽水泵，所述灌浆泵连接的灌浆管，所述抽水泵连接抽水管；
所述的抽浆系统包括抽浆泵，所述的抽浆泵连接抽浆管；
所述的密封开挖系统包括液压喷射钻机，所述的液压喷射钻机顶部带有多根导管，所述的导管向其内部注入水、气、水泥砂浆加压后通过液压喷射钻机头喷射。


2.根据权利要求1所述的一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述的系统包括抽水、灌浆系统、密封开挖系统、抽浆系统沿地下水流动方向依次布设。


3.根据权利要求1所述的一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述液压喷射钻机为内管及套设在所述内管外面的套管，所述内管底部装有喷射装置，所述喷射装置连接钻头。


4.根据权利要求3所述的一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述套管与所述内管之间存在间隙空腔，所述的间隙空腔能将高温气体导出至液压喷射钻机外部。


5.根据权利要求3所述的一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述的内管上设有增压马达，所述增压马达带有调压旋钮开关，可通过旋钮开关控制喷射装置射流压力的强度大小。


6.根据权利要求3所述的一种用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统，其特征是：所述的抽水泵与所述液压喷射钻机顶部至少一部导管连接。


7.采用权利要求1-6任意一项所述用于建造地下隐蔽式蓄水池的高压喷射灌浆系统建造地下隐蔽式蓄水池的方法，其特征是：所述的方法包括以下步骤：
Step1：根据实地情况，在蓄水池设计宽度范围外选择合适的位置通过钻机钻出抽水孔和抽浆孔，沿地下水流方向上流布设抽水孔、在地下水流方向下流布设抽浆孔；
Step2：抽水孔钻进完成后，移开钻机，向孔内下放灌浆管、抽水管，所述抽水管与所述的灌浆管沿地下水流方向布置，抽水管与抽水泵连接、并向外抽水，同时灌...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞红，骆浩，邓捷，包顺，丁世豪，朱礼恒，司晓鹏，王芳，陶鑫波，蔡权伟，何卓文，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42