高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法及装置，封堵方法包括如下步骤：S1、采用扩孔钻头，沿着取样孔洞继续向岩土体内扩孔钻进，在取样孔洞外侧地层内形成半球状扩孔；S2、向取样孔洞中顶入封堵装置，封堵装置的前端可通过加压注浆形成半球状封堵端头，然后反向回拉封堵装置，以使半球状封堵端头与地连墙外壁形成密贴；S3、向取样孔洞中填充止水材料；S4、在取样孔洞的洞口安装密封结构实现洞口密封。本发明专利技术能够用于解决富水地层中超深地连墙套铣接缝位置的钻芯取样过程中，钻芯孔洞在动水环境下止水封堵难题，从而保证接缝钻芯取样引起的地连墙防渗漏性能满足施工要求，避免管涌、流砂引发的一系列灾难性后果。灾难性后果。灾难性后果。

【技术实现步骤摘要】
高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法及装置


[0001]本专利技术涉及岩土地下工程施工
，具体涉及一种高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法及装置。

技术介绍

[0002]地下连续墙因其刚度大、适应性强等特点在深基坑围护中得到了广泛的应用，尤其在近年来，基于双轮铣等成槽设备发展形成的“套铣接头”工艺，相较于传统的接头处理方式大大提升了地下连续墙的施作深度、施工效率及接缝防渗控制水平。
[0003]采用套铣接头一期、二期槽段间的接缝位置对于地连墙的整体受力性能存在一定的弱化效应，尤其对于超深圆形竖井基坑围护结构的微变形控制影响明显。其原因在于，地连墙成槽施工过程中采用了护壁泥浆保证槽段稳定性，套铣过程中槽段接缝位置必然存在一定宽度的夹泥、夹砂，目前国内研究及工程应用大多根据日本地下连续墙施工经验，按槽段接缝宽度一般按3mm考虑，一些接缝力学性能试验也是通过实验室内制备3mm泥浆接缝试件完成。而对于国内施工条件及不同岩土地质条件下，有必要针对实际地墙接缝开展一定的钻芯取样工作，并进行一系列的力学性能试验，提高项目的结构受力性能评价精度及变形控制水平，同时为我国一些典型地质条件下的套铣接头工艺积累技术参数。
[0004]钻芯取样完成后于地连墙中所留下的孔洞，对于结构受力而言影响微乎其微，一般是出于耐久性及防渗的考虑采用芯孔清洗
→
聚氨酯刷壁
→
膨胀水泥砂浆灌注填充等一系列操作进行，而对于超深地连墙普遍面临的高水压条件，这样的芯孔封堵方法缺乏操作性、可靠性。
[0005]因此，有必要根据地连墙钻芯取样作业的特点，设计研制一种动水环境下的止水封堵装置，形成一套针对高水压条件下的地连墙套铣接缝钻芯取样孔洞的封堵方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法及装置，用于解决富水地层中超深地连墙套铣接缝位置的钻芯取样过程中，钻芯孔洞在动水环境下止水封堵难题，从而保证接缝钻芯取样引起的地连墙防渗漏性能满足施工要求，避免管涌、流砂引发的一系列灾难性后果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]一方面，本专利技术提供一种高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法，包括如下步骤：
[0009]S1、采用扩孔钻头，沿着取样孔洞继续向岩土体内扩孔钻进，在取样孔洞外侧地层内形成半球状扩孔；
[0010]S2、向取样孔洞中顶入封堵装置，封堵装置的前端可通过加压注浆形成半球状封堵端头，然后反向回拉封堵装置，以使半球状封堵端头底面与地连墙外壁形成密贴；
[0011]S3、向取样孔洞中填充止水材料；
[0012]S4、在取样孔洞的洞口安装密封结构实现洞口密封。
[0013]优选地，所述半球状扩孔底面与所述取样孔洞同心设置，且所述半球状扩孔底面直径大于所述取样孔洞直径。
[0014]优选地，所述止水材料选用遇水膨胀的橡胶止水芯材。
[0015]进一步地，所述密封结构包括橡胶挡板、钢圈板和固定螺栓，所述橡胶挡板紧贴于所述取样孔洞的洞口，所述钢圈板紧贴于所述橡胶挡板下方并通过所述固定螺栓将其固定在地连墙上。
[0016]另一方面，本专利技术还提供一种实现高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法的封堵装置，所述封堵装置包括压浆管、排气管、支撑骨架和弹性囊袋，所述排气管设置于所述压浆管内部，用于向外排出弹性囊袋内多余的气体；所述支撑骨架铰接于所述压浆管出料口上；所述弹性囊袋将所述支撑骨架包裹在内并与之相连，所述弹性囊袋进料口与所述压浆管出料口相连；初始阶段，所述支撑骨架在所述弹性囊袋的弹性作用下，呈收拢状态；注浆阶段，所述弹性囊袋和所述支撑骨架在所述压浆管的注浆压力作用下，向外膨胀舒展开形成半球状封堵端头。
[0017]优选地，所述排气管前端向上延伸穿出所述压浆管形成排气部，所述排气部前端与所述弹性囊袋相连，所述排气部上设置有排气孔。
[0018]进一步地，所述骨架包括呈圆周放射状布置的多根辐射撑杆，每根所述辐射撑杆末端与所述压浆管出料口铰接，每根所述辐射撑杆与所述排气部之间铰接有两根连接杆，两根连接杆之间铰接。
[0019]进一步地，所述排气部表面包裹有过滤纱布。
[0020]优选地，所述封堵装置整体长度需大于所述半球状扩孔和所述取样孔洞的长度之和。
[0021]优选地，所述排气管直径小于所述压浆管直径。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
[0023]本专利技术针对采用套铣接头进行地连墙分幅施工过程中，有关接缝弱化效应的定量分析必须采用钻芯取样加以研究，而高水压动水条件下钻芯取样后所留下的孔洞采用常规的物料充填无法实施，本专利技术通过设计一种机械装置，通过囊式扩张的运动机制，实现地墙外壁的反向张拉、密贴封堵方法，有效解决动水条件下的孔洞封堵止水问题。
[0024]相较于常规的注入砂浆、聚氨酯等物料填充止水方法，该方法的优点在于：通过本专利技术所提供的封堵方法和装置，通过囊式扩张的运动机制，可以对地墙外壁进行反向张拉实现密贴封堵，建立第一道止水防线，通过内置防水芯材填充，提高过水路径长度，有效完成水头衰减，形成第二道止水防线，通过地连墙内壁封板，实现对可能抵达的弱水头进行保障性封堵，形成第三道止水防线；三道防水层层递进、共同作用；同时该装置随时可以拆卸封板，更换老化芯材，实现孔洞止水的快速、往复维护作业。
附图说明
[0025]图1为地连墙两期墙幅间泥浆接缝的结构示意图；
[0026]图2为钻芯取样完成后于地连墙中所留下的孔洞结构示意图；
[0027]图3为本专利技术方法步骤S1中扩孔后的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术方法步骤S2中顶入封堵装置的结构示意图；
[0029]图5为本专利技术方法步骤S2中开始注浆的结构示意图；
[0030]图6为本专利技术方法步骤S2中注浆后反向拉伸封堵装置的结构示意图；
[0031]图7为本专利技术方法步骤S3中填充止水材料的结构示意图；
[0032]图8为本专利技术方法步骤S4中安装密封结构后的结构示意图；
[0033]图9为图8中A处的详细结构示意图；
[0034]图10为本专利技术封堵装置顶进后的结构示意图(收拢状态)；
[0035]图11为本专利技术封堵装置顶进后的结构示意图(舒展状态)；
[0036]图12为本专利技术封堵装置舒展后的半球状封堵端头的底面结构示意图。
[0037]图中：1、岩土体；2、一期墙幅；3、二期墙幅；4、取样孔洞；5、半球状扩孔；6、封堵装置；61、压浆管；62、排气管；621、排气部；63、支撑骨架；631、辐射撑杆；632、连接杆；633、铰链；64、弹性囊袋；7、半球状封堵端头；8、止水材料；9、密封结构；91、橡胶挡板；92、钢圈板；93、固定螺栓。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、采用扩孔钻头，沿着取样孔洞(4)继续向岩土体(1)内扩孔钻进，在取样孔洞(4)外侧地层内形成半球状扩孔(5)；S2、向取样孔洞(4)中顶入封堵装置(6)，封堵装置(6)的前端可通过加压注浆形成半球状封堵端头(7)，然后反向回拉封堵装置(6)，以使半球状封堵端头(7)底面与地连墙外壁形成密贴；S3、向取样孔洞(4)中填充止水材料(8)；S4、在取样孔洞(4)的洞口安装密封结构(9)实现洞口密封。2.根据权利要求1所述的高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法，其特征在于：所述半球状扩孔(5)底面与所述取样孔洞(4)同心设置，且所述半球状扩孔(5)底面直径大于所述取样孔洞(4)直径。3.根据权利要求1所述的高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法，其特征在于：所述止水材料(8)选用遇水膨胀的橡胶止水芯材。4.根据权利要求2所述的高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法，其特征在于：所述密封结构(9)包括橡胶挡板(91)、钢圈板(92)和固定螺栓(93)，所述橡胶挡板(91)紧贴于所述取样孔洞(4)的洞口，所述钢圈板(92)紧贴于所述橡胶挡板(91)下方并通过所述固定螺栓(93)将其固定在地连墙上。5.一种实现权利要求1
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4任一项所述的高水压条件下地连墙接缝钻芯取样孔洞的封堵方法的封堵装置，其特征在于：所述封堵装置(6)包括压浆管(61)、排气管(62)、支撑骨架(...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵征辉，邹德兵，闫福根，谭海，钟坤，张兴昊，熊瑶，李子康，李贵强，位思佳，
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：