本发明专利技术公开了一种富水隧道用注浆堵水装置及方法，该装置包括前端封闭的导管，导管的侧壁成型有注浆孔，注浆孔的前后两侧均套装有环形气囊，气囊在鼓胀状态下能够填满导管与钻孔间的空隙。该方法包括测定原始涌水量；确定岩体裂隙的数量和深度；调节导管和气囊的位置使得各岩体裂隙均位于两气囊之间；气囊充气至完全充满导管与钻孔间的空隙，并向导管内注入高压浆液；待浆液初凝，气囊放气，并通过反转导管使得导管与钻孔间隙中的初凝浆液断裂；从钻孔中拔出导管。通过设置气囊，可封堵空隙，避免了浆液填满钻孔，在进行后续探测时，钻杆可直接插入原钻孔继续向前钻进，从而减小了超前钻孔作业的工作量，有效降低施工成本。有效降低施工成本。有效降低施工成本。
【技术实现步骤摘要】
一种富水隧道用注浆堵水装置及方法
[0001]本专利技术主要涉及注浆堵水
，尤其涉及一种富水隧道用注浆堵水装置及方法。
技术介绍
[0002]在深埋隧道建造过程中，隧道沿线地质情况较难精确掌握，在施工过程中遭遇地质灾害的频率陡增，特别是富水隧道的断层破碎带及涌水问题经常造成项目工期延误。因此，应首先采用超前钻孔以预判掌子面前方围岩分级和渗水量、水压、水温等参数，进而优选不同的注浆材料及时施作注浆封堵，降低地质灾害风险。
[0003]在超前钻孔施工过程中发生的涌水，并不一定来自钻杆最前端钻进时穿透的岩体裂隙，也可能是钻杆在钻进过程中因钻杆的中、后部与岩壁作用，使得对应区域的岩体被扰动，从而产生裂隙所造成的(例如在钻孔的深度已达到80m时，钻杆在距孔口20m处与钻孔碰撞产生了涌水裂隙)。现有技术中，并没有针对此种情况的注浆堵水装置和方法。以现有技术中的装置和方法施作注浆堵水时，需先在钻孔中插入、固定孔口管，并将孔口管的露出部分与高压灌浆机的管路相连，而后利用高压灌浆机把浆液经孔口管灌满钻孔，在压力作用下，钻孔内的浆液沿裂隙扩散，待凝固后即可实现对水流的封堵。这种施工方式在填补岩体裂隙的同时也对钻孔进行了封堵(也就是说，原本只需在距孔口20m处注浆以封堵裂隙，实际上却将80m长的整个钻孔都进行了封堵)，而为了继续探测更远处是否存在渗水，则需要重新进行超前钻孔(即将80m长的钻孔重新打通，并继续超前钻进)。可见，以现有技术中的装置和方法进行施工将增大超前钻孔作业的工作量，从而增加施工成本。因此，亟需一种既能填补前方岩体裂隙、又不封堵钻孔的注浆堵水装置及方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种富水隧道用注浆堵水装置及方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种富水隧道用注浆堵水装置，包括前端封闭的导管，所述导管的侧壁成型有注浆孔，所述注浆孔的前后两侧均套装有环形气囊，所述气囊在鼓胀状态下能够填满导管与钻孔间的空隙。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述气囊可滑动地套装在导管上，所述气囊牵拉有用于控制气囊前后移动的线绳。
[0009]导管后段成型有用于标记导管插入深度的刻度线。
[0010]所述导管后端装设有三通阀，所述三通阀的一端口连接注浆管、另一端口安装有测量仪表。
[0011]所述测量仪表包括流量计、温度计、pH测量仪和电导率仪中的一种或多种。
[0012]所述测量仪表包括水压表，且所述测量仪表的下游方向串接有两通阀。
[0013]然后，本专利技术公开了一种富水隧道用注浆堵水方法，所述注浆堵水方法应用于上述的注浆堵水装置，并包括以下步骤：
[0014]步骤S1，测定原始涌水量。
[0015]步骤S2，确定岩体裂隙的数量和深度。
[0016]步骤S3，调节导管和气囊的位置使得各岩体裂隙均位于两气囊之间。
[0017]步骤S4，气囊充气至完全充满导管与钻孔间的空隙，并向导管内注入高压浆液。
[0018]步骤S5，待浆液初凝，气囊放气，并通过旋拧导管使得导管与钻孔间隙中的初凝浆液断裂。
[0019]步骤S6，从钻孔中拔出导管。
[0020]作为上述技术方案的进一步改进：
[0021]所述步骤S2包括：
[0022]步骤S21，导管前端插入钻孔，位于后侧的气囊充气至填满导管与钻孔间的空隙。
[0023]步骤S22A，向前深入导管，若涌水停止流出，则判定岩体裂隙为单处，记录此时导管的插入深度为L
A
。
[0024]步骤S22B，向前深入导管，若涌水同时从导管与钻孔中流出，则判定岩体裂隙为多处，记录此时导管的插入深度为L
A
。
[0025]步骤S23，若岩体裂隙为多处，则继续向前插入导管，当导管中无水流出时，记录导管的插入深度为L
B
。
[0026]若岩体裂隙为单处，所述步骤S3包括：
[0027]步骤S31A，向后移动导管至插入深度为(L
A
‑
S)处；其中S≥2cm，但不大于两气囊的原始间距。
[0028]若岩体裂隙为多处，所述步骤S3包括：
[0029]步骤S31B，向后移动导管至插入深度为(L
A
‑
S)处；其中S≥2cm，但不大于两气囊的原始间距。
[0030]步骤S32，位于前侧的气囊充气至填满导管与钻孔间的空隙。
[0031]步骤S33，通过线绳向前移动位于前侧的气囊，至由导管中流出的单位时间水量与原始涌水量相同。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0033]通过在导管上设置气囊，且气囊位于注浆孔的前后两侧，当其处于充气状态时，可将导管与钻孔间的空隙完全封堵，因而高压浆液无法向气囊所夹区域外扩散，也就避免了浆液把整个钻孔填满，在进行后续探测时，钻杆可直接插入原钻孔，从涌水发生时的位置继续向前钻进即可，从而减小了超前钻孔作业的工作量，能够有效降低施工成本。
附图说明
[0034]图1是实施例1中富水隧道用注浆堵水装置的结构示意图。
[0035]图2是实施例2中注浆堵水方法的流程图。
[0036]图3是实施例2中步骤S21的过程示意图。
[0037]图4是实施例2中步骤S22的过程示意图。
[0038]图5是实施例2中步骤S23的过程示意图。
[0039]图6是实施例2中步骤S31的过程示意图。
[0040]图7是实施例2中步骤S32的过程示意图。
[0041]图8是实施例2中步骤S33的过程示意图。
[0042]图9是实施例2中步骤S4的过程示意图。
[0043]图10是实施例2中步骤S5的过程示意图。
[0044]图11是实施例2中步骤S6的过程示意图。
[0045]图12是实施例3中步骤S22的过程示意图。
[0046]图13是实施例3中步骤S31的过程示意图。
[0047]图中各标号表示：1、导管；11、注浆孔；12、气囊；13、线绳；14、刻度线；15、气管；16、环；2、钻孔；3、三通阀；4、注浆管；5、测量仪表；6、两通阀；7、岩体裂隙。
具体实施方式
[0048]以下将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0049]实施例1
[0050]如图1所示，本专利技术富水隧道用注浆堵水装置的第一实施例，包括前端封闭的导管1，导管1的侧壁成型有注浆孔11，注浆孔11的前后两侧均套装有环形气囊12，气囊12在鼓胀状态下能够填满导管1与钻孔2间的空隙。在使用本装置进行注浆堵水施工时，首先调节导管1和气囊12的位置使得各岩体裂隙7均位于两气囊12之间，并对气囊12充气使其完全充满导管1与钻孔2间的空隙，而后向导管1内注本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：包括前端封闭的导管(1)，所述导管(1)的侧壁成型有注浆孔(11)，所述注浆孔(11)的前后两侧均套装有环形气囊(12)，所述气囊(12)在鼓胀状态下能够填满导管(1)与钻孔(2)间的空隙。2.根据权利要求1所述的富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：所述气囊(12)可滑动地套装在导管(1)上，所述气囊(12)牵拉有用于控制气囊(12)前后移动的线绳(13)。3.根据权利要求1或2所述的富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：导管(1)后段成型有用于标记导管(1)插入深度的刻度线(14)。4.根据权利要求1所述的富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：所述导管(1)后端装设有三通阀(3)，所述三通阀(3)的一端口连接注浆管(4)、另一端口安装有测量仪表(5)。5.根据权利要求4所述的富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：所述测量仪表(5)包括流量计、温度计、pH测量仪和电导率仪中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的富水隧道用注浆堵水装置，其特征在于：所述测量仪表(5)包括水压表，且所述测量仪表(5)的下游方向串接有两通阀(6)。7.一种富水隧道用注浆堵水方法，其特征在于：应用于权利要求1
‑
6中任一项所述的注浆堵水装置，包括以下步骤：步骤S1，测定原始涌水量；步骤S2，确定岩体裂隙(7)的数量和深度；步骤S3，调节导管(1)和气囊(12)的位置使得各岩体裂隙(7)均位于两气囊(12)之间；步骤S4，气囊(12)充气至完全充满导管(1)与钻孔(2)间的空隙，并向导管(1)内注入高压浆液；步骤S5，待浆液初凝，气囊(12)放气，并通过旋拧导管(1)使得导管(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧可，李永毅，曹振兴，夏真荣，罗武装，杨晓春，陈玉发，石琨，周浩，杨曾，黄光，
申请(专利权)人：中铁五局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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