水下勘探孔封孔工艺的制作方法
【专利摘要】一种水下勘探孔封孔工艺，首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆，速凝水泥浆初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟；将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔的底部，将速凝水泥浆用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔，并挤出水下勘探孔内的水，在灌入速凝水泥浆的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆，完成灌浆；事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆的桩塞，在速凝水泥浆初凝后，通过钻杆将桩塞完全压入水下勘探孔，压入后的桩塞底部离地下的盾构顶板高度差为1.5至3米；待速凝水泥浆终凝后，完成封孔。本发明通过速凝水泥浆和桩塞配合封堵水下勘探孔，防止水体通过水下勘探孔向下渗流，避免地表水注入区间隧道，造成安全事故。
【专利说明】水下勘探孔封孔工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于封堵勘探孔的技术，具体的说是一种封堵水下勘探孔的封孔工艺。
【背景技术】
[0002]地铁在开挖前，都需要对地铁沿线的地质进行勘探，进行地质勘探后，钻孔处会形成一柱形空洞，目前多采用“粘土段采用粘土回填、砂土层采用砂土回填”的方法，但效果往往不好。特别是在江底、湖底的勘探孔，不仅封孔难度大，封孔后还容易造成渗流。如后期线路发生调整，盾构机需经过钻孔位置时，地下水会从钻孔填筑材料的空隙中流入盾构区间，水淹隧道酿成重大安全事故。另外，盾构推进会对钻孔内的封孔材料产生向上的挤压力，当挤压力较大，封孔材料被挤出，从而形成下水通道，江水、河水、湖水等沿通道流向盾构区间，造成重大安全事故。回填的材料也不能有太大的硬度，如采用混凝土等回填，会对盾构机造成阻碍，甚至可能损坏盾构机。为此有此水下勘探孔选择在远离地铁开挖路线处，这样会造成勘探不准确。
[0003]中国专利局于2013年4月17日公开的，申请号为“201210563813.2”的“可溶岩溶洞上方勘探孔封堵方法”，它包括如下步骤:柔性杯型桩塞的制作，放置桩塞，水泥砂浆制备，灌注水泥砂浆，通过导浆管将配制好的水泥砂浆注入钻孔内，至基岩面为止，边注浆边提升导浆管；注浆完成后，提升出导浆管，并使水泥砂浆凝固30min ;采用重型动力触探对砂浆封孔质量进行检查，将圆锥型动力触探头改为平底探头，5次连续锤击，记录贯入度；封孔检测合格后，上覆土层按“以土还土，以砂还砂”的原则进行封孔。这种方法解决了可溶岩溶洞上方勘探孔的封堵，但无法解决水下勘探孔的封堵。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，为人们提供一种封堵水下勘探孔的封孔工艺。
[0005]为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是:该水下勘探孔封孔工艺包括如下步骤:
首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆，速凝水泥浆初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟；
将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔的底部，将速凝水泥浆用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔，并挤出水下勘探孔内的水，在灌入速凝水泥浆的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥衆，完成灌衆;
事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆的桩塞，在速凝水泥浆初凝后，通过钻杆将桩塞完全压入水下勘探孔，压入后的桩塞底部离地下的盾构顶板高度差为1.5至3米；待速凝水泥衆终凝后，完成封孔。
[0006]所述速凝水泥浆采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比(水与水泥质量比)为1:0.3至1:0.4，在每100千克浆液中加入15至25毫升水玻璃调配而成。
[0007]所述的桩塞包括相互套装的外筒和内筒，外筒和内筒之间为填充物，内筒的内腔中空。
[0008]所述的填充物为混凝土或水泥砂浆。
[0009]所述桩塞的底部设有圆锥头，圆锥头的角度为100至150度。
[0010]所述桩塞的顶部设有悬挂钩。
[0011]所述桩塞的长度为I米至3米。
[0012]所述桩塞的外壁设有多个凸环。
[0013]本发明通过速凝水泥浆和桩塞配合封堵水下勘探孔，防止水体通过水下勘探孔向下渗流。由于速凝水泥浆凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔时，不会对盾构机造成过大的阻碍。桩塞侧壁的凸环加大了桩塞与周围土体的摩擦力，克服了盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。本发明能安全有效地回填水下勘探孔，解决了水下勘探孔的安全隐患，为我国的地铁发展作出了巨大贡献。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为本发明桩塞的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，本发明为一种水下勘探孔封孔工艺，它包括如下步骤:
首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆3，速凝水泥浆3初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟。所述速凝水泥浆3采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比(水与水泥质量比)为1:0.3至1:0.4，在每100千克浆液中加入15至25毫升水玻璃调配--? 。
[0017]浆液的水灰比优选为1:0.35，在每100千克浆液中加入20毫升水玻璃，可以将初凝时间控制在30分钟，终凝时间控制在60分钟，如果水泥加的过多，会使速凝水泥浆3凝固后的硬度过高，如果水泥加的过少，凝结时间会延长。本发明的速凝水泥浆3凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔I时，不会对盾构机造成过大的阻碍。
[0018]然后，将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔I的底部，将速凝水泥浆3用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔1，并挤出水下勘探孔I内的水。在灌入速凝水泥浆3的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆3，完成灌浆。
[0019]如图2所示，事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆3的桩塞2，在速凝水泥浆3初凝后，通过钻杆将桩塞2完全压入水下勘探孔I。所述的桩塞2包括相互套装的外筒23和内筒22，外筒23和内筒22之间为填充物24，内筒22的内腔中空，所述的填充物24为混凝土或水泥砂浆。由于水下勘探孔I的直径一般都是120CM，因此本发明选择外筒23直径为110CM，内筒22直径80CM，外筒23和内筒22之间注入混凝土浆液，整体密度为1.12克每立方厘米，达到初期强度后即可使用。所述桩塞2的长度为I米至3米，以2米为宜。所述桩塞2的顶部设有悬挂钩21,悬挂钩21可以使桩塞2悬挂在钻杆下方。所述桩塞2的底部设有圆锥头26，可以方便将桩塞2塞入初凝的速凝水泥浆3内。圆锥头26的角度为100至150度，最佳为120度，如角度太大，桩塞2不容易塞入，如角度太小，桩塞2容易下沉，起不了封堵效果。
[0020]由于开挖地铁时的盾构顶板4距离水底的高度差需大于5米，才能保证安全性，因此压入后的桩塞2底部离地下的盾构顶板4高度差为1.5至3米，一般以2米为宜。桩塞2的压入高度可以通过钻杆长度计算。
[0021]待速凝水泥浆3终凝后，完成封孔。所述桩塞2的外壁设有多个凸环25，加大了桩塞2与周围土体的摩擦力，能克服盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。
[0022]本发明通过速凝水泥浆3和桩塞2配合封堵水下勘探孔1，防止水体通过水下勘探孔I向下渗流。由于速凝水泥浆3凝固后的硬度比较低，盾构机在通过水下勘探孔时，不会对盾构机造成过大的阻碍。桩塞2侧壁的凸环25加大了桩塞2与周围土体的摩擦力，克服了盾构机对封孔材料产生向上的挤压力。本发明能安全有效地回填水下勘探孔1，解决了水下勘探孔I的安全隐患，为我国的地铁发展作出了巨大贡献。
【权利要求】
1.一种水下勘探孔封孔工艺，其特征在于它包括如下步骤: 首先调配比重为1.18至1.25克每立方厘米的速凝水泥浆(3)，速凝水泥浆(3)初凝时间小于40分钟、终凝时间小于80分钟； 将内部中空的钻杆伸入水下勘探孔(I)的底部，将速凝水泥浆(3)用泥浆泵通过钻杆灌入水下勘探孔(1)，并挤出水下勘探孔(I)内的水，在灌入速凝水泥浆(3)的同时钻杆上移，直至孔口出现速凝水泥浆(3)，完成灌浆； 事先制作好比重大于水、小于上述速凝水泥浆(3 )的桩塞(2 )，在速凝水泥浆(3 )初凝后，通过钻杆将桩塞(2)完全压入水下勘探孔(1)，压入后的桩塞(2)底部离地下的盾构顶板(4)高度差为1.5至3米； 待速凝水泥衆终凝后，完成封孔。
2.根据权利要求1所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述速凝水泥浆(3)采用H型地质勘探水泥，浆液水灰比(水与水泥质量比)为1:0.3至1:0.4，在每100千克浆液中加入15至25晕升水玻璃调配而成。
3.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述的桩塞(2)包括相互套装的外筒(23)和内筒(22)，外筒(23)和内筒(22)之间为填充物(24)，内筒(22)的内腔中空。
4.根据权利要求3所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述的填充物(24)为混凝土、水泥砂浆。
5.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞(2)的底部设有圆锥头(26)，圆锥头(26)的角度为100至150度。
6.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞(2)的顶部设有悬挂钩(21)。
7.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞(2)的长度为I米至3米。
8.根据权利要求1或2所述的水下勘探孔封孔工艺，其特征在于所述桩塞(2)的外壁设有多个凸环(25)。
【文档编号】E21B33/13GK104196488SQ201410391580
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】姚燕明, 刘敏, 胡立明, 丁国洪, 张春进 申请人:姚燕明