[发明专利]封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流系统及方法。

背景技术

在矿山及隧道施工中经常遇到地下水富集情况，从而遭受涌水状况的干扰。使得施工安全系数降低，增加了工程成本，而且涌水导致地下水的流失，严重破坏当地水文地质环境。但目前对高速、大流量的关键过水通道没有有效的封堵手段。当注浆封堵时，注浆材料随高速、大流量的岩溶管道涌水流出，封堵材料存留率低，难以对过水通道形成有效封堵。

止浆垫用于调整高速、大流量管道涌水口的出水流量，随着涌水口出水量的减小，在动水岩溶管道内总过水体积不变的情况下岩溶管道内水流速度逐渐降低，增大了管道内封堵浆液留存率，以实现岩溶管道的成功封堵。对岩溶管道封堵采用多孔分段联合注浆工艺，距涌水点近的关键孔充填粗骨料及注单、双液浆增大封堵材料在岩溶管道内的团聚作用，距涌水点远的关键孔注单、双液浆，关键孔距涌水点距离的增大有利于封堵材料在岩溶管道内的存留。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流系统及方法，本发明能够降低高速、大流量动水岩溶管道内的流速，使注浆材料存留在岩溶管道内并实现对高速、大流量动水岩溶管道的成功封堵。

本发明的一个目的是提供一种封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流系统，本发明利用止浆垫以调整高速、大流量管道涌水口的出水流量，随着涌水口出水量的减小，在动水岩溶管道内总过水体积不变的情况下岩溶管道内水流速度逐渐降低，增大了管道内封堵浆液留存率，以实现岩溶管道的成功封堵。同时，对岩溶管道封堵采用多孔分段联合注浆工艺，通过距涌水点近的关键孔充填粗骨料并注单、双液浆，骨料可以增大封堵材料在岩溶管道内的团聚作用；距涌水点远的关键孔注单、双液浆，关键孔距涌水点距离的增大有利于封堵材料在岩溶管道内的存留。

本发明的另一目的是提供一种封堵高速、大流量动水岩溶管道的方法，本发明在高速、大流量涌水口上方预先设置大体积钢筋混凝土止浆垫，止浆垫完全覆盖涌水口来承受涌水压力。止浆垫内置引水管，引水管一端与动水岩溶管道连接，另一端伸出止浆垫外并设置阀门。使全部岩溶管道来水经引水管排出。对岩溶管道封堵采用多孔分段联合注浆工艺，对距离涌水点近的关键孔以骨料及单双液交替注浆为主，形成一道止浆屏障，以截流远距离端的浆液；对距离涌水点远的关键孔采用单液及双液注浆为主，以利于扩散，实现了调节阀门以控制出水口出水量及动水岩溶管道内流速的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流系统，包括设置于待封堵的涌水口上方的止浆垫，所述止浆垫内置引水管，引水管一端与动水岩溶管道连接，另一端伸出止浆垫外，所述引水管伸出止浆垫的一端处设置有阀门；

所述止浆完全覆盖涌水口以承受涌水压力，使全部岩溶管道来水经引水管排出，调节阀门以控制出水口出水量及动水岩溶管道内流速。

所述涌水口上设置有钢梁以缩小集中涌水点周围面积，钢梁上增设有钢筋网，以增加止浆垫的整体强度和抗剪强度。

所述涌水口距离近的关键孔填补有粗骨料，并以单双液交替注浆，形成一道止浆屏障。

所述钢梁为工字型钢梁。

一种封堵高速、大流量动水岩溶管道的控流方法，包括以下措施：

(一)涌水口设置现浇钢筋混凝土止浆垫：在高速、大流量涌水口上方预先设置大体积钢筋混凝土止浆垫，止浆垫完全覆盖涌水口来承受涌水压力，止浆垫内置引水管，引水管一端与动水岩溶管道连接，另一端伸出止浆垫外并设置阀门，使全部岩溶管道来水经引水管排出，使得调节阀门以控制出水口出水量，随着涌水口出水量减小，在岩溶管道内总过水体积不变的情况下岩溶管道内水流速度逐渐降低；

(二)对距离涌水点近的关键孔以骨料及单双液交替注浆为主，形成一道止浆屏障，以截流远距离端的浆液；

(三)对距离涌水点远的关键孔采用单液及双液注浆为主，以利于扩散。

上述三种措施每一个都能起到控流作用，同时使用效果最佳。

所述方法(一)中,具体又包括：

(1)开挖使涌水口完全暴漏并清理乱石；

(2)架设钢梁形成操作平台，并利用水泥-水玻璃(C-S)双液在工字钢周围浇筑，缩小集中涌水点周围面积，为浇筑混凝土做准备；

(3)安装引水管，引水管一端与涌水口出水处连接，来引导涌水经引水管排出，引水管另一端伸出止浆垫外并设置阀门；

(4)浇筑混凝土。