[发明专利]一种串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置及混凝土墩柱施工方法

权利要求书

1.一种串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置，其特征在于，包括由内到外依次同轴设置的混凝土输送钢管、环形水泥注浆管、环形水玻璃注浆管和挡水帘，其中：

所述挡水帘为由柔性材料制成的锥形筒结构，所述挡水帘的小口端固定套装在所述环形水玻璃注浆管的下端部，所述挡水帘的大口端向下延伸；

所述挡水帘内设置有伞形骨架，所述伞形骨架受压向外打开以撑开所述挡水帘或受拉向内收缩以回收所述挡水帘。

2.根据权利要求1所述的串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置，其特征在于，所述伞形骨架包括沿所述挡水帘的内圆锥面周向间隔分布的多个上弦支撑杆、与每个所述上弦支撑杆中部铰接连接的下弦支撑杆，所有所述下弦支撑杆的下端铰接连接。

3.根据权利要求2所述的串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置，其特征在于，所述上弦支撑杆和下弦支撑杆通过第一铰接点铰接，所述第一铰接点上还铰接有水平支撑杆，所述伞形骨架的中心还设有与所述水平支撑杆位于同一水平面的水平套筒，所述水平支撑杆的自由端滑动设置在水平套筒内；所述水平支撑杆上套装有弹簧，所述弹簧的一端固定在所述第一铰接点处，另一端固定在所述水平套筒内。

4.根据权利要求2所述的串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置，其特征在于，所述上弦支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆向所述挡水帘的小口端延伸，所述第二支撑杆向所述挡水帘的大口端延伸，所述第一支撑杆和第二支撑杆在所述第一铰接点处铰接。

5.根据权利要求1所述的串珠状溶洞动水环境中的截水围堰装置，其特征在于，所述挡水帘的材料为橡胶皮或防水帆布。

6.一种混凝土墩柱施工方法，其特征在于，所述施工方法基于权利要求1-5中任一项所述的截水围堰装置实现，包括以下步骤：

S1、测量放线，桩孔中心定位：将专用跟管钻机移到桩位，安装钢护筒，吊装钻杆并连接钻头。

S2、桩孔钻进：正转钻机动力头进行钻进，渣土通过钻杆的螺旋叶片带出孔口，同时清理孔口渣土，钢护筒在动力头和开口夹钳的夹持导向下随钻杆同步下沉，直至钻穿溶洞的顶板；

S3、截水围堰施工：反转钻头，提升钻杆，下放并接长混凝土输送钢管，同时将环形水泥注浆管、环形水玻璃注浆管及挡水帘收紧后固定在混凝土输送钢管上同步下放至溶洞底部，并将混凝土泵送车的橡胶管与混凝土输送钢管连接，环形水泥注浆管和环形水玻璃注浆管分别与其注浆泵连接；

S4、向混凝土输送钢管、环形水泥注浆管和环形水玻璃注浆管分别注入清水，在水压的作用下清洗管路，并对溶洞内的填充物进行清洗。

S5、伞形骨架接触溶洞底部后，向下对伞形骨架施压使挡水帘在溶洞中完全张开，启动混凝土泵，经混凝土输送钢管向溶洞内泵入混凝土，同时启动水泥浆注浆泵和水玻璃注浆泵向溶洞内泵入水泥浆和水玻璃，溶洞底泵出的混凝土向四周流动扩散，并与环形水泥注浆管喷出的水泥浆和环形水玻璃注浆管喷出的水玻璃在挡水帘边缘混合，向外流动一定距离后凝固，形成外壳先凝固、内芯后凝固的锥台形混凝土墩柱。

S6：向溶洞内连续泵送混凝土、水泥浆及水玻璃，同时提升混凝土输送钢管、环形水泥注浆管和环形水玻璃注浆管，当灌注混凝土达到溶洞顶板500mm～1000mm高度时，停止泵送混凝土，此时在溶洞内形成连续浇筑的锥台形混凝土墩柱。

S7、将混凝土输送钢管、环形水泥浆注浆管、环形水玻璃注浆管和挡水帘完全提升至地面，用清水冲洗干净。

S8、重复步骤S1-S7在溶洞内形成多个锥台形混凝土墩柱。

7.根据权利要求6所述的混凝土墩柱施工方法，其特征在于，当有上下两层溶洞时，在第一层溶洞中的混凝土墩柱初凝后，将钻头对准桩孔中心继续向下钻进，直至打穿第二层溶洞的顶板，重复步骤S1-S7，在第二层溶洞内形成多个锥台形混凝土墩柱的浇筑。

8.根据权利要求6所述的混凝土墩柱施工方法，其特征在于，所述锥台形混凝土墩柱呈双层结构，内芯为混凝土结构，外壳为混凝土及水泥浆、水玻璃的混合体结构。