專利名稱：深淺孔與高低壓耦合注漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注漿工藝，尤其是一種適用于巷道軟弱破碎圍巖的注漿加固的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝。屬礦山巷道，隧道等地下工程注漿加固技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著大規(guī)模的礦山開采和采深的加大，軟弱破碎圍巖巷道支護(hù)問題日益突出，如淮北、淮南、龍口、徐州、鐵法、肥城、棗莊等地區(qū)的礦區(qū)。軟巖巷道一般具有圍巖松軟破碎、流變性大；來壓時間快、初期變形量大、持續(xù)時間長；圍巖遇水易于崩解、強(qiáng)度急劇降低等特點(diǎn)。如采用不適當(dāng)?shù)木S護(hù)措施，巷道圍巖變形愈加劇烈，最終將導(dǎo)致巷道破壞，探索軟巖巷道合理支護(hù)方式成為亟待解決的重大問題。砌碹、金屬支架等均屬于被動支護(hù)，若僅依靠支護(hù)本身強(qiáng)度，很難承受高地應(yīng)力的作用。錨桿、錨索雖被認(rèn)為是主動支護(hù)，但因錨固的巖體為一些破碎或松散巖體，圍巖的可錨性較差，很難滿足深部軟巖巷道的支護(hù)要求。此外，砌碹、金屬支架成本高，施工速度慢、變形或破壞后維修較為困難，而大直徑長錨桿、長錨索等支護(hù)方式既需專用設(shè)備，且大量使用時支護(hù)成本高，施工速度慢，不能大量用于我國軟巖巷道支護(hù)。傳統(tǒng)注漿加固采用 淺孔注漿，或淺孔與深孔注漿管間隔布置，打孔、安裝注漿管的數(shù)量多，淺孔與深孔注漿時壓力難以把握，若注漿壓力太小，則向破碎圍巖中注入的漿液太小，就不能有效地將破碎圍巖膠結(jié)起來，若注漿壓力太大，往往造成對巖體的劈裂破碎，在圍巖周邊形成裂隙，造成漿液從圍巖表面溢出。綜上所述，開發(fā)一種高效、可操作、經(jīng)濟(jì)的，針對巷道等地下工程軟弱破碎圍巖進(jìn)行加固的注漿工藝很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種工藝簡單、安全、成本低、加固效果顯著的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝。技術(shù)方案:本發(fā)明的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，包含以下步驟:
a、首先在圍巖體內(nèi)鉆一個淺孔；
b、在淺孔內(nèi)插入孔口，并進(jìn)行封孔，將孔口管外露端與注漿管相連接；
c、向孔口周圍的巖面噴射混凝土，使孔口周圍的巖面對孔口管形成封閉層；
d、打開注漿控制閥門，通過孔口管向淺孔內(nèi)進(jìn)行壓力控制在2MPa 3MPa的低壓淺孔注漿，使?jié){液充分滲入到淺孔周圍的巖土體內(nèi)；
e、低壓淺孔注漿完成后，低壓淺孔注漿:Γ7天后，卸掉注漿管，采用鉆頭經(jīng)孔口管向內(nèi)進(jìn)行掃孔，將淺孔改變?yōu)橐粋€深孔；深孔的深度根據(jù)圍巖松動圈大小及圍巖破碎程度確定;
f、深孔注漿完成后退鉆，連接注漿管，通過孔口管向深孔內(nèi)進(jìn)行漿液壓力控制在3MPa^5MPa的高壓深孔注漿，使?jié){液充分滲入到深孔周圍的巖土體內(nèi)，并與淺孔周圍的漿液耦合，加固巖土體，注漿材料以稀水泥漿液為主，若圍巖裂隙較小，采用超細(xì)水泥或化學(xué)漿液；
g、深孔注漿完成3 7天后，卸掉 注漿管，對圍巖進(jìn)行再次復(fù)噴混凝土，復(fù)噴混凝土的厚度為30mnT50mm，對圍巖進(jìn)行封閉，防止注入孔內(nèi)的漿液滲出，并保證孔口管￠)的外露長度不少于30 mm。所述的淺孔深度為2000mnT3000mm,淺孔直徑為40mnT60mm ；
所述的孔口管長度為500mnTl000mm，直徑為30mnT40mm ；
所述噴射混凝土的強(qiáng)度等級為C25飛30 ；
所述低壓淺孔注漿漿液采用水泥漿液或水泥-水玻璃復(fù)合漿液；
所述深孔的深度為SOOOmnr^OOOmm,鉆孔直徑為ZOmnr^Omm。有益效果:本發(fā)明針對破碎松軟圍巖、大松動圈圍巖注漿效果尤為顯著，首先，通過低壓淺孔與高壓深孔分次注漿的有效結(jié)合，采用低壓淺孔與高壓深孔同管分次注漿，對破碎嚴(yán)重的松動圈外圍進(jìn)行加固，先通過低壓淺孔充填注漿，采用較小的注漿壓力，保證噴層不破裂防止?jié){液溢出，將淺部圍巖中的裂隙、縫隙充填起來，相當(dāng)于形成一個較厚的止?jié){墻，可為深孔高壓注漿提供保證；之后再采用較高的注漿壓力，進(jìn)行高壓深孔注漿，通過高壓深孔注漿對深部圍巖細(xì)微裂隙進(jìn)行注漿加固，擴(kuò)大注漿加固體的范圍，將松動圈范圍內(nèi)的破碎圍巖體都膠結(jié)起來，提供圍巖的固有強(qiáng)度與穩(wěn)定性。從根本上改變破碎圍巖的力學(xué)特性，提高其自承能力；另外，在結(jié)合錨桿(索)加固后，將錨桿壓縮拱、錨索深部承載圈等形成的內(nèi)外圈承載結(jié)構(gòu)有效地組合在一起，最終形成一個高強(qiáng)度、高剛度的多層錨殼組合拱結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了支護(hù)體系的承載范圍，共同維持了巷道軟弱破碎圍巖的長期穩(wěn)定與安全。


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圖1為本發(fā)明的鉆孔示意 圖2為本發(fā)明的鉆孔安放套管示意 圖3為本發(fā)明的淺孔注漿示意 圖4為本發(fā)明的深孔形成示意 圖5為本發(fā)明的深孔注漿示意 圖6為本發(fā)明噴射混凝土封孔示意圖。圖中:1_鉆機(jī)，2-鉆桿，3-圍巖體，4-鉆頭，5-快速接頭，6-孔□管，7-錨固劑，8-混凝土，9-淺孔，10-漿液，11-注漿軟管，12-進(jìn)漿閥，13-泄壓閥，14-漿液擴(kuò)散區(qū)域，15-深孔，16-封孔混凝土。
具體實(shí)施方式
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下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
本發(fā)明的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝:
a、啟動 鉆機(jī)I，使帶有鉆頭4的鉆桿2在圍巖體3內(nèi)鉆一個淺孔9，鉆孔深度根據(jù)松動圈大小及圍巖破碎程度而定，所述的淺孔9深度為2000mnT3000mm,淺孔直徑為40mnT60mm ；
b、在淺孔9內(nèi)插入孔口管6，并進(jìn)行封孔，采用錨固劑7固定，并用絲綿或快硬水泥等進(jìn)行封孔，孔口管6的長度為500mnTl000mm，直徑為30mnT40mm，采用鋼管加工制作，孔口管6的外露端連接進(jìn)漿閥12、泄壓閥13和快速接頭5，且進(jìn)漿閥12與注漿軟管11連接；
C、在孔口管6安設(shè)完成后，對巖面進(jìn)行復(fù)噴，向孔口周圍的巖面噴射混凝土 8，使孔口周圍的巖面對孔口管6形成封閉層；所述噴射混凝土 8的強(qiáng)度等級為C25飛30，復(fù)噴混凝土厚度30mnT50mm,并保證孔口管6外露長度不少于30 mm,以便后期進(jìn)行注衆(zhòng)加固；
d、進(jìn)行低壓淺孔注漿，連接注漿裝置注漿軟管11、進(jìn)漿閥12，然后啟動注漿泵，打開進(jìn)漿閥12，通過孔口管6向淺孔9內(nèi)進(jìn)行低壓淺孔注漿，注漿壓力控制在2MPa 3MPa，使?jié){液充分滲入到淺孔9周圍的圍巖體3內(nèi)；通過漿液10擴(kuò)散充填裂隙，形成漿液擴(kuò)散區(qū)域14，達(dá)到加固圍巖體3的目的，所述低壓淺孔注漿漿液采用水泥漿液或水泥-水玻璃復(fù)合漿液；
e、低壓淺孔注漿完成后，待漿液固化3 7天后，卸掉注漿管，采用鉆頭經(jīng)孔口管6向內(nèi)進(jìn)行掃孔，將淺孔9改變?yōu)橐粋€深孔15，深孔15的深度根據(jù)圍巖松動圈大小及圍巖破碎程度確定；所述深孔15的深度為5000mnT6000mm,鉆孔直徑為20mnT30mm ；
f、深孔注漿完成后退鉆，連接注漿管，通過孔口管6向深孔15內(nèi)進(jìn)行漿液壓力控制在3MPa^5MPa的高壓深孔注漿，使?jié){液充分滲入到深孔15周圍的圍巖體3內(nèi)，并與淺孔9周圍的漿液耦合，形成漿液擴(kuò)散區(qū)域14，注漿材料以稀水泥漿液為主，若圍巖裂隙較小，采用超細(xì)水泥或化學(xué)漿液；
g、深孔15注漿完成3 7天后，卸掉注漿管，對圍巖進(jìn)行再次復(fù)噴混凝土8，復(fù)噴混凝土的厚度為30mnT50mm，對圍巖進(jìn)行封閉，防止注入孔內(nèi)的漿液滲出，并保證孔口管6的外露長度不少于30 mm。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于在本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)工人來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理前提下，還可以做出若干改進(jìn)或替換，這些改進(jìn)或替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于，包含以下步驟: a、首先在圍巖體(3)內(nèi)鉆一個淺孔(9)； b、在淺孔(9)內(nèi)插入孔口管(6)，并進(jìn)行封孔，將孔口管(6)外露端與注漿管相連接； C、向孔口周圍的巖面噴射混凝土(8)，使孔口周圍的巖面對孔口管(6)形成封閉層； d、打開注漿控制閥門，通過孔口管(6)向淺孔(9)內(nèi)進(jìn)行壓力控制在2MPa 3MPa的低壓淺孔注漿，使?jié){液充分滲入到淺孔(9)周圍的巖土體(14)內(nèi)； e、低壓淺孔注漿完成后，待漿液固化3 7天后，卸掉注漿管，采用鉆頭經(jīng)孔口管(6)向內(nèi)進(jìn)行掃孔，將淺孔(9)改變?yōu)橐粋€深孔(15)，深孔(15)的深度根據(jù)圍巖松動圈大小及圍巖破碎程度確定； f、深孔注漿完成后退鉆，連接注漿管，通過孔口管￠)向深孔(15)內(nèi)進(jìn)行漿液壓力控制在3MPa 5MPa的高壓深孔注漿，使?jié){液充分滲入到深孔(15)周圍的巖土體(14)內(nèi)，并與淺孔(9)周圍的漿液耦合，加固巖土體(14)，注漿材料以稀水泥漿液為主，若圍巖裂隙較小，采用超細(xì)水泥或化學(xué)漿液； g、深孔(15)注漿完成3天后，卸掉注漿管，對圍巖進(jìn)行再次復(fù)噴混凝土(8)，復(fù)噴混凝土的厚度為30mnT50mm，對圍巖進(jìn)行封閉，防止注入孔內(nèi)的漿液滲出，并保證孔口管(6)的外露長度不少于30 mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于:所述的淺孔(9)深度為2000mm 3000mm,淺孔直徑為40mm 60mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于:所述的孔口管(6)長度為500mm 1000mm,直徑為30mm 40mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于:所述噴射混凝土(8)的強(qiáng)度等級為C25 C30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于:所述低壓淺孔注漿漿液采用水泥漿液或水泥-水玻璃復(fù)合漿液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，其特征在于:所述深孔(15)的深度為5000mm 6000mm,鉆孔直徑為20mm 30mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深淺孔與高低壓耦合注漿工藝，適用于礦山巷道，隧道等地下工程的注漿加固，尤其適用于巷道軟弱破碎圍巖的注漿加固。耦合注漿工藝先用鉆頭在圍巖體上進(jìn)行鉆孔，先鉆出一淺孔；然后在所述淺孔內(nèi)插入孔口管，并進(jìn)行封孔，所述孔口管靠近巖面端連接球形閥門，球形閥門與注漿裝置連接；在所述孔口管安設(shè)完成后，并對圍巖巖面進(jìn)行復(fù)噴；通過孔口管進(jìn)行低壓淺孔注漿；低壓淺孔注漿后，卸掉注漿裝置，采用鉆頭在上述孔口管內(nèi)進(jìn)行掃孔，形成深孔；再通過孔口管進(jìn)行高壓深孔注漿；注漿完成后對圍巖進(jìn)行再次噴漿，以形成對孔口管的保護(hù)。其工藝簡單、安全、成本低、加固效果顯著。
文檔編號E21D11/10GK103089276SQ20131003015
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者韓立軍, 孟慶彬, 宗義江, 董亞寧, 楊靈, 范加冬 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)