一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115992509A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202310191028.7(22)申请日2023.03.02(71)申请人长沙矿山研究院有限责任公司地址410012湖南省长沙市岳麓区麓山南路343号(72)发明人朱承敏殷登才孙茂贵朱文龙杨柱张骥谢世平(74)专利代理机构长沙永星专利商标事务所(普通合伙)43001专利代理师邓淑红(51)Int.Cl.E02D3/12(2006.01)E02D5/46(2006.01)E02D19/16(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法(57)摘要本发明公开了一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法，包括如下步骤：a、确定水平帷幕范围和帷幕高度；b、在水平帷幕范围内按指定线距设置帷幕线，各帷幕线上布置注浆孔；c、各帷幕线上的注浆孔分三序施工，一序孔均布，二序孔对中布置于相邻的一序孔之间，三序孔对中布置于相邻的一序孔和二序孔之间；d、注浆孔钻进至帷幕顶板时，下入地质套管，并用水泥浆充填固结套管与钻孔孔壁之间的间隙，并进行压水试验检查止水效果；e、注浆孔分段钻进注浆；f、重复d和e，完成水平帷幕范围内所有注浆孔施工。针对岩溶塌陷的根源，从根本上解决塌陷的防治问题。在地面施工垂直注浆孔，施工简单，投资小，堵水率高。悬挂式水平帷幕最大程度节省投资成本。CN115992509ACN115992509A权利要求书1/2页1.一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法，其特征在于，包括如下步骤：a、确定水平帷幕范围和帷幕高度；b、在水平帷幕范围内按指定线距设置帷幕线，各帷幕线上布置注浆孔；c、各帷幕线上的注浆孔分三序施工，一序孔均布，二序孔对中布置于相邻的一序孔之间，三序孔对中布置于相邻的一序孔和二序孔之间；d、注浆孔钻进至帷幕顶板时，下入地质套管，并用水泥浆充填固结套管与钻孔孔壁之间的间隙，并进行压水试验检查止水效果；e、注浆孔分段钻进注浆；f、重复步骤d和e，完成水平帷幕范围内所有注浆孔的施工过程。2.如根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，将历史产生塌陷的所需治理的区域确定为水平帷幕范围，帷幕的起始位置为基岩面，帷幕高度H的计算公式为：上式中，M为基岩面以上第四系厚度，单位为m；K为安全系数；P为帷幕顶板承受的静水压力，单位为mPa；KP为第四系的抗剪强度，单位为mPa，第四系含多层岩土时，按加权计算法确定。3.如根据权利要求2所述的方法，其特征在于，K的取值为2‑5。4.如根据权利要求3所述的方法，其特征在于，帷幕高度的计算值小于20m时取20m，大于20m时取计算值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中，地表水平帷幕范围内按8～10m的线距设置帷幕线，各帷幕线上按8～10m的孔距布置注浆孔，并呈梅花形错开布置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，一序孔之间的间距为32～40m。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)中，注浆孔的开孔孔径不小于φ110mm，终孔孔径不小于φ91mm，水泥浆的水固比为0.5:1，压水试验压力为2倍静水压力。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(e)中，注浆孔分段要求按以下三种情况考虑：1)在溶洞发育区，冲洗液全部漏失，注浆段长5‑10m；2)在遇到大于1m的溶洞时，即停钻进行注浆；3)岩溶裂隙不发育段即钻探冲洗液部分或全部返水，且岩性完整，段长不超过20m。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(e)中，注浆材料为水泥粘土浆，水固比为1.2:1～0.8:1，水泥粘土浆外加剂为固料质量的2％～5％。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(e)中，最后一个注浆段揭露溶洞，且溶洞底板高度低于水平帷幕底板时，按以下步骤进行注浆：1)、首先从孔口投入粒径为钻孔直径5％‑10％的碎石，投放过程中通过高压水泵注水，将碎石、砂卵石输送至钻孔底部，并充填至水平帷幕底板以上1～2m高度；2)、采用高浓度水泥粘土浆以自溜方式注浆至浆液充满孔口；3)、待凝8‑12小时后扫孔至碎石、砂卵石充填高度位置；4)、加压注浆，在确保浆液不大量扩散至溶洞中的前提下，对水平帷幕段高内裂隙高压2CN115992509A权利要求书2/2页灌注水泥粘土浆，保证注浆效果。3CN115992509A说明书1/4页一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法技术领域[0001]本发明涉及地质灾害防治领域，尤其涉及一种适用于地面岩溶塌陷防治的方法。背景技术[0002]灰岩地层中岩溶特别发育，在进行地下水资源及矿石资源开采时，随着地下水位下降至基岩面以下或地表水渗透改变岩土应力平衡时，土层由下往上逐渐崩落，形成