快速形成堰塞体防渗墙的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910969684.9 (22)申请日 2019.10.12 (71)申请人 中国水电基础局有限公司 地址 301700 天津市武清区雍阳西道86号 (72)发明人 宗敦峰肖恩尚陈红刚孙亮 宋伟孙仲彬赵明华张裕文 (74)专利代理机构 北京元本知识产权代理事务 所 11308 代理人 秦力军 (51)Int.Cl. E02B 7/06(2006.01) E02B 3/16(2006.01) (54)发明名称 快速形成堰塞体防渗墙的方法 (57)摘要 本发明公开了一种快速形成。

2、堰塞体防渗墙 的方法， 包括： 以堰塞体防渗墙轴线为基准， 通过 钻孔和清孔施工形成槽孔， 然后将多个浇注导管 下放在所述槽孔中； 将所述多个浇注导管的每个 浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接； 根 据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇筑量进行 控制， 使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇 注的混凝土浇筑面同步上升， 并保持一致性或平 整性。 权利要求书2页 说明书12页 附图8页 CN 110644439 A 2020.01.03 CN 110644439 A 1.一种快速形成堰塞体防渗墙的方法， 其特征在于， 包括： 以堰塞体防渗墙轴线为基准， 。

3、通过钻孔和清孔施工形成槽孔， 然后将多个浇注导管下 放在所述槽孔中； 将所述多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接； 根据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇注设备混凝土 浇筑量进行控制， 使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇筑面同步上升， 并保持一致性。 2.根据权利要求1所述的快速形成堰塞体防渗墙的方法， 其特征在于， 根据多个浇注导 管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇注设备混凝土浇筑量进行控制包 括： 混凝土浇注控制器利用设置在地表面之上的对应于每个浇注导管的混凝土面探测器， 测量每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度。

4、； 混凝土浇注控制器根据每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度， 计算所述槽孔中 混凝土面的平整度； 混凝土浇注控制器根据所计算的槽孔中混凝土面的平整度， 调整相应的混凝土浇注设 备的混凝土浇注量， 以便使所述槽孔中混凝土面一致性地上升。 3.根据权利要求2所述的快速形成堰塞体防渗墙的方法， 其特征在于， 所述混凝土浇注 控制器包括： 其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块， 用于根据每个混 凝土面探测器各自探测的混凝土面高度， 得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度， 计算 每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值； 多个控制模块， 每个控制模块接收相应的一个浇注区。

5、域的混凝土高度与其平均值或中 间值的差值， 并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令， 以控制相应的混凝土浇注设 备调整其混凝土浇注量或浇注速度。 4.根据权利要求3所述的快速形成堰塞体防渗墙的方法， 其特征在于， 每个控制模块将 所接收的差值与预设阈值进行比较， 若小于阈值， 则不生成所述混凝土浇注量调整指令； 反 之， 则生成所述混凝土浇注量调整指令。 5.根据权利要求4所述的快速形成堰塞体防渗墙的方法， 其特征在于， 所述混凝土面探 测器是声波探测器。 6.根据上述权利要求1-5任一项所述的方法， 其特征在于， 还包括， 在对槽孔进行混凝 土浇注之前， 使混凝土缓慢充满每根浇注导管的步骤。

6、， 其包括： 根据浇注导管中球体下滑速率控制混凝土浇注设备的混凝土浇注量， 使混凝土缓跟随 球体慢地下落。 7.根据上述权利要求6所述的方法， 其特征在于， 根据浇注导管中的球体下滑速率控制 混凝土浇注设备的混凝土浇注量包括： 通过浇注导管中布置的多个球体位置传感器， 检测所述球体下滑速率； 混凝土充满控制器根据预先设置的球体下滑速率与混凝土浇注量的映射关系， 得到与 所检测的球体下滑速率对应的混凝土浇注量； 混凝土充满控制器对所述混凝土浇注设备进行控制， 使其按照所得到的混凝土浇注量 权利要求书 1/2 页 2 CN 110644439 A 2 浇注混凝土。 8.根据权利要求7所述的方法， 。

7、其特征在于， 所述混凝土充满控制器包括： 其输入端连接多个球体位置传感器的球体下滑速度计算模块， 用于根据两个相邻球体 位置传感器检测到的球体位置变化以及所用时间， 计算球体在混凝土注入管中的下滑速 率； 混凝土浇注量控制模块， 用于根据所计算的球体在混凝土注入管中的下滑速率， 生成 控制指令， 以便控制混凝土浇注设备调整混凝土浇注量。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 还包括在钻孔和清孔施工形成槽孔之前进 行的如下步骤： 在堰塞体的防渗墙轴线上进行预爆处理， 将体量大的孤石破碎成小块石； 在完成预爆处理后， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理， 将堰塞体防 渗墙轴线上游。

8、和下游的渗漏通道封堵住。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特征在于， 在堰塞体的防渗墙轴线上进行预爆处理 包括： 在堰塞体的防渗墙轴线上， 间隔钻设一排爆破孔； 爆破孔钻设完成后， 对爆破孔内遇到的孤石进行爆破处理， 以便孤石被破碎成块石； 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理包括： 孤石被破碎成块石后， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游， 分别间隔钻设一排上游灌 浆孔和一排下游灌浆孔； 上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后， 采用拔管灌浆法或花管灌浆法对灌浆孔进行灌 浆处理， 将堰塞体防渗墙轴线上游和下游的渗漏通道封堵住， 以便在地层完整、 稳定的条件 下进行堰塞体防渗墙的成槽施工。 。

9、权利要求书 2/2 页 3 CN 110644439 A 3 快速形成堰塞体防渗墙的方法 技术领域 0001 本发明涉及水利水电工程领域， 尤其涉及一种快速形成堰塞体防渗墙的方法。 背景技术 0002 堰塞体为地震崩塌滑坡形成， 由于堰塞湖整治迫在眉睫， 因此堰塞体整治需秉承 边研究、 边设计、 边治理的工作思路， 需尽快开展堰塞体整治等除险防洪工程实施。 堰塞体 整治是对堰塞体、 堰基及两岸岸坡进行防渗处理及部分坡面整治， 堰塞体防渗处理采用防 渗墙及帷幕灌浆相结合。 0003 对于堰塞体来说， 以往处理工程经验主要以拆除和疏导水流为主， 但对于由特大 型崩塌形成的方量巨大的堰塞体来说， 拆。

10、除费用造价非常高， 并且工程地址附近难以找到 合适的场地堆存如此多的堆积体， 因此， 若能把堰塞体充分利用起来， 直接利用堰塞体形成 坝体， 将会除害兴利， 变废为宝。 但是， 对于防渗墙最大深度超过130m、 墙体厚度超过1.0m， 且孤石含量超过50、 孤石最大粒径超过15米、 架空现象严重、 地层未经沉积和胶结的堰塞 体地质条件来说， 这些不利条件给防渗墙施工造成极大困难， 对现有施工技术提出了极大 挑战， 如何使上述堰塞体地质条件能够形成可供防渗墙施工的地质条件， 纵观国内外均无 施工先例。 发明内容 0004 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题， 提供一种快速形成堰塞体 。

11、防渗墙的方法， 可改善孤石多、 粒径大、 架空现象严重、 地层未经沉积和胶结的堰塞体的地 质条件， 并且能够加快混凝土浇注速度， 快速建成堰塞体防渗墙。 0005 本发明的一种快速形成堰塞体防渗墙的方法包括： 0006 以堰塞体防渗墙轴线为基准， 通过钻孔和清孔施工形成槽孔， 然后将多个浇注导 管下放在所述槽孔中； 0007 将所述多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接； 0008 根据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇注设备混 凝土浇筑量进行控制， 使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇筑面同步上 升， 并保持一致性。 0009 优选地，。

12、 本发明的根据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个 混凝土浇注设备混凝土浇筑量进行控制包括： 0010 混凝土浇注控制器利用设置在地表面之上的对应于每个浇注导管的混凝土面探 测器， 测量每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度； 0011 混凝土浇注控制器根据每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度， 计算所述槽 孔中混凝土面的平整度； 0012 混凝土浇注控制器根据所计算的槽孔中混凝土面的平整度， 调整相应的混凝土浇 注设备的混凝土浇注量， 以便使所述槽孔中混凝土面一致性地上升。 说明书 1/12 页 4 CN 110644439 A 4 0013 优选地， 所述混凝土浇注控制器。

13、包括： 0014 其输入端分别连接多个混凝土面探测器的混凝土面平整度计算模块， 用于根据每 个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度， 得到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度， 计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中间值的差值； 0015 多个控制模块， 每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝土高度与其平均值 或中间值的差值， 并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令， 以控制相应的混凝土浇 注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度。 0016 优选地， 每个控制模块将所接收的差值与预设阈值进行比较， 若小于阈值， 则不生 成所述混凝土浇注量调整指令； 反之， 则生成所述混凝土浇注量调整指令。 0。

14、017 优选地， 所述混凝土面探测器是声波探测器。 0018 优选地， 本发明的方法还包括， 在对槽孔进行混凝土浇注之前， 使混凝土缓慢充满 每根浇注导管的步骤， 具体为： 根据浇注导管中球体下滑速率控制混凝土浇注设备的混凝 土浇注量， 使混凝土缓跟随球体慢地下落。 0019 优选地， 本发明的根据浇注导管中的球体下滑速率控制混凝土浇注设备的混凝土 浇注量包括： 0020 通过浇注导管中布置的多个球体位置传感器， 检测所述球体下滑速率； 0021 混凝土充满控制器根据预先设置的球体下滑速率与混凝土浇注量的映射关系， 得 到与所检测的球体下滑速率对应的混凝土浇注量； 0022 混凝土充满控制器对。

15、所述混凝土浇注设备进行控制， 使其按照所得到的混凝土浇 注量浇注混凝土。 0023 优选地， 所述混凝土充满控制器包括： 其输入端连接多个球体位置传感器的球体 下滑速度计算模块， 用于根据两个相邻球体位置传感器检测到的球体位置变化以及所用时 间， 计算球体在混凝土注入管中的下滑速率； 混凝土浇注量控制模块， 用于根据所计算的球 体在混凝土注入管中的下滑速率， 生成控制指令， 以便控制混凝土浇注设备调整混凝土浇 注量。 0024 优选地， 本发明的方法还包括在钻孔和清孔施工形成槽孔之前进行的如下步骤： 0025 在堰塞体的防渗墙轴线上进行预爆处理， 将体量大的孤石破碎成小块石； 0026 在完成。

16、预爆处理后， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理， 将堰塞 体防渗墙轴线上游和下游的渗漏通道封堵住。 0027 优选地， 在堰塞体的防渗墙轴线上进行预爆处理包括： 在堰塞体的防渗墙轴线上， 间隔钻设一排爆破孔； 爆破孔钻设完成后， 对爆破孔内遇到的孤石进行爆破处理， 以便孤石 被破碎成块石。 0028 优选地， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理包括： 孤石被破碎成 块石后， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游， 分别间隔钻设深度大于70米的一排上游灌浆 孔和一排下游灌浆孔； 上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后， 采用拔管灌浆法或花管灌浆 法对深度超过70米的灌浆孔进行灌浆处理，。

17、 将堰塞体防渗墙轴线上游和下游的渗漏通道封 堵住， 以便在地层完整、 稳定的条件下进行堰塞体防渗墙的成槽施工。 0029 优选地， 钻设灌浆孔采用风动潜孔钻跟管钻进的方法， 或者地质钻机泥浆护壁回 转钻进的方法。 说明书 2/12 页 5 CN 110644439 A 5 0030 优选地， 采用拔管灌浆法对深度超过70米的灌浆孔进行灌浆处理包括： 0031 在灌浆孔钻设至预设深度时， 取出套管内偏心钻； 0032 偏心钻取出后， 提升套管， 以形成其长度与套管提升深度相对应的灌浆段； 0033 采用自流灌注的方法， 向灌浆段灌注至少包括水泥粘土浆的灌浆液； 0034 在灌浆段的底部达到结束标。

18、准后， 提升套管以继续灌浆， 直至整个灌浆孔灌注完 毕。 0035 优选地， 采用花管灌浆法对深度超过70米的灌浆孔进行灌浆处理包括： 0036 在灌浆孔钻设至预设深度时， 取出套管内偏心钻； 0037 偏心钻取出后， 在套管内下设带有出浆孔的花管； 0038 花管下设完华后， 将套管起出， 采用水压塞向花管内灌注包括水泥粘土浆的灌浆 液； 0039 灌注灌浆液时， 灌浆液通过花管的出浆孔流向灌浆孔及其附近的松散地层， 实现 对灌浆孔自下而上的逐段灌浆。 0040 优选地， 采用包括水泥粘土浆的灌浆液灌注包括根据灌浆孔内灌浆液的灌注量， 随时调整灌浆液中水泥粘土浆的水固比的步骤。 0041 优。

19、选地， 根据灌浆孔内灌浆液的灌注量， 随时调整灌浆液中水泥粘土浆的水固比 包括： 0042 当灌浆孔内灌浆液的灌注量小于300kg/m时， 采用仅包括水泥粘土浆的灌浆液进 行灌注； 0043 当灌浆孔内灌浆液的灌注量大于300kg/m、 小于2000kg/m时， 采用包括水泥粘土浆 和水玻璃的灌浆液进行灌注。 0044 优选地， 对爆破孔内遇到的孤石进行爆破处理包括： 0045 在钻设爆破孔的过程中， 获取钻孔时遇到的孤石的位置及尺寸信息； 0046 根据获取的孤石的位置及尺寸信息， 对孤石进行爆破处理。 0047 优选地， 根据获取的孤石的位置及尺寸信息， 对孤石进行爆破处理包括： 0048。

20、 根据每个爆破孔内多个孤石的位置及尺寸信息， 计算出多个孤石中心在该爆破孔 内的深度， 并标注出与深度相对应的孤石尺寸； 0049 根据孤石尺寸， 在爆破孔对应深度处安置炸药， 以便通过炸药对孤石进行爆破处 理。 0050 优选地， 根据孤石尺寸， 在爆破孔对应深度处安置炸药， 以便通过炸药对孤石进行 爆破处理包括： 0051 根据同一爆破孔内多个孤石的尺寸， 确定破碎每个孤石所需的炸药量； 0052 根据破碎每个孤石所需的炸药量， 对破碎多个孤石所需的炸药进行绑扎； 0053 将绑扎后的多个炸药下设至相应孤石位置处， 并进行爆破处理。 0054 优选地， 根据破碎每个孤石所需的炸药量， 对破。

21、碎多个孤石所需的炸药进行绑扎 包括： 0055 根据破碎每个孤石所需的炸药量， 确定每个孤石所需炸药的节数； 0056 根据每个孤石所需炸药的节数， 按照每四节用透明胶带捆扎的方法， 捆扎炸药的 一端； 说明书 3/12 页 6 CN 110644439 A 6 0057 使用尼龙绳绑扎炸药， 以尼龙绳底部作为爆破孔底第一个孤石中心绑扎炸药； 0058 根据孤石尺寸将炸药绑扎位置向中心两端扩散； 0059 确定炸药的绑扎位置后， 在捆扎好的炸药中安放雷管， 将雷管线在尼龙绳上缠绕 固定， 并且用透明胶带将炸药二次固定； 0060 以绑扎第一个孤石中心位置为基准， 量取出同一爆破孔内上一个孤石中。

22、心位置并 进行绑扎， 依此类推， 直到量取到爆破孔的孔口位置处并标注。 0061 优选地， 将绑扎后的多个炸药下设至相应孤石位置处， 并进行爆破处理包括： 0062 在完成同一爆破孔内与所有孤石相匹配的炸药绑扎后， 利用悬吊线将炸药从安放 在爆破孔的套管内依次下设， 并在标注的孔口位置进行孔口固定； 0063 炸药下设完成后， 将爆破孔内各雷管的导爆线连接， 并经由套管引出至引爆器， 以 便进行爆破处理。 0064 优选地， 在堰塞体防渗墙的轴线上， 间隔钻设一排爆破孔包括： 0065 采用风动潜孔钻跟管钻进或者地质钻机泥浆护壁回转钻进的方法， 在堰塞体防渗 墙的轴线上钻设一排爆破孔； 006。

23、6 优选地， 在钻设爆破孔的过程中， 遇到断层或裂隙发育或岩脉穿插的地层时， 应随 时根据地层调整钻孔轨迹、 钻进技术参数和钻进方法， 以防止钻孔发生弯曲。 0067 优选地， 在钻设爆破孔的过程中， 如遇到卵石时， 要放慢钻进速度， 反复钻进、 修整 孔壁， 以确保跟管顺利穿越卵石， 避免卡管， 导致套管断裂。 0068 与现有技术相比， 本发明的堰塞体防渗墙成槽施工的预处理方法的有益效果体现 在以下方面： 0069 1、 本发明的方法， 可将防渗墙最大深度超过130m、 墙体厚度超过1.0m、 孤石含量超 过50、 孤石最大粒径超过15米、 架空现象严重、 地层未经沉积和胶结的堰塞体地质条。

24、件改 造成地层均一、 完整、 稳定的地层， 利于在该地层上进行后续防渗墙施工， 极大降低防渗墙 成槽施工出现严重漏浆导致的塌槽风险以及遇到大孤石使成槽效率低下的情况， 使施工质 量好， 施工效率高， 可使堰塞湖尽快除害兴利、 变废为宝， 另外， 本发明的方法， 打破了国内 外在上述恶劣地质条件下的施工先例， 可为其他堰塞湖整治提供新的思路和方案。 0070 2、 本发明的方法， 能够利用多个混凝土浇注设备同步浇注混凝土， 在槽孔中快速 形成防渗墙。 0071 3、 本发明的方法， 能够避免混凝土快速坠落导致的混凝土离析现象。 0072 4、 本发明的方法， 在防渗墙施工前， 对沿防渗墙槽孔轴线。

25、范围内孤石进行爆破处 理， 可以将孤石破碎成块石， 将原孤石含量高、 架空现象严重的地层改善成无大块孤石、 均 一的地层， 有效防止后续防渗墙成槽造孔时孔斜超标情况的发生， 保证防渗墙施工的进度 与质量。 0073 5、 本发明的方法， 在防渗墙施工前， 对防渗墙槽孔轴线两侧进行灌浆处理， 将大的 渗漏通道进行堵塞， 对松散地层进行初步填充， 可以极大减少防渗墙施工时的漏浆情况， 同 时提高松散地层的完整性、 稳定性， 以保证防渗墙施工的安全和顺利实施。 0074 以下， 结合各附图对本发明实施例进行描述。 说明书 4/12 页 7 CN 110644439 A 7 附图说明 0075 图1是。

26、本发明堰塞体防渗墙成槽施工的预处理方法中爆破孔与上、 下游灌浆孔的 位置示意图； 0076 图2是本发明爆破孔钻进与爆破过程的示意图； 0077 图3是本发明灌浆孔灌浆工艺流程图； 0078 图4是本发明采用拔管法对灌浆孔灌浆的示意图； 0079 图5是本发明花管的示意图； 0080 图6是本发明灌浆时采用灌浆液的配比图； 0081 图7是本发明的快速防渗墙施工的示意图； 0082 图8是本发明的用于在快速防渗墙施工中控制每个混凝土浇注设备的浇注量或浇 注速度的控制原理图； 0083 图9是显示了本发明的每个浇注导管结构的示意图； 0084 图10是本发明控制混凝土缓慢充满每个浇注导管的控制原。

27、理图。 具体实施方式 0085 堰塞体整治工程防渗体系是堰塞湖整治工程水库的核心， 防渗体系由堰塞体防渗 墙、 左岸古滑坡体帷幕灌浆和右岸基岩帷幕灌浆组成。 对于防渗墙深度超过100m且最大深 度甚至超过130m， 墙体厚度超过1.0m， 孤石含量超过50， 孤石最大粒径超过15米， 架空现 象严重， 地层未经沉积和胶结的地质条件极其复杂的堰塞体来说， 为确保防渗墙成槽施工 成功， 本发明在防渗墙成槽施工前对上述地层进行预处理， 提前改善堰塞体地质条件， 防止 防渗墙成槽施工时出现漏浆以及遇到大孤石的情况。 0086 本发明的一种快速形成堰塞体防渗墙的方法包括： 0087 以堰塞体防渗墙轴线为。

28、基准， 通过钻孔和清孔施工形成槽孔(属于现有技术， 故省 略详细说明)， 然后将多个浇注导管下放在所述槽孔中， 如图7所述， 将浇注导管1、 浇注导管 2和浇注导管3放置到槽孔中， 上述的各浇注导管即为图7中所述的混凝土浇注管； 0088 将所述多个浇注导管的每个浇注导管与相应的一个混凝土浇注设备对接， 比如将 混凝土浇注设备1与浇注导管1对接， 将混凝土浇注设备2与浇注导管2对接， 将混凝土浇注 设备3与浇注导管3对接； 0089 根据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇注设备混 凝土浇筑量或浇注速度进行控制， 使每个混凝土浇注设备对接的浇注导管浇注的混凝土浇 筑面同。

29、步上升， 并保持一致性或平整性。 0090 本发明的根据多个浇注导管浇注的混凝土浇筑面的平整度， 分别对每个混凝土浇 注设备混凝土浇筑量进行控制包括： 0091 混凝土浇注控制器利用设置在地表面之上的对应于每个浇注导管的混凝土面探 测器， 测量每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度， 如图8所示， 利用混凝土面探测器1 测量浇注导管1浇注区域的混凝土面， 利用混凝土面探测器2测量浇注导管2浇注区域的混 凝土面； 利用混凝土面探测器3测量浇注导管3浇注区域的混凝土面； 混凝土浇注控制器根 据每个浇注导管所浇注的混凝土面的上升高度， 计算所述槽孔中混凝土面的平整度； 混凝 土浇注控制器根据所计算的。

30、槽孔中混凝土面的平整度， 调整相应的混凝土浇注设备的混凝 说明书 5/12 页 8 CN 110644439 A 8 土浇注量， 以便使所述槽孔中混凝土面一致性地上升。 0092 如图8所示， 所述混凝土浇注控制器包括： 其输入端分别连接多个混凝土面探测器 的混凝土面平整度计算模块， 用于根据每个混凝土面探测器各自探测的混凝土面高度， 得 到各个浇注导管浇注区域的混凝土高度， 计算每个浇注区域的混凝土高度与其平均值或中 间值的差值， 也就是说， 取所有浇注区域的混凝土高度的平均值， 或者取所有浇注区域的混 凝土高度值的中间值； 0093 多个控制模块， 每个控制模块接收相应的一个浇注区域的混凝。

31、土高度与其平均值 或中间值的差值， 并根据该差值生成一个混凝土浇注量调整指令， 以控制相应的混凝土浇 注设备调整其混凝土浇注量或浇注速度， 从而使槽孔中形成的混凝土面一致性的升高。 0094 此外， 每个控制模块可以将所接收的差值与预设阈值进行比较， 若小于阈值， 则不 生成所述混凝土浇注量调整指令； 反之， 则生成所述混凝土浇注量调整指令， 这样可以在保 证一致性的情况下， 减少调整的频度。 0095 本发明的混凝土面探测器可以是声波探测器。 0096 此外， 本发明还包括在对槽孔进行混凝土浇注之前， 使混凝土缓慢充满每根浇注 导管的步骤， 具体为： 根据浇注导管中球体下滑速率控制混凝土浇注。

32、设备的混凝土浇注量， 使混凝土缓跟随球体慢地下落。 实施该技术措施的目的是， 防止浇注的混凝土在100m的浇 注导管中垂直坠落， 避免混凝土离析， 因为混凝土离析后将会降低所形成的堰塞体防渗墙 的强度。 0097 参见图9， 本发明的根据浇注导管中的球体下滑速率控制混凝土浇注设备(属于现 有技术， 故省略对其说明)的混凝土浇注量包括： 通过浇注导管中布置的多个球体位置传感 器， 检测所述球体下滑速率； 混凝土充满控制器根据预先设置的球体下滑速率与混凝土浇 注量的映射关系(该映射关系可根据试验获得)， 得到与所检测的球体下滑速率对应的混凝 土浇注量； 混凝土充满控制器对所述混凝土浇注设备进行控制。

33、(比如控制混凝土浇注设备 泵入的混凝土量)， 使其按照所得到的混凝土浇注量浇注混凝土。 0098 参见图10， 本发明的混凝土充满控制器包括： 其输入端连接多个球体位置传感器 的球体下滑速度计算模块， 用于根据两个相邻球体位置传感器检测到的球体位置变化(即 两个相邻位置传感器的预设距离)以及所用时间， 计算球体在混凝土注入管中的下滑速率； 混凝土浇注量控制模块， 用于根据所计算的球体在混凝土注入管中的下滑速率， 生成控制 指令， 以便控制混凝土浇注设备调整混凝土浇注量。 0099 需要指出的是， 本发明图8所示的混凝土浇注控制器和图10所示的混凝土充满控 制器可以合二为一， 电气工程师能够容易。

34、完成项工作， 不需要进行创造性工作。 0100 参见图9， 本发明的浇注导管包括多个管体段和设置在每个管体段内的弹性内层； 每个弹性内层至少设置一个球体位置传感器， 从而在浇注导管按照预定距离布置多个位置 传感器， 多个位置传感器可以采用接触传感器、 压力传感器等， 通过与球体接触确定球体到 达的位置。 在实际操作时， 控制器可以赋予每个球体位置传感器不同的ID， 以便根据球体位 置传感器的ID确定球体在浇注导管中的位置。 本发明的弹性内层可以由任何一种具有弹性 的耐摩擦材料， 如耐摩擦橡胶制作。 0101 参见图9， 每个管体段内的弹性内层具有向管心凸出的用于增加球体摩擦力的圆 弧面。 并且。

35、， 多个管体段的弹性内层的圆弧面的凸出高度按照从上到下的顺序逐渐增加， 以 说明书 6/12 页 9 CN 110644439 A 9 便逐渐增加下层的管体段的弹性内层与球体的摩擦力， 因为在浇注混凝土期间， 球体距离 槽孔底层越近， 所承载的重力就越大， 因此逐渐增加球体与弹性内层的摩擦力， 可以使球体 在浇注混凝土期间匀速下滑。 0102 当球体从浇注导管中滑出时， 浇注导管中已经充满混凝土， 从而可以平稳地在槽 孔中浇注混凝土。 0103 本发明的方法还包括在钻孔和清孔施工形成槽孔之前进行的如下步骤： 在堰塞体 的防渗墙轴线上进行预爆处理， 将体量大的孤石破碎成小块石； 在完成预爆处理后。

36、， 在堰塞 体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理， 将堰塞体防渗墙轴线上游和下游的渗漏通道 封堵住。 0104 本发明的在堰塞体的防渗墙轴线上进行预爆处理包括： 在堰塞体的防渗墙轴线 上， 间隔钻设一排爆破孔； 爆破孔钻设完成后， 对爆破孔内遇到的孤石进行爆破处理， 以便 孤石被破碎成块石； 本发明的在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游进行预灌浆处理包括： 孤 石被破碎成块石后， 在堰塞体防渗墙轴线的上游和下游， 分别间隔钻设深度大于70米的一 排上游灌浆孔和一排下游灌浆孔； 上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后， 采用拔管灌浆法 或花管灌浆法对深度超过70米的灌浆孔进行灌浆处理， 将堰塞体防渗墙轴线。

37、上游和下游的 渗漏通道封堵住， 以便在地层完整、 稳定的条件下进行堰塞体防渗墙的成槽施工。 0105 具体的， 本发明的预处理方法包括如下步骤： 0106 S01、 将孤石含量超过50的地层改造成无孤石的均一地层 0107 对于孤石含量超过50且防渗墙深度超过100米的堰塞体， 本发明采用爆破处理 的方法对大量孤石进行破碎处理： 首先， 钻设用于安置炸药的爆破孔， 然后， 通过炸药破碎 爆破孔内的孤石。 0108 S11、 钻设爆破孔 0109 本发明在堰塞体防渗墙轴线上以等间距钻设一排爆破孔(如图1所示， 图中带有YB 标记的即为爆破孔)， 相邻爆破孔之间的间距可为1.2-1.6m， 本实施。

38、例优选为1.5m。 0110 钻设时， 根据现场施工地质情况， 以及现场设备允许的情况下， 钻设到最大深度， 以尽可能的保证防渗墙的造孔质量及槽孔安全。 0111 钻设爆破孔时， 钻进方法主要采用风动潜孔钻跟管钻进的方法， 也可采用地质钻 机泥浆护壁回转钻进的方法， 这两种方法的钻进原理均可参考现有技术方法， 在此不对其 详细描述。 0112 其中， 采用风动潜孔钻跟管钻进的方法时， 所用的偏心跟管钻头应与所用套管相 适应(如图2中a所示)， 套管可以采用114mm或146mm的优质地质钢管。 所用的空压机应 与潜孔锤的工作风压相适应， 一般应采用中、 高风压的空压机(图中未示出)。 0113。

39、 所有钻设的爆破孔均为垂直孔， 钻机对准孔位后， 应调正钻机桅杆或立轴， 使钻杆 和套管保持在铅垂直方向上。 钻进过程中， 应随时检查套管或钻杆的垂直度， 发现问题及时 更正。 爆破孔应特别注意控制钻孔偏斜， 尤其是上部20m的孔斜， 爆破孔偏斜率要求不大于 1。 0114 所有钻孔钻进时均应按照严格执行操作要求， 避免孔内事故， 确保钻孔成孔率， 不 得将套管、 钻具等金属物遗弃在孔内。 0115 钻设爆破孔时的工艺流程如下： 对孔位调正钻机开孔跟管钻进压缩空气 说明书 7/12 页 10 CN 110644439 A 10 冲孔加钻杆、 跟管中间测斜检查下一循环终孔验孔。 0116 在钻设。

40、爆破孔时， 需要严格控制孔斜， 否则在防渗墙外爆破起不到效果。 为防止钻 孔孔斜， 保证钻孔的垂直度， 本发明采取如下孔斜保证措施： 0117 (1)地基坚实、 平稳， 基台牢固、 周正， 钻机安装周正、 水平、 稳固， 立轴方向和倾角 符合设计要求。 0118 (2)在断层、 裂隙发育、 岩脉穿插的地层， 钻孔容易发生弯曲， 钻进时应调整钻速， 不宜过快。 0119 (3)根据钻孔情况， 现场施工技术人员应及时跟进孔斜测量， 了解钻孔轨迹； 0120 (4)根据地层特点， 合理确定钻进技术参数， 选择钻进方法。 0121 (5)为保证钻孔垂直度， 开孔阶段选用偏心锤缓慢钻进， 跟管钻进阶段，。

41、 可使用 STL-1GW型(防磁无线有储式数字陀螺测斜仪)高精度测斜仪进行孔斜测量控制， 由专职人 员进行测斜， 由于此测斜仪精度高， 故能准确掌握钻孔的实际轨迹， 减少人为因素和仪器自 身误差的影响。 孔底偏斜率应不大于1。 跟管钻进时应严格控制20m以内孔斜， 020m孔深 范围内， 每5m测一次， 如发现钻孔偏斜超过规定时， 应及时纠偏。 0122 此外， 在钻进过程应随时注意地层变化， 遇卵石钻进时， 应放慢钻进速度， 反复钻 进、 修整孔壁， 确保跟管顺利穿越卵石， 避免卡管， 导致套管断裂。 同时对跟管丝扣应加强检 查， 损坏的要及时更换， 重新加工， 以避免孔内丝扣断裂， 发生孔。

42、内事故。 0123 由于钻孔设备属于大型设备， 在设备使用中需加强维修保养， 本发明要求每30天 施工机组暂停施工， 对设备进行强制检查保养， 以使设备始终保持良好的状态， 并建立健全 大型设备的维修、 保养记录， 如有条件， 可以对每台大型设备建立维修， 保养电子台帐以便 于以后施工时有针对性进行设备检查。 0124 需要说明的是， 由于爆破孔对孔斜要求极高， 如果钻孔孔斜偏出防渗墙范围， 预爆 破将变得没有意义， 而目前潜孔钻机施工到70m基本能保证钻孔不偏出防渗墙， 而超过70m 则很难保证孔斜不偏出防渗墙， 因此爆破孔施工可以最深施工至70m左右， 70m以下部分的 孤石可以在后续防渗。

43、墙施工过程中进行孔内爆破处理。 0125 S12、 对爆破孔内的孤石进行破碎处理 0126 其中， 采用全液压钻机配置高频冲击器进行跟管钻进钻设爆破孔时， 一次钻进到 底， 并且， 在钻孔过程中， 要密切观察出渣及钻进情况， 根据潜孔钻钻进过程中钻进难度及 孔内返风情况详细记录爆破孔内孤石个数、 孤石所处位置和孤石尺寸， 并在完成钻孔后将 整孔孤石位置进行整理标注。 然后， 以整个爆破孔为基准， 计算出每个孤石中心在该爆破孔 内的深度， 并标注与深度相对应的孤石尺寸。 最后， 对爆破孔内的各孤石进行破碎处理。 0127 在爆破孔钻设完成并确定出相应孤石的位置与大小信息后、 对孤石正式爆破施工 。

44、前， 本发明还需进行现场模拟全孔爆破试验， 以确定爆破时药量控制参数。 0128 试验时， 本发明根据该地层内的直径大致相当且含量最多的孤石适当确定试验用 孤石直径， 并可根据实际情况确定试验的次数。 0129 其中， 本发明通过三次现场模拟全孔爆破试验， 试验数据分别如下： 0130 第一次试验： 钻孔深度为3m， 最大孤石直径为1.0m， 总装药量为5.4Kg， 平均装药量 为1.8Kg/m； 0131 第二次试验： 钻孔深度为5m， 最大孤石直径为2.0m， 总装药量为12.5Kg， 平均装药 说明书 8/12 页 11 CN 110644439 A 11 量为2.5Kg/m； 0132。

45、 第三次试验： 钻孔深度为10m， 最大孤石直径为3.0m， 总装药量为33Kg， 平均装药量 为3.3Kg/m。 0133 在每次现场爆破结束后， 立即进行开挖， 直观检查爆破效果， 发现前两次爆破后， 孤石虽破碎成块石及部分粉末， 但仍然存在大块块石， 而第三次爆破后， 孤石破碎成大小比 较均一的块石(块石直径在5cm-50cm之间， 且直径均一化较好， 即直径差不多的块石多)， 因 此， 结合具体地质情况及现场模拟试验结果， 最终确定本发明可采用装药量控制在23kg/ m之间， 优选的， 本实施例选用装药量为3kg/m。 0134 通过上述试验方法确定出破碎含量较多孤石所需的装药量之后，。

46、 将各炸药按照每 四节(共计1.2kg)用透明胶带捆扎(只捆扎固定一端)， 然后， 使用伸缩性较差的绑带如尼龙 绳绑扎炸药， 以绳索底部作为孔底第一个孤石中心绑扎炸药， 根据第一个孤石尺寸将相应 炸药绑扎位置向中心两端扩散。 确定好绑扎位置后在捆扎好的炸药中安放雷管， 将雷管线 在尼龙绳上缠绕固定， 并且用透明胶带将炸药二次固定。 从以绑扎第一个孤石中心位置量 取出同一爆破孔内上一个孤石中心位置并进行绑扎， 依次类推， 按照原来获取的各孤石位 置、 尺寸信息及相应炸药量， 绑扎相应炸药， 直到量取到爆破孔的孔口位置处， 做好标注。 0135 在完成整个爆破孔内所有炸药的绑扎后， 通过悬吊线依次。

47、从提前安放的PVC管内 下设炸药， 并在标注的孔口位置对悬吊线进行孔口绑扎固定， 下设完成后， 将爆破孔的导爆 线连接引出至引爆器， 待安全警戒完毕后进行爆破施工。 0136 需要说明的是， 对于个别的最大粒径超过10米的孤石， 需适当加大装药量， 另外， 可在进行防渗墙成槽时采用单独装药爆破的方法进行破碎。 当然， 若遇直径小于1米的孤 石， 也可适当减少装药量。 0137 所有爆破孔内孤石的处理都可按上述方法进行， 在此不再赘述。 0138 本发明在防渗墙施工前， 沿防渗墙槽孔轴线钻设一排爆破孔， 并对爆破孔内的所 有孤石进行爆破处理， 使孤石被破碎成小块块石， 从而将原来的孤石含量高的地。

48、层改善成 孤石含量低甚至无孤石、 只有均一的小块块石的地层， 有效防止大孤石使后续防渗墙成槽 造孔时孔斜超标、 成槽效率低下情况的发生， 保证防渗墙施工的进度与质量。 0139 S02、 将松散、 有架空现象的地层改造成稳定、 完整的地层 0140 本发明采用爆破处理的方法对孤石进行破碎处理后， 使地层不再存在大量孤石的 情况， 但由于原地层较松散， 爆破处理后的地层将会更加松散， 因此， 为了提高松散地层的 完整性、 稳定性， 本发明还采用了如图3所示的钻设灌浆孔并通过灌浆孔对松散地层灌浆的 方法来平整地层。 0141 S21、 钻设灌浆孔 0142 在孤石被破碎成均一块石后， 在堰塞体防渗。

49、墙轴线的上游和下游， 即在堰塞体防 渗墙轴线的两侧， 分别间隔钻设深度大于70米的一排上游灌浆孔(如图1中标记为YGS的各 孔)和一排下游灌浆孔(如图1中标记为YGX的各孔)。 灌浆孔距防渗墙轴线0.9m， 上、 下游灌 浆孔之间的排距为1.8m、 孔距为2.0m。 其中， 排距是指沿水流方向的间距， 孔距是指与水流 方向垂直方向的间距。 0143 钻设时， 根据现场施工地质情况， 以及现场设备允许的情况下， 钻设到最大深度 (至少超过70米)， 以尽可能的保证防渗墙的造孔质量及槽孔安全。 而灌浆孔的钻设方法可 说明书 9/12 页 12 CN 110644439 A 12 以采用爆破孔的上述。

50、风动潜孔钻跟管钻进的方法， 也可采用地质钻机泥浆护壁回转钻进的 方法， 在此不再赘述。 0144 需要说明的是， 在钻设灌浆孔的过程中， 应使上游灌浆孔和下游灌浆孔呈三角形 布置， 即， 如图1所示， 从爆破孔与灌浆孔的孔位布置图来看， 一个下游灌浆孔位于两个上游 灌浆孔之间， 一个上游灌浆孔位于两个下游灌浆孔之间。 上游灌浆孔和下游灌浆孔呈三角 形布置， 在灌浆时， 可以使灌浆液充分流入防渗墙两侧的松散地层内。 0145 S22、 向灌浆孔内灌浆 0146 在上游灌浆孔和下游灌浆孔钻设完成后， 采用拔管灌浆法对上、 下游灌浆孔进行 灌浆处理。 0147 其中， 采用拔管灌浆法对各灌浆孔进行灌。