一种深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水利水电工程领域，尤其涉及一种深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法。
【背景技术】
[0002]随着国内水利水电工程、轨道交通工程、市政工程建设的快速发展，基础处理领域迅速得到拓展，处理范围、深度、地层结构呈现复杂化、多元化，其中以水利水电工程深厚覆盖层地基防渗灌浆加固处理最为复杂。目前，深厚覆盖层处理，国内一直沿用基岩灌浆处理工艺，即边钻边灌、自上而下、分段施工法，该工法用于处理以堆石体、砂砾为主的深厚覆盖层存在以下缺陷:孔斜难以控制，造成钻孔的成孔率低，导致重复施工、磨损严重、施工成本增加、进度缓慢；由于浆液的灌入量难以控制，导致难以精准分辨出渗漏部位；每次灌浆重复劈裂已灌注的上部地层，容易引起地表发生抬动，灌浆质量难以保证。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法，可有效避免孔故率的发生，精确控制浆液灌入量，保证灌浆质量和施工进度的前提下，大大提高施工效率，有效减少原材料使用量，节约成本。
[0004]为了实现本发明的上述目的，提供以下技术方案:
[0005]一种深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法，包括以下步骤:安装好钻孔设备，实现跟管钻进一次成钻孔，利用同步下放到钻孔内的跟管形成作业孔；在所述作业孔内安装套阀管组件；向套阀管组件与跟管之间的环状间隙中灌注套壳浆料，直到套壳浆料从孔口溢出，以便将套阀管组件固定在作业孔中间；在灌注套壳浆料之后，从钻孔中取出所述跟管，使所述套壳浆料与地层接触；在所述套壳浆料未完全凝结之前，通过将灌浆塞自下而上分段卡塞至套阀管组件内，将灌浆浆料从套阀管组件的出浆孔经由套壳浆料横向灌入地层内；其中，在将灌浆浆料灌入地层内期间，通过灌注不同浓度灌浆浆料，实施可控复合灌浆；其中，所述深厚覆盖层孔深多55m，孔径多127mm。
[0006]优选的，所述实现跟管钻进一次成钻孔，利用同步下放到钻孔内的跟管形成作业孔的步骤包括:通过采用至少两种钻具交替进行跟管钻进一次成钻孔作业，形成由下放的跟管围成的作业孔；其中，在所述的采用至少两种钻具交替进行跟管钻进一次成钻孔作业期间，下放至少两种材质的跟管。
[0007]优选的，所述钻具选择偏心钻和同心钻在不同地层深度交替使用，包括:当所述钻孔深度彡1m时，选择偏心钻钻进；当所述钻孔深度> 1m且彡30m时，选择同心钻钻进；当所述钻孔深度> 30m且< 55m时，选择偏心钻钻进；所述跟管材质选择包括:位于所述钻孔最底层的两根跟管选用经过调质热处理的钢材，连接在所述最底层的两根跟管以上的跟管选用微合金化的非调质钢。
[0008]优选的，所述套阀管组件由连接在一起的多根套阀管构成，所述连接在一起的多根套阀管上每间隔一个预定距离设置一个出浆环，所述多根套阀管由用于安置在深厚覆盖层孔底的底部套阀管和连接在所述底部套阀管上方的数根普通套阀管组成，所述底部套阀管和普通套阀管包括:套阀基管；设置在所述套阀基管上的所述出浆环；其中，所述底部套阀管和位于其上方的普通套阀管以及普通套阀管之间通过连接插口焊接在一起。
[0009]优选的，每个所述出浆环包括:沿所述套阀基管周向布置的多个出浆孔；包裹所述多个出浆孔的弹性箍圈；缠绕在所述弹性箍圈上下两端并用于将所述弹性箍圈固定在所述套阀基管上的固定带。
[0010]优选的，向套阀管组件与跟管之间的环状间隙灌注套壳浆料采用灌料双塞进行分段灌注，其步骤包括:在跟管钻进和下设套阀管组件完成以后，将灌料双塞卡至套阀管组件底部，使套阀管组件底部的一个出浆环位于灌料双塞的两个膨胀塞之间，从位于两个膨胀塞之间的注料口注入套壳浆料，套壳浆料在高压作用下迫使所述套阀管组件底部的一个出浆环开环，并从所述出浆环的出浆孔射入到跟管和套阀管组件之间的环状间隙内；当套壳浆料从所述套阀管组件底部的一个出浆环射出并在跟管和套阀管组件之间的环状间隙上升到一定高度，将灌料双塞卡至套阀管组件中部，使套阀管组件中部的一个出浆环位于灌料双塞的两个膨胀塞之间，从位于两个膨胀塞之间的注料口注入套壳浆料，套壳浆料在高压作用下迫使所述套阀管组件中部的一个出浆环开环，并从所述出浆环的出浆孔射入到跟管和套阀管组件之间的环状间隙内；当套壳浆料从所述套阀管组件中部的一个出浆环射出并在跟管和套阀管组件之间的环状间隙上升到一定高度，将灌料双塞卡至套阀管组件上部，使套阀管组件上部的一个出浆环位于灌料双塞的两个膨胀塞之间，从位于两个膨胀塞之间的注料口注入套壳浆料，套壳浆料在高压作用下迫使所述套阀管组件上部的一个出浆环开环，并从所述出浆环的出浆孔射入到跟管和套阀管组件之间的环状间隙内，直到钻孔孔口溢出符合浓度要求的套壳浆料原浆液为止。
[0011]优选的，所述的从钻孔中取出所述跟管，使所述套壳浆料与地层接触的步骤包括:从钻孔中取出所述跟管期间，不断向钻孔内注入套壳浆料，使套壳浆料填充到取出所述跟管后形成的孔隙中。
[0012]优选的，所述通过灌注不同浓度灌浆浆料，实施可控复合灌浆的步骤包括:按照水泥浆液、混合稳定浆液以及膏状浆液的顺序逐次变浆灌注。
[0013]优选的，所述按照水泥浆液、混合稳定浆液以及膏状浆液的顺序逐次变浆灌注的步骤为:按照正常比级由稀到浓逐级变浆灌注水泥浆液；当灌注水泥浆液存在强渗漏时，则改用混合稳定浆液按照正常比级由稀到浓逐级变浆进行灌注；当灌注混合稳定浆液存在强渗漏时，则改用膏状浆液按照正常比级由稀到浓逐级变浆进行灌注。
[0014]优选的，在将不同浓度的灌浆浆料灌入地层期间，实时检测灌浆压力，当通过实时检测灌浆压力，确定所灌注的不同浓度灌浆浆料存在强渗漏时，进行双液灌浆作业，所述双液灌浆作业包括:将包含水泥浆液灌浆管和水玻璃灌浆管的双液灌浆塞安装到套阀管组件内；利用所述水泥浆液灌浆管，首先灌注一定量的水泥浆液；灌注完一定量的水泥浆液以后，经由位于水泥浆液灌浆管内部的水玻璃灌浆管开始灌注水玻璃，并持续灌注水泥浆液，使水玻璃与水泥浆液汇合后灌入到地层。
[0015]本发明的有益效果体现在以下方面:
[0016]1、本发明根据地层情况及钻孔深度，选择适宜的钻具及跟管材质相互交替搭配使用，实现跟管钻进一次成孔，可大大提高跟管钻进的施工功效，有效减免孔故率的发生，降低了施工成本，保证施工顺利完成；
[0017]2、本发明采用套阀管法可控复合灌浆技术，根据地层特点在同个套阀管内采用不同的灌浆材料，选用不同的灌浆参数进行复合灌浆，通过控制性调节，在保证灌浆质量前提下，能有效减少原材料使用量，节约施工成本，降低工程造价；
[0018]3、本发明采用分段卡塞灌浆技术，能精准分辨施工部位地层结构的渗漏情况，为准确处理好该部位提供施工依据。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的用于深厚覆盖层的套阀管组件的结构示意图；
[0020]图2a是连接插口的制作过程图:
[0021]图2b是套阀基管之间的连接关系图；
[0022]图3是出浆环的细节结构图；
[0023]图4是位于孔底的底部套阀管的形成结构图；
[0024]图5是本发明的双层胶囊式灌浆塞的结构示意图；
[0025]图6是本发明双液灌浆塞的结构示意图；
[0026]图7是本发明的跟管起吊提引装置的结构示意图；
[0027]图8是跟管的结构示意图。
[0028]附图标记说明:10_套阀基管；11-底部套阀管；12-普通套阀管；2-出浆环；21-出浆孔；22_弹性箍圈；23_固定带；3_连接插口 ；31_切缝；4_进浆管；41_进浆口 ；42-出浆口 ；51_膨胀胶囊；52-保护胶囊；53-紧固圈；61_进水口 ；62_卡套接头；7-水泥浆液灌浆管；71_膨胀卡塞；8_水玻璃灌浆管；81-PVC管；91_跟管；911_外螺纹；92_提引套管；921-内螺纹；93_提手。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供一种深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法，包括以下步骤:安装好钻孔设备，实现跟管钻进一次成钻孔，利用同步下放到钻孔内的跟管形成作业孔；在作业孔内安装套阀管组件；向套阀管组件与跟管之间的环状间隙中灌注套壳浆料，直到套壳浆料从孔口溢出，以便将套阀管组件固定在作业孔中间；在灌注套壳浆料之后，从钻孔中取出所述跟管，使套壳浆料与地层接触；在套壳浆料未完全凝结之前，通过将灌浆塞自下而上分段卡塞至套阀管组件内，将灌浆浆料从套阀管组件的出浆孔经由套壳浆料横向灌入地层内；其中，在将灌浆浆料灌入地层内期间，通过灌注不同浓度灌浆浆料，实施可控复合灌浆。
[0030]其中，本发明深厚覆盖层套阀管法可控灌浆方法通过对