CN101705788B - 一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，即是通过一种防喷塞的掩护，将钻头、钻杆、锚具、锚筋等封闭在钻孔内，也就是把他们控制在止水帷幕内。防喷塞的外缘与止水帷幕上的钻孔壁通过快凝材料紧密结合在一起，钻杆从防喷塞进入到止水帷幕的后面，从而将孔内水土流失的通道给封堵起来。为了控制在高压旋喷或注浆过程中产生较高压力对周边环境的影响以及对止水帷幕及围护结构的影响，也为了使部分被置换水土能及时从内部排出，我们还在防喷塞中设置了一个泄压管来控制排出量。通过在粉土、粉砂等具有高水压的粉性土砂性土地层中施工应用，取得了很好的工程效果，产生了良好的社会与经济效益。

Description

一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程中对软弱岩土加固和支护的一种施工技术，尤其是在高水位下的粉土、砂质粉土、粉砂、细砂、砂砾等地层中，斜向钻孔并防止流水喷砂的施工技术。

背景技术

在高水位下的粉土、砂质粉土、粉砂、细砂、砂砾等地层中，通过斜向钻孔旋喷或搅拌加固，或施工锚杆、土钉，或注浆加固，或施工斜锚桩时，常常在钻穿止水帷幕后，在水压力的作用下出现大量的流水喷砂现象，造成对被加固或支护边坡周边环境的危害。随着基坑开挖深度越来越大、地下水压力也越来越高，迫切需要解决能控制斜向钻孔防喷的施工难题。

在较高的水压作用下，一旦钻穿止水帷幕，止水帷幕后的水、土、砂便沿着钻孔壁与钻杆的间隙，向外挤出或喷射，如不能及时控制，则很快便引起地层的沉陷，从而危及临近建筑物、构筑物及道路管线的安全，同时外流的水土将注入的浆液带走，从而影响支护与加固效果。

目前，在水压力较低时，采用小钻头和一次性钻杆的施工方法，以减少钻孔与钻杆之间的间隙，可以减少水土流失，勉强能在一些水压力较低、周边环境要求较低的地区使用。但是这种施工方法仍不能有效控制水土流失，和地面的沉降难题。当水压力较大时，水、土、砂及浆液沿着钻孔壁与钻杆的间隙，向外挤出的压力也很大，浆液随水土的流失将很快、流量很大，注浆或旋喷的效果也就无法保证了，这不仅很快危及临近建筑物、构筑物及道路管线的安全，而且对施工人员和施工设备产生危险。可以说，目前还没有更有效的施工方法来控制斜向钻孔的水土流失问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的问题，提供一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，在具有较高水压的流砂地层中斜向钻孔，可以控制漏水喷砂。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，包括以下步骤：

1、制作防喷塞

根据止水帷幕的厚度、开孔钻头的直径、锚锭板的尺寸、锚筋的数量和直径、钻杆的直径，确定防喷塞的尺寸及端板上开孔的直径和数量，加工一定数量的防喷塞。

2、钻件组装

将防喷塞与锚固件、钻杆与钻头组装在一起，放在需支护与加固钻孔的位置旁边。

3、初钻孔

用开孔钻头在止水帷幕上相应位置按设计角度开孔，钻穿止水帷幕2/3左右。

4、防喷塞安装

抽出钻具，将准备好的防喷塞、锚固件、钻杆、钻头安装到第三步骤中钻出的钻孔中。

5、防喷塞密封

将防喷塞的外壁与止水帷幕上开孔的内壁压紧，使防喷塞外缘弹性密封垫层与止水帷幕上钻孔孔壁紧密结合在一起，并用压紧托架固定住。

6、继续钻孔

将防喷塞中的钻杆与钻机安装在一起，沿设计方向向前钻进到设计的位置，钻进中可以高压旋喷浆液，或注浆，并同时将需要插入的锚筋、锚锭板等徐徐带入到钻孔中。在钻进过程中，通过防喷塞内的压力调控管控制钻孔内的压力和钻进时需置换返出的水、土数量。

7、回退钻杆，防喷塞封闭

钻进到位后，回退钻杆，在退出钻杆临近防喷塞出口时将防喷塞封闭。

其中上述步骤中，防喷塞为圆柱形筒体，采用水泥基凝胶材料加工而成，防喷塞可以预制或者现塑。

在第7步骤中，防喷塞中部设置有封口管，在退出钻杆临近防喷塞出口时，拉出封口管后，扎紧封口管。

在第7步骤中，在退出钻杆临近防喷塞出口时，用准备好的木塞，把防喷塞出口塞紧。

防喷塞中部具有一可让钻杆通过的钻杆孔，钻杆空的旁边设置有一水土置换控制孔，防喷塞上还均布有锚筋孔。

有益效果，本发明所述的施工方法，有效的解决了斜向钻孔中流水喷砂的难题。且施工方法简单，防喷效果好，省时省力。使原被否定的主动支护与加固技术得到了广泛的应用，产生了良好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明所述的防喷塞剖面结构示意图；

图2为图1的A向结构示意图；

图3为本发明所述的钻件装配结构示意图；

图4为本发明所述的钻件初钻孔结构示意图；

图5为本发明所述的防喷塞安装和密封结构示意图；

图6为本发明所述的钻件钻孔全程结构示意图；

图7为本发明所述的防喷塞封闭结构示意图。

其中：1防喷塞筒体、2水土置换控制孔、3钻杆孔、4锚筋孔、13钻杆、14锚固件、15防喷塞、16钻头、17钻机、18钻孔、19止水帷幕、20围护结构、21自然地面、22压力调控管、23压紧托架、24粉土、砂性地层、25木塞、26扎紧环

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参看图1和图2

防喷塞结构为圆筒形，防喷塞筒体1的中心设置有一钻杆孔3，钻杆孔3用于是钻杆进出。防喷塞筒体1上钻杆孔3的旁边有一水土置换控制孔2，水土置换控制孔用于控制钻孔内部的水土置换量和钻孔内压。另外防喷塞筒体1上还均布有锚筋孔4，锚筋孔4用于将穿过锚筋。锚筋孔4可以根据需要进行设置一定数量，如果三个锚筋孔4。防喷塞筒体1主要采用水泥基凝胶材料来加工。防喷塞筒体1可以预制或者现塑。

防喷塞主要用于在斜向钻孔施工中，防止流水喷砂而使用，钻孔施工步骤如下：

1、制作防喷塞

根据止水帷幕的厚度、开孔钻头的直径、锚锭板的尺寸、锚筋的数量和直径、钻杆的直径，确定防喷塞的尺寸及端板上开孔的直径和数量，加工一定数量的防喷塞。

2、钻件组装

参看图3，将防喷塞15与锚固件14、钻杆13与钻头16组装在一起，放在需支护与加固钻孔的位置旁边。这里的锚固件14为钢筋、锚索。如果只是注浆或旋喷加固，则不需要装上锚固件。

3、初钻孔

参看图4，用开孔钻头16在止水帷幕19上相应位置按设计角度开孔，钻穿止水帷幕的2/3左右。止水帷幕19的内侧为维护结构20，钻头16从维护结构20侧开始钻起。可以看出，钻杆13前端的钻头16低于自然地面21，钻杆13的后端为驱动钻杆13转动的钻机17，钻出的钻孔为18。

4、防喷塞安装

参看图5，抽出钻具，将准备好的防喷塞15、锚固件14、钻杆13、钻头16安装到第三步骤中钻出的钻孔18中。

5、防喷塞密封

继续参看图5，将防喷塞15的外壁与止水帷幕19上的开孔18的内壁压紧，使防喷塞15外缘弹性密封垫层与止水帷幕上钻孔孔壁紧密结合在一起，并用压紧托架23固定住。密封过程中可以使用快速凝固剂密封。

6、继续钻孔

参看图6，将防喷塞15中的钻杆13与钻机17安装在一起，沿设计方向向前钻进到设计的位置，钻进中可以高压旋喷浆液，或注浆，并同时将需要插入的锚筋、锚锭板等徐徐带入到钻孔中。在钻进过程中，通过防喷塞15内的压力调控管22控制钻孔内的压力和钻进时需置换返出的水、土数量。钻孔所在的土层为粉土、砂性地层24。压力调控管22穿过防喷塞筒体1内的水土置换控制孔2(此处再结合参看图1和图2)。

7、回退钻杆，防喷塞封闭

参看图7，钻进到位后，回退钻杆13，在退出钻杆13临近防喷塞15出口时将防喷塞封闭。防喷塞15中部设置有封口管25，在退出钻杆临近防喷塞出口时，拉出封口管25后，用扎紧环26扎紧封口管25；或者在退出钻杆13临近防喷塞15出口时，用准备好的木塞，把防喷塞出口塞紧。

最后等待钻孔内水泥浆初凝后，将锚筋张拉锁定。

本发明有效的解决了斜向钻孔中流水喷砂的难题。且施工方法简单，防喷效果好，省时省力。使原被否定的主动支护与加固技术得到了广泛的应用，产生了良好的经济效益。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、制作防喷塞

根据止水帷幕的厚度、开孔钻头的直径、锚锭板的尺寸、锚筋的数量和直径、钻杆的直径，确定防喷塞的尺寸及端板上开孔的直径和数量，加工一定数量的防喷塞；防喷塞中部具有一可让钻杆通过的钻杆孔，钻杆孔的旁边设置有一水土置换控制孔，防喷塞上均布有锚筋孔，压力调控管穿过防喷塞筒体内的水土置换控制孔，防喷塞为圆柱形筒体，采用水泥基凝胶材料加工而成，防喷塞为预制或者现塑；

2)、钻件组装

将防喷塞与锚固件、钻杆与钻头组装在一起，放在需支护与加固钻孔的位置旁边；

3)、初钻孔

用开孔钻头在止水帷幕上相应位置按设计角度开孔；

4)、防喷塞安装

抽出钻具，将准备好的防喷塞、锚固件、钻杆、钻头安装到第三步骤中钻出的钻孔中；

5)、防喷塞密封

将防喷塞的外壁与止水帷幕上开孔的内壁压紧，使防喷塞外缘弹性密封垫层与止水帷幕上钻孔孔壁紧密结合在一起，并用压紧托架固定住；

6)、继续钻孔

将防喷塞中的钻杆与钻机安装在一起，沿设计方向向前钻进到设计的位置，钻进中采用高压旋喷浆液，并同时将需要插入的锚筋、锚锭板徐徐带入到钻孔中，在钻进过程中，通过防喷塞内的压力调控管控制钻孔内的压力和钻进时需置换返出的水、土数量；

7)、回退钻杆，防喷塞封闭

钻进到位后，回退钻杆，在退出钻杆临近防喷塞出口时将防喷塞封闭。

2.根据权利要求1所述的一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，其特征在于，在步骤3)中，开孔钻穿止水帷幕2/3左右。

3.根据权利要求1所述的一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，其特征在于，在第7)步骤中，防喷塞中部设置有封口管，在退出钻杆临近防喷塞出口时，拉出封口管后，扎紧封口管。

4.根据权利要求1所述的一种防喷塞掩护斜向钻孔的施工方法，其特征在于，在第7)步骤中，在退出钻杆临近防喷塞出口时，用准备好的木塞，把防喷塞出口塞紧。

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