CN102418337B - 一种新的灌浆法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新的灌浆法,该灌浆法是一种“自下而上、浆体封闭、高压脉动劈裂挤密灌浆法”工法。灌浆采用自上而下分段进行灌浆段钻孔,灌浆前先对灌浆段采用一种低强度快凝的封闭浆体进行封闭,灌浆时孔段内自下而上提升灌注(连续或间隔提升),并采用全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵,借助脉动瞬间高压促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器孔眼,自下而上连续对灌浆段按照规定的双控灌浆结束标准,实施均匀有效的控制性灌浆。本发明简单可行,浅层或局部弱面不容易产生重复劈裂,这样避免了无效灌注,减少了材料浪费,而且灌浆整体加固或防渗效果容易达到工程设计要求。

Description

一种新的灌浆法
技术领域
本发明涉及岩土工程地基处理灌浆领域,具体为一种新的灌浆法,主要适用于水电、堤防、市政等松软地基加固与防渗灌浆处理。
背景技术
目前国内外在松软地层地基加固与防渗灌浆工艺方法上主要有“袖阀管灌浆法”、“拔管灌浆法”、 “孔口封闭灌浆法”等工法。其中“袖阀管灌浆法”、“拔管灌浆法”灌浆前需先进行预埋花管或套管,从而在灌浆深度方面受到了一定的局限性。另外在灌浆压力方面由于受地层松软的特定条件限制,很难实施高压(大于3MPa)灌注。目前这两种工法主要用于对松软浅地基加固与防渗灌浆处理。而对于较深厚的松软地层加固与防渗灌浆,目前更多的是采用“孔口封闭灌浆法”。“孔口封闭灌浆法”即在灌浆孔口安装孔口管,采用孔口封闭、自上而下分段钻孔与灌浆,该工法由于灌浆全孔受压灌注,浅层或局部弱面容易产生低压重复劈裂,一方面无效灌注造成浆材浪费,另一方面全孔段仅局部低压受灌,灌浆整体加固或防渗效果很难达到工程设计要求。
本发明提供了一种“自下而上、浆体封闭、高压脉动劈裂挤密灌浆”工法。灌浆采用自上而下分段进行灌浆段钻孔、灌浆前先对灌浆孔段采用一种低强度快凝封闭浆体进行封闭,灌浆时孔段内自下而上提升灌注(连续或间隔提升),并采用专用全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵,借助脉动瞬间高压促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器孔眼自下而上连续对灌浆段实施均匀有效地控制性灌浆,浅层或局部弱面不容易产生重复劈裂,这样避免了无效灌注,减少了材料浪费,而且灌浆整体加固或防渗效果容易达到工程设计要求。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种新的灌浆法,以解决上述背景技术中的缺点。这种新的灌浆法避免了无效灌注,减少了材料浪费,而且灌浆整体加固或防渗效果容易达到工程设计要求。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种新的灌浆法,包括以下施工步骤:
(1)灌浆段钻孔:自上而下分段进行灌浆段钻孔;
(2)灌浆段浆体封闭:灌浆前先对灌浆段灌入封闭浆体进行封闭;
(3)间隔或连续提升:对灌浆段分段灌浆过程中,配合灌浆进行自下而上灌浆管回转间隔或连续提升,提升间隔段长为0.1-0.5m;
(4)高压脉动劈裂挤密灌浆:采用脉动瞬间高压大于3MPa的全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵,促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器孔眼对每一间隔段实施高压脉动劈裂挤密灌注;
(5)间隔段灌浆结束:每一间隔段灌浆结束的标准是指至少满足下列条件之一:
a、该灌浆提升间隔段达到设计单位最大灌入量时,且脉动灌浆压力大于该灌浆间隔提升段最小设计脉动压力时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
b、该灌浆提升间隔段达到设计最大脉动灌浆压力,且灌入量大于该灌浆间隔提升段最小设计单位灌入量时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
(6)封孔:当最后一间隔段的灌浆结束后,对孔口进行封孔灌浆。
优选地,所述分段钻孔段长为10m-30m,所述封闭浆体呈硬塑状,其凝固时间为8-15min,抗压强度为0.8-1.2MPa。所述全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵的最大脉动灌浆压力大于10MPa,脉动泵量大于100L/min。
本发明的主要技术参数如下所示:
(1) 灌浆分段与钻孔
a、灌浆钻孔分段可结合地层条件及设备、机具能力确定,采取全孔一次钻孔或自上而下每10m—30m作为一个灌浆段长,遇特殊地质段,灌浆段长可结合地质缺陷处理确定。
b、灌浆段内灌浆提升间隔可根据地层条件结合孔深确定,一般为0.1—0.5m。
c、灌浆钻孔可结合地层条件采用地质回转钻机、金刚石或硬质合金钻具组钻进、泥浆冲洗液护壁钻进工艺。
(2)浆液类型与浆液配比
浆液类型与浆液配比主要根据工程性质依据设计要求进行,本工法灌浆浆液类型主要有纯水泥浆液、粘土水泥浆液等,浆液配比一般可参照各行业现行灌浆规范采用由稀到浓的不同浆液配比,也可采用膏状浆液(塑性屈服强度:>20Pa)或稳定浆液(浆液粘度:马氏漏斗粘度<35s)进行灌注。
(3)质量标准与检查
a、灌浆质量标准主要依据灌浆工程性质与目的由设计制定。固结灌浆质量标准一般为灌浆后基础承载力标准、物探波速与均一性标准等;防渗灌浆质量标准主要为灌浆后基础渗透系数标准。
b、质量检查方法主要依据设计质量标准一般采用钻孔原状取样力学试验、钻孔物探声波测试、静载或动载荷试验、钻孔水文地质试验等。
有益效果
本发明借助脉动瞬间高压促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器孔眼自下而上连续对灌浆段实施均匀有效地控制性灌浆,浅层或局部弱面不容易产生重复劈裂,这样避免了无效灌注,减少了材料浪费,而且灌浆整体加固或防渗效果容易达到工程设计要求。
附图说明
     图1为一种新的灌浆法的工法示意图。
     其中:1、全液压无级调速高压脉动灌浆泵;2、全液压动力头钻机;3、封闭浆体;4、网状劈裂挤密灌浆体;5、袖阀灌浆器;6、间隔段;7、浆体封闭段。
    图2为一种新的灌浆法的施工流程图。
具体实施方式
下面举例对本发明进行详细阐述。
 参见图1,一种新的灌浆法的工法示意图,一种新的灌浆法需要的主要设备、机具如下:
1)用于钻孔与灌浆提上的全液压动力头钻机2,其最大扭矩和提拔力一般可结合灌浆孔深进行选型;
2)用于拌制各种配比或稳定浆液或膏状浆液的制浆设备;
3)用于钻孔泵送冲洗液的配套泥浆泵;
4)用于灌浆的专用全液压无级调速高压(大于10MPa,脉动泵量大于100L/min)脉动灌浆泵1;
5)用于灌浆记录与灌浆结束标准控制的灌浆记录仪器;
6)用于钻孔的各种配套钻具组;
7)用于灌浆的各种配套灌浆管路与灌浆袖阀灌浆器5,袖阀灌浆器5,即用于本工艺灌浆单向出浆的专用灌浆头,可以灌注出网状劈裂挤密灌浆体4,其作用主要控制灌浆过程中起卸灌浆管时,地层弹性变形产生的孔内浆液有压返浆。
参见图1和图2,一种新的灌浆法的工法示意图和施工流程图,一种新的灌浆法,包括以下施工步骤:
(1)灌浆段钻孔:做好钻孔灌浆准备后,自上而下分段进行灌浆段钻孔,分段钻孔长为20m。
(2)灌浆段浆体封闭:钻孔完毕后,下入袖阀灌浆器5,在灌浆前先对灌浆段灌入封闭浆体3进行封闭,形成浆体封闭段7。
(3)间隔或连续提升:灌入封闭浆体3约50min后,确定封闭浆体3的强度足够,而后对灌浆段分段灌浆,在此过程中配合灌浆进行自下而上灌浆管回转间隔或连续提升,提升间隔段6长为0.1-0.5m;灌浆采用高压脉动劈裂挤密灌浆,即采用脉动瞬间高压大于3MPa的全液压无级调速高压脉动灌浆泵1,促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器5孔眼对每一间隔段6实施高压脉动劈裂挤密灌注。
(4)间隔段灌浆结束:每一间隔段6灌浆结束的标准是指至少满足下列条件之一:
a、该灌浆提升间隔段达到设计单位最大灌入量时,且脉动灌浆压力大于该灌浆间隔提升段最小设计脉动压力时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
b、该灌浆提升间隔段达到设计最大脉动灌浆压力,且灌入量大于该灌浆间隔提升段最小设计单位灌入量时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
(5)每个间隔段的灌浆过程都重复以上步骤(3)和(4)。当每个间隔段都灌浆完成后,本灌浆段灌浆结束,灌浆结束后进行封孔灌浆。
完成本灌浆段的灌浆后可重复上述操作步骤,进行下一段的灌浆段灌浆。
上述新的灌浆法的主要技术参数如下所示:
(2) 灌浆分段与钻孔
a、灌浆钻孔分段可结合地层条件及设备、机具能力确定,采取全孔一次钻孔或自上而下每10m—30m作为一个灌浆段长,遇特殊地质段,灌浆段长可结合地质缺陷处理确定。
b、灌浆段内灌浆提升间隔可根据地层条件结合孔深确定,一般为0.1—0.5m。
c、灌浆钻孔可结合地层条件采用地质回转钻机、金刚石或硬质合金钻具组钻进、泥浆冲洗液护壁钻进工艺。
(2)浆液类型与浆液配比
浆液类型与浆液配比主要根据工程性质依据设计要求进行,本工法灌浆浆液类型主要有纯水泥浆液、粘土水泥浆液等,浆液配比一般可参照各行业现行灌浆规范采用由稀到浓的不同浆液配比,也可采用膏状浆液(塑性屈服强度:>20Pa)或稳定浆液(浆液粘度:马氏漏斗粘度<35s)进行灌注。
(3)质量标准与检查
a、灌浆质量标准主要依据灌浆工程性质与目的由设计制定。固结灌浆质量标准一般为灌浆后基础承载力标准、物探波速与均一性标准等;防渗灌浆质量标准主要为灌浆后基础渗透系数标准。
b、质量检查方法主要依据设计质量标准一般采用钻孔原状取样力学试验、钻孔物探声波测试、静载或动载荷试验、钻孔水文地质试验等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点,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效物界定。

Claims (4)

1.一种新的灌浆法,其特征在于,包括以下施工步骤:
(1)灌浆段钻孔:自上而下分段进行灌浆段钻孔;
(2)灌浆段浆体封闭:灌浆前先对灌浆段灌入封闭浆体进行封闭;
(3)间隔或连续提升:对灌浆段分段灌浆过程中,配合灌浆进行自下而上灌浆管回转间隔或连续提升,提升间隔段长为0.1-0.5m;
(4)高压脉动劈裂挤密灌浆:采用脉动瞬间高压大于3MPa的全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵,促使灌浆浆液通过袖阀灌浆器孔眼对每一间隔段实施高压脉动劈裂挤密灌注;
(5)间隔段灌浆结束:每一间隔段灌浆结束的标准是指至少满足下列条件之一:
a、该灌浆提升间隔段达到设计单位最大灌入量时,且脉动灌浆压力大于该灌浆间隔提升段最小设计脉动压力时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
b、该灌浆提升间隔段达到设计最大脉动灌浆压力,且灌入量大于该灌浆间隔提升段最小设计单位灌入量时,可结束该灌浆提升间隔段灌浆;
(6)封孔:当全孔的最后一间隔段的灌浆结束后,对孔口进行封孔灌浆。
2.根据权利要求1所述的新的灌浆法,其特征在于,所述分段钻孔段长为10m-30m。
3.根据权利要求1所述的新的灌浆法,其特征在于,所述封闭浆体呈硬塑状,其凝固时间为8-15min,抗压强度为0.8-1.2MPa。
4.根据权利要求1所述的新的灌浆法,其特征在于,所述全液压无级调速高压脉动灌浆泵或单作用机械高压脉动灌浆泵的最大脉动灌浆压力大于10MPa,脉动泵量大于100L/min。
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