CN107747312B - 一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法，包括，(1)钻孔及跟管钻进下入护壁套管；(2)下入灌浆管管路；(3)安装孔口阻塞器；(4)按灌浆程序采取适宜水灰比开灌、变浆直至灌浆结束；(5)灌浆施工。本发明的有益效果为：解决了花管进入砾石地层的问题。埋入深度可控，相比插打法容易；防止了拔出套管过程中，砂砾石地层坍塌，造成花管堵塞问题，解决了砂砾石地层不能有效注浆的问题；简化了止浆塞安装操作难度；对灌浆扩散半径影响较小；克服了工艺缺陷，灌浆质量可靠；适用于任意砂砾石地层，不需要工艺试验即可实施，尤其对地层复杂的地区具有十分明显的优势。

Description

一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法。

背景技术

1砂砾石地层钻孔灌浆的主要方法，目前国内外对砂砾石地层进行灌浆施工时，通常采取的办法主要有如下几种：1)插打花管灌浆；2)套管跟进护壁、自下而上(自上而下)分段压塞灌浆；3)泥浆固壁、自上而下分段、孔口封闭灌浆；4)预埋花管灌浆等。

2砂砾石地层灌浆施工的主要方法及原理如下：

2.1插打花管灌浆：

插打花管灌浆就是将带有花管的厚壁无缝钢管直接打入受灌地层中，利用它直接接入输浆管路进行灌浆，其主要施工方法如下：在花管底部焊接锥形钻头后，采取击打或风钻旋转推送等方式将花管送至设计底高程，然后利用花管对砂砾石地层进行冲洗，将花管口处的杂物及砾石层内的污物冲洗出孔口，并保证花管与砂砾石层的畅通，冲洗完成后，采用灌浆泵进行压力灌浆。灌浆采取自下而上方式，即灌完一段后，拔起一段套管，灌注上一段，重复拔管和灌浆直至砂砾石层基础灌浆结束。该施工式主要用于砂砾石较浅、结构松散、颗粒不大、便于插打花管和起拔的地层。

2.2套管跟进护壁、自上而下(或自下而上)分段压塞灌浆

套管跟进护壁、自上而下止分段压塞灌浆采取的方式为钻孔至一定孔深后，采取跟管钻进下入护壁套管。或者先采取跟管钻进将护壁套管送至一定深度后，再采取取芯方式掏除管内的砂砾石，直到套管下到灌浆分段深度。钻孔及套管施工结束后，将钻孔冲洗干净，下入灌浆管，将套管底部拔至第一灌浆段顶部，在套管底部安装好止浆塞，对第一段进行灌浆。灌浆也可采取自下而上方式，即先采取套管跟进钻至设计灌浆孔深，由下而上，灌完一段后，拔起一段套管，再灌注上一段，重复拔管和灌浆至直砂砾石层基础灌浆结束。该方案适用于埋藏较深的砂砾石地层。

2.3泥浆固壁、自上而下分段、孔口封闭灌浆

泥浆固壁、自上而下分段、孔口封闭灌浆采取自上而下灌浆方式，即完成一段钻孔后，即时对该段进行灌浆。钻孔采用泥浆固壁，即用粘土浆或最稀一级水泥黏土浆固壁。灌浆分段长度根据孔壁稳定、砂砾石层渗透程度确定，灌浆段长一般为1～3m，容易坍孔和渗漏严重的地层取下限1m长，必要时，段长缩短至0.5m。灌浆采取孔口封闭孔内循环方式，利用钻杆进行灌浆。该方案适用于砾石含量较大，通过灌浆后钻孔孔壁稳定不易坍塌的砂砾石地层。

2.4预埋花管灌浆

预埋花管法采取在钻孔内下入带有出浆孔的花管作为灌浆管，花管与孔壁间注入填料，然后在灌浆管内置双层灌浆塞进行分段灌浆。其施工程序为钻孔→清洗→下花管→下填料→待凝→下塞→开环→灌浆。

钻孔采用用泥浆固壁或下套管固壁方式，一次钻至设计孔深，钻孔结束后立即清洗，将孔内残留物捞净。采用泥浆固壁方式钻孔时，须将固壁泥浆更换为新鲜泥浆，然后下入花管并立即注入填料；采取套管护壁钻孔方式施工时，应采取清水清洗干净，然后在套管内下花管，在套管与花管间灌注填料，边灌注填料边起拔套管，直到全孔充满填料套管全部拔出。

填料由孔口通过钻杆或铁管压送到孔底逐渐上升到充满全孔。

花管通常用直径75～110mm无缝钢管或特制塑料管制成，每隔30～50cm钻一排环状出浆孔，外套橡皮箍，花管管底封死后，用钻机或吊机将花管吊放到孔内，必要时可在花管内填入细砂增加自重，以方便均匀下沉。

花管和孔壁之间环状空间采用水泥和黏土混合浆液填料充填，为防止浆液沿管壁向上流动，保证灌浆质量，填料要求具有析水性低、稳定性好、在水下凝结收缩小、早期强度增长快、后期强度增长慢、结石有脆性等性能。填料配合比及有关参数可在下述范围内选用：

水泥∶黏土＝1∶2～1∶3；干料∶水＝1∶1～1∶3；浆体密度1135～1136；粘度25～30s；结石强度R7＝0.1～0.2MPa；R28≤5～6MPa。

孔壁填料待凝5～15d后，即进入开环灌浆阶段：在花管内下入双层灌浆塞，用灌浆泵压送稀浆或清水，对管内灌浆段施压，逐渐加压至开环为止(即浆或清水耗量突然大增，压力突然降低)，开环后持续压水或稀浆，使通道畅通，一般采用最大灌浆压力，视具体条件掌握压入时间≥5～10min。开环后即可灌浆，每环作一个灌浆段单独灌浆。

3施工中存在的问题分析：

3.1插打花管灌浆存在的局限性，插打花管灌浆利用带有花管的厚壁无缝钢管直接打入受灌地层中，采取自下而上方式，灌完一段后，拔起一段套管，灌注上一段，重复拔管和灌浆直至结束砂砾石层基础灌浆。该施工方式存在如下局限性：

1)采用的花管直径比较小，灌浆压力在砂砾石中的衰减较快，浆液的扩散半径受到限制，使得砂砾石灌浆钻孔间距过小，增大工程成本。选择小直径花管的原因在于：其一，花管直径小，花管与砂砾石接触摩擦面积小，减小了花管与砾石层的摩阻力，便于插打；其二，花管直径小，花管挤压砂砾石地层的体积小，花管挤入砂砾石地层的压力小，从而减小了砂砾石作用在花管上的反作用力，使花管与砂砾石地层的摩阻力变小，可以使用较小冲击力插打花管，保证插打花管工序顺利进行。

2)采取的较大的插管击打力时，易造成花管拆断和弯曲，不适用砂砾石地层较深地段的施工。

3)要求地层结构较松散，便于采用花管在冲击力作用下，压入地层。

4)在花管插打过程中，遇到地层中存在孤石等粒径较大的砾石时，因花管底部石块的阻挡，不易将花管插打至设计位置。

3.2套管跟进护壁、分段压塞灌浆效果在细粒含量较大的地层影响灌浆效果

采取套管跟进护壁、自上而下(或自下而上)止分段压塞灌浆方案较好的解决了砂砾石地层在钻孔过程中孔壁可能坍塌的影响，相比采取泥浆固壁方式解决塌孔方案具有十分明显的优点，1)采取该方案可以适应于任意砂砾石地层施工，不受地层特性的限制。2)灌浆段长可在规范允许的范围内采取较长的段长施工，提高了施工工效。3)防止了因采用泥浆固壁方式因使得泥浆流入砂砾石孔隙后，改变其可灌性或减小浆液扩散范围的现象发生。但该施工工艺需要将套管拔起并离开灌浆段后才能实施灌浆，如拔管过程中造成塌孔，则孔内塌渣将形成一道屏障和阻隔，将灌浆段形成上下两个边界条件不一样的灌浆分段，下半段受塌渣屏敝的影响，灌浆质量难以得到保证，尤其是地层中细粒含量较多时，其影响将更严重。

3.3泥浆固壁、自上而下分段、孔口封闭灌浆存在的问题分析：1)钻孔采用泥浆固壁，用粘土浆或最稀一级水泥黏土浆固壁过程中，泥浆流入砂砾石孔隙后，改变了地层可灌性，也减小浆液扩散范围，地层中局部灌入的泥浆强度不够，不能满足设计要求。2)灌浆段长一般为1～3m，容易坍孔和渗漏严重的地层取下限1m长，必要时，段长缩短至0.5m，使得灌浆的循环段长增多，施工工效较低。3)该方案适用于砾石含量较大，通过灌浆后钻孔孔壁稳定不易坍塌的砂砾石地层，对地层结构的要求较高。

3.4预埋花管灌浆存在的问题分析：预埋花管法采取在钻孔内下入带有出浆孔的花管作为灌浆管，花管与孔壁间注入填料，然后在灌浆管内置双层灌浆塞进行分段灌浆的方式。

1)钻孔直径要求大于预埋花管2-3级，即钻孔直径要求达到130-150mm以上，增加了钻孔及跟管钻进的难度。

2)工艺相对复杂，在钻孔内置粗径花管并填料相当于二次成孔，且比第一次成孔操作难度更大，一要保证在内置花管时，孔壁不得坍塌，便于下管或填料；二要按“袖阀”灌浆的方式，在花管上制作袖阀，并配置好开环破壳的填料，填料要求具有析水性低、稳定性好、水下凝结收缩小、早期强度增长快、后期强度增长慢、结石有脆性等性能。

该工艺主要针对需要重复灌浆的地层而“量身定制”，用于一般砂砾石地层施工时，其破壳材料还需要待凝等强5～15d后才能灌浆，施工工效很低。因此，在实际砂砾石灌浆施工中，很少采用。

砂砾石地层结构复杂，不同部位或深度，其施工特性变化较大，施工中方案的比选难度较大，因此，需要在施工质量可控的前提下，找到一种适应不同砂砾石地层、不受钻孔深度深浅影响，可通用于砂砾地层的钻孔灌浆施工措施，方便工程施工。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法，对其存在的工艺缺陷采用相应的措施予以克服，使优化的方案与采取的措施有机的形成一套完整的施工程序。

本发明解决问题的技术方案是：一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法，包括以下步骤：

(1)钻孔至预定深度后，采取跟管钻进下入护壁套管；

(2)冲洗钻孔，下入灌浆管管路，将套管底部拔至灌浆段顶部；

(3)在灌浆管管路上部安装孔口阻塞器，即将中心带孔的橡胶圈穿入一根1.0m带底托的双层灌浆管上，外管直径采用50mm，内管直径与灌浆管管路相同即为25mm，在压盖压力作用下，通过丝杆调整压盖和底托间的相对距离，将具有弹性和韧性的橡胶圈压缩预定长度后，使橡胶圈在横向膨胀挤压孔口管；浆液的孔内循环通过底托下双层管浆管间的缝隙进入双层管管间的缝隙实现；

(4)按照以下灌浆程序进行灌浆：

(4.1)浆液制备：浆液的类型包括水泥黏土浆、水泥基浆液、黏土浆、膨润土浆、化学浆液和沥青；

(4.2)开灌配比：水泥黏土浆、水泥基浆液、黏土浆和膨润土浆从稀到浓；化学浆液和沥青采取一级配比；水泥黏土浆，水泥和黏土为1:1—1:4，水和干料为3:1-1:1；纯水泥浆采用3级，即水：灰比为0.5～2:1；粉煤灰水泥浆需掺杂的材料为掺20-60％的粉煤灰；水玻璃水泥浆掺3-8％的水玻璃；水泥砂浆类浆液，水泥：砂＝1:1-1:2；

(4.3)浆液配比变换：灌注预定数量的稀一级浆液；

灌浆过出现异常情况处置：包括灌浆过程中相邻孔的串浆、灌浆过程的返浆、漏浆以及失水地段耗浆超常规、灌浆过程中的异常情况处理；

(4.4)灌浆结束标准：在灌浆压力达到设计压力后，单位注入量小于预定的单位注入量后，再持续灌浆30-60min；

(5)灌浆施工，按照步骤(2)～步骤(4)的顺序，逐段灌浆，直至达到预定终孔深度：

(5.1)灌浆段由上而下逐段往下进行编号；灌浆前，将硬质塑料花管下入需要灌浆的段长内，如灌注第3段时，先将花管下放至第3段底部后，将套管提升至第3段顶部，在孔口处安装阻塞器，完成第3段灌浆后，将灌浆管管路从孔内取出；再下放花管至第2段，灌注第2段，直到将第1段灌浆完成；

(5.2)第4-8段灌浆时，跟管扫孔或钻孔至第8段后，按1-3段的方式，自下而上灌注4-8段。

进一步的，步骤(1)替换为先采取跟管钻进将护壁套管送至预定深度后，再采取取芯方式掏除管内的砂砾石，直到套管下到灌浆分段深度。

进一步的，步骤(2)中，灌浆管管路为直径25mm的镀锌钢管和与灌浆段长度相当的缠绕无纺布的硬质塑料花管。

进一步的，步骤(3)中，浆液的孔内循环的具体方法为，将25mm内管下部与25mm灌浆管管路相接，50mm外管与25mm内管的环状缝隙在孔口阻塞器上部开一个口，并焊接一根25mm短管用于回浆；25mm灌浆管上端与灌浆泵进浆管相接，下端与硬质塑料花管相接，由灌浆泵供浆从孔底进入孔内逐步上升至孔口阻塞器形成供浆管路；浆液进入25mm内管与50mm外管间的环状间隙后上升至焊接的25mm短回浆管，并将回浆的短管与回浆槽相接，形成回浆管路。

进一步的，步骤(4)中，水泥基浆液包括纯水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆、水玻璃水泥浆。

进一步的，步骤(4)中，化学浆液包括水玻璃类、丙烯酸盐。

进一步的，步骤(5)中，采取自上而下分段灌浆施工，第1段钻孔深度至第一灌浆段设计底部，按步骤(2)至步骤(4)程序完成第1段钻孔灌浆施工后，转入第2段，依次逐段钻孔灌浆，直至终孔深度。

进一步的，步骤(5)中，采取自下而上分段灌浆，直接钻孔至终孔深度，按步骤(2)～步骤(4)的程序，先完成终孔段灌浆施工后，转入上一段，按X、X-1、X-2、…..1顺序逐段连续灌浆，直至完成第一灌浆段的灌浆。

进一步的，步骤(5)中，采取自上而下和自下而上综合法灌浆时，第一次自下而上灌注1-3综合段，则第一次钻孔至第3段设计灌浆孔深，由第3段开始灌浆，按照3、2、1的顺序先完成1-3段的灌浆后，再进行4-8综合段的灌浆施工，先钻孔至第8段设计灌浆孔深，由第8段开始按8-7-6-5-4的顺序逐段灌至4段，完成4-8段的钻孔灌浆施工，下部灌浆孔段再分为若干综合段，每个综合段自下而上分段灌浆，直至完成所有灌浆段的钻孔灌浆。

本发明所述方法的有益效果为：

1)钻孔至预定孔深后，采取跟管钻进下入护壁套管，或者先采取跟管钻进将护壁套管送至预定深度后，再采取取芯方式掏除管内的砂砾石的工艺，在不改变砂砾石地层渗透性和可灌条件的情况下，可清孔至孔底后，再下入灌浆管管路，避免花管进入砾石地层；

2)采用硬质塑料管花管外包无纺布措施，能够防止拔出套管过程中，砂砾石地层坍塌，造成花管堵塞问题，解决了砂砾石地层不能有效注浆的问题；

3)利用孔口封闭器代替止浆栓塞，简化了止浆塞安装操作难度；

4)灌浆段即使产生坍塌现象，因花管周边砂砾石松散，灌浆压力衰减小，对灌浆扩散半径影响也小；

5)所述方法综合了上述四种砂砾石灌浆的优点，克服了其工艺缺陷，灌浆质量可靠；

6)所述方法适用于任意砂砾石地层，不需要工艺试验即可实施，尤其对地层复杂的地区具有显著优势。

附图说明

图1为所述方法的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明所述方法作进一步的描述。

实施例一

如图1所示，所述方法包括：

(1)钻孔至指定深度后，采取跟管钻进下入护壁套管；或者先采取跟管钻进将护壁套管送至预定深度后，再采取取芯方式掏除管内的砂砾石，直到套管下到灌浆分段深度。

(2)钻孔及套管施工结束后，冲洗钻孔，下入灌浆管管路，将套管底部拔至灌浆段顶部，灌浆管管路为直径25mm的镀锌钢管和与灌浆段长度相当的缠绕无纺布的硬质塑料花管，设定段长为5m。

(3)在灌浆管管路上部安装孔口阻塞器，即将中心带孔的橡胶圈穿入一根1.0m带底托的双层灌浆管上，外管直径采用50mm，内管直径与灌浆管管路相同即为25mm，在压盖压力作用下，通过丝杆调整压盖和底托间的相对距离，将弹性和韧性良好的橡胶圈压缩预定长度后，使橡胶圈在横向膨胀挤压孔口管，从而达到阻塞浆液由孔口管与橡胶圈间的间隙返浆、封闭孔内浆液形成孔口阻塞器。浆液的孔内循环通过底托下双层管浆管间的缝隙进入双层管管间的缝隙实现，即25mm内管下部与25mm灌浆管管路相接，50mm外管与25mm内管的环状缝隙在孔口阻塞器上部开一个口并焊接一根25mm短管用于回浆，即25mm灌浆管上端与灌浆泵进浆管相接，下端与硬质塑料花管相接，由灌浆泵供浆从孔底进入孔内逐步上升至孔口阻塞器形成供浆管路；浆液进入25mm内管与50mm外管间的环状间隙后上升至焊接的25mm短回浆管，并将该短管与回浆槽相接，形成回浆管路，从而形成灌浆过程的循环系统。

(4)按灌浆程序进行开灌、变浆直至灌浆结束，灌浆设备调试完成，灌浆的进浆管路和回浆管路检查完好，且所需灌浆材料、施工用电、用水设施满足要求后，即可展开灌浆工作。灌浆的程序主要包括：浆液制备、开灌配比、浆液配比变换、灌浆异常特殊情况处理，灌浆结整标准，灌浆管管路及设备清洗，具体包括如下步骤：

浆液的制备，浆液采取的类型主要有水泥黏土(膨润土)浆；水泥基浆液，包括纯水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆、水玻璃水泥浆等；黏土浆、膨润土浆；化学浆液，如水玻璃类、丙烯酸盐类等，其它浆液，如沥青。

开灌配比，开灌配比根据浆材和规范及设计要求不同，水泥黏土浆、水泥基浆液、黏土浆和膨润土浆要求从稀到浓，化学浆液和沥青采取一级配比，水泥黏土浆采用水泥：黏土＝1:1—1:4(重量比)，水：干料(水固比)＝3:1-1:1；纯水泥浆采用3级，即水：灰比为2:1；1:1，0.5(0.6)：1；水泥基浆材掺粉煤灰一般20-60％；水玻璃水泥浆掺3-8％的水玻璃，需要堵漏的情况下，水玻璃掺量根据需要凝结的时间进行配比调整；水泥砂浆类浆液，水泥：砂＝1:1-1:2。

浆液配比变换，开灌配比确定后，根据规范和设计要求确定的配比变换要求进行配比变换，变换方式是稀一级浆液灌注预定数量，灌浆压力和单位注入量无超常规减少，即要求逐级或越级变换浓浆。

灌浆异常情况处理，处理灌浆过程中相邻孔的串浆、灌浆过程的返浆、漏浆，失水地段耗浆超常规以及灌浆过程中的异常情况处理。

灌浆结束标准，在灌浆压力达到设计压力后，单位注入量小于规范和设计规定的单位注入量后，再持续灌浆30-60min即可结束灌浆段灌浆工作。

(5)采取自上而下分段灌浆施工时，第1段钻孔深度至第一灌浆段设计底部，按步骤(2)～步骤(4)程序完成第一段钻孔灌浆施工后，转入第2段，依次逐段钻孔灌浆，达到设计终孔深度，结束全孔钻孔灌浆作业。

(6)采取自下而上分段灌浆时，直接钻孔至终孔深度，按步骤(2)～步骤(4)程序，先完成终孔段灌浆施工后，转入上一段，按X、X-1、X-2、…..1顺序逐段连续灌浆，直至完成第一灌浆段的灌浆工作，即结束全孔灌浆作业。

(7)采取自上而下和自下而上综合法灌浆时，当第一次自下而上灌注1-3综合段，则第一次钻孔至第3段设计灌浆孔深，由第3段开始灌浆，按照3、2、1的顺序先完成1-3段的灌浆后，再施工下一个综合灌浆段，如下综合段为4-8灌浆段灌浆时，先钻孔至第8段设计灌浆孔深，由第8段开始按8-7-6-5-4段的顺序逐段灌至4段，完成4-8段的钻孔灌浆施工，下部灌浆孔段再分为若干综合段，每个综合段自下而上分段灌浆，直至完成所有灌浆段的钻孔灌浆作业。

灌浆段由上而下逐段往下进行编号，灌浆前，将硬质塑料花管下入需要灌浆的段长内即可，如灌注第3段时，先将花管下放至第3段底部后，将套管提升至第3段顶部，在孔口处安装阻塞器，完成第3段灌浆后，将灌浆管管路从孔内取出；再下放花管至第2段，灌注第2段，直到将第1段灌浆完成；第4-8段灌浆时，跟管扫孔或钻孔至第8段后，按1-3段的方式，自下而上灌注4-8段。

实施例：

某地的地层自上而下分别为第四系冲积层(alQ4)粘土、粉砂及砾卵石层，下伏基岩为下第三系新余群(E1-2xn)复成分砾岩，砾石地层为中等以上致密地层，2-4cm粒径砾石约占65％，其它填料占35％，最大粒径达6-8cm。当水位蓄至46.5m高程时，堤后有一处产生直径约5～8cm的泡泉，并出现了大面积的浸水现象。为此，决定对摆喷设计间距为1.4m部位的砾石地层采取灌浆措施进行补强。

砂砾石基础灌浆施工过程中，通过砂砾石地层工艺试验发现：1)采取插打花管法施工时，因粉细砂进入花管堵塞了注浆通道，使砂砾石灌浆不能顺利进行；2)采取泥浆固壁钻孔工艺成孔后再下入止浆塞施工时，因砂石地层大量漏失泥浆，不仅在钻孔孔壁周边形成一定厚度的泥皮“封闭圈”，而且因泥浆渗入堵塞部分砂砾石孔隙，影响了砂砾石地层注入量。采用该工艺施工4个孔段，灌浆孔单位耗灰量仅48-56kg/m，在进行箱涵处钻孔别孔段，曾发生孔内严重失水现象，但其注浆量仅为700L，耗灰量为60kg/m。灌浆过程中观察灌浆泵运行情况发现，孔内多次出现堵塞现象，注入量在前30min时，一直维持在4L/min左右，后突然增达至100L/min，但大耗浆时段仅维持了不到10min。3)采取套管跟进钻孔后孔内下塞灌浆时，在拔管过程中造成塌孔，灌浆完成后，扫孔至孔底时，孔底段仍存在塌孔现象，发现孔内塌渣掩埋段注浆量偏小，不能达到理想的灌浆效果。后采取拔管时，先将带花管的灌浆管下入孔底，但灌浆效果仍不理想，将花管打捞出孔口后，花管仍存在粉细砂堵孔情况。

为使砾石地层通过灌浆达到堵漏截渗效果，采取了“套管清水跟进钻进，在套管的保护下采用泥浆作为钻具冷却液，并利用其悬浮作用携带孔内细颗粒”的综合钻孔措施，减少了清孔工作量，使钻孔清孔除砂作业能快速实现，减轻了工作强度，降低了工程成本。利用无纺布在干燥状态下不易破坏、吸水饱和状态下不冲击扰动也不破坏的特点，保证了花管在下入孔底至灌浆前，泥砂不能进入花管，为灌浆通过花管的有效注入创造了条件，从而保证了浆液在砾石层内的扩散效果。采取该措施后，灌浆段单位耗灰量达到800kg/m，解决了砂砾石地层因工艺缺陷造成的不能有效注量难题，保证了砂砾石地层灌浆的顺利进行。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种砂砾石地层钻孔灌浆施工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)钻孔至指定深度后，采取跟管钻进下入护壁套管；

(2)冲洗钻孔，下入灌浆管管路，将套管底部拔至灌浆段顶部；灌浆管管路为直径25mm的镀锌钢管和与灌浆段长度相当的缠绕无纺布的硬质塑料花管；

(3)在灌浆管管路上部安装孔口阻塞器，即将中心带孔的橡胶圈穿入一根1.0m带底托的双层灌浆管上，外管直径采用50mm，内管直径与灌浆管管路相同即为25mm，在压盖压力作用下，通过丝杆调整压盖和底托间的相对距离，将橡胶圈进行压缩，使橡胶圈在横向膨胀挤压孔口管；浆液的孔内循环通过底托下的双层管浆管间的缝隙进入双层管管间的缝隙实现；浆液的孔内循环的具体方法为，将25mm内管下部与25mm灌浆管管路相接，50mm外管与25mm内管的环状缝隙在孔口阻塞器上部开一个口，并焊接一根25mm短管用于回浆；25mm灌浆管上端与灌浆泵进浆管相接，下端与硬质塑料花管相接，由灌浆泵供浆从孔底进入孔内逐步上升至孔口阻塞器形成供浆管路；浆液进入25mm内管与50mm外管间的环状间隙后上升至焊接的25mm短回浆管，并将该短管与回浆槽相接，形成回浆管路；

(4)按灌浆程序采取适当水灰比开灌、变浆直至灌浆结束；

灌浆的程序为浆液制备、开灌配比、浆液配比变换、特殊情况处理，灌浆结整标准，灌浆管管路及设备清洗：

浆液制备，浆液的类型包括水泥黏土浆、水泥基浆液、黏土浆、膨润土浆、化学浆液和沥青；

所述水泥基浆液包括纯水泥浆、粉煤灰水泥浆、水泥砂浆、水玻璃水泥浆；

开灌配比，水泥黏土浆、水泥基浆液、黏土浆和膨润土浆从稀到浓；化学浆液和沥青采取一级配比；水泥黏土浆，水泥和黏土为1:1—1:4，水和干料为3:1-1:1；纯水泥浆采用3级，即水与灰比为0.5～2:1；粉煤灰水泥浆需掺杂的材料为掺20-60％的粉煤灰；水玻璃水泥浆掺3-8％的水玻璃；水泥砂浆类浆液，水泥与砂比为1:1-1:2；

浆液配比变换：灌注预定数量的稀一级浆液，灌浆压力和单位注入量无明显减少；

灌浆异常情况处理，包括灌浆过程中相邻孔的串浆、灌浆过程的返浆、漏浆，失水地段大耗浆处理，以及灌浆过程中的异常情况处理；

灌浆结束标准，在灌浆压力达到设计压力后，单位注入量小于常规的单位注入量后，再持续灌浆30-60min；

(5)灌浆施工，按照步骤(2)～步骤(4)的顺序，逐段灌浆，直至达到预定终孔深度，灌浆段由上而下逐段往下进行编号；灌浆前，将硬质塑料花管下入需要灌浆的段长内，灌注第3段时，先将花管下放至第3段底部后，将套管提升至第3段顶部，在孔口处安装阻塞器，完成第3段灌浆后，将灌浆管管路从孔内取出；再下放花管至第2段，灌注第2段，直到将第1段灌浆完成；进行第4-8段灌浆时，跟管扫孔或钻孔至第8段后，按1-3段的方式，自下而上灌注4-8段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)钻孔至指定深度后，采取跟管钻进下入护壁套管为：先采取跟管钻进将护壁套管送至预定深度后，再采取取芯方式掏除管内的砂砾石，直到套管下到灌浆分段深度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，化学浆液包括水玻璃类、丙烯酸盐。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，逐段灌浆采取自上而下分段灌浆施工，第1段钻孔深度至第一灌浆段设计底部，按步骤(2)～步骤(4)程序完成第1段钻孔灌浆施工后，转入第2段，依次逐段钻孔灌浆，直至终孔深度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，采取自下而上分段灌浆，直接钻孔至终孔深度，按步骤(2)～步骤(4)的程序，先完成终孔段灌浆施工后，转入上一段，按X、X-1、X-2、…..1顺序逐段连续灌浆，直至完成第一灌浆段的灌浆。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，采取自上而下和自下而上综合法灌浆时，第一次自下而上灌注1-3综合段，则第一次钻孔至第3段设计灌浆孔深，由第3段开始灌浆，按照3、2、1的顺序先完成1-3段的灌浆后，再进行4-8综合段的灌浆施工，先钻孔至第8段设计灌浆孔深，由第8段开始按8-7-6-5-4的顺序逐段灌至4段，完成4-8段的钻孔灌浆施工，下部灌浆孔段再分为若干综合段，每个综合段自下而上分段灌浆，直至完成所有灌浆段的钻孔灌浆。

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