CN113699993A - 既有路基钢花管注浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种既有路基钢花管注浆方法，包括以下步骤：采用第一钻头向待注浆位置钻孔，且钻至封孔深度后将第一钻头取出；采用钢花管在封孔的基础上继续钻孔至设计深度，位于里侧的钢花管的端部具有第二钻头，且第一钻头的外径大于第二钻头的外径，第二钻头的外径大于钢花管的外径；填塞封孔内壁与钢花管外壁围合空间；向钢花管内注浆，浆液由钢花管上的注浆孔向路基渗透。本发明中，钢花管与孔壁之间具有间隙，孔壁处的土壤不会封堵钢花管上的注浆孔，每分钟注浆量大大提高，降低了钢花管夯入时的阻力，另外通过填塞封孔，可以避免出现漏浆现象。
Description
技术领域
本发明涉及路基加固，尤其涉及一种既有铁路钢花管注浆方法。
背景技术
既有铁路由于施工碾压不密实，早期铁路当时机械受限，人工夯实，密度达不到现在火车速度的标准，特别是我国南方雨量充沛，雨水浸入路基下，造成路基下沉，铁路工人保养线路工作量增大，路基溜坍，铁路部门防洪压力增大，为解决这一病害，设计部门往往采用钢花管压浆这一施工工艺。
传统注浆工艺是先把钢管最里端加工成尖状，钢管壁用台钻开孔，然后用手持钻机一节一节把钢花管夯入土，再注浆。这种工艺的缺点是加工尖状成本高，管壁开孔容易堵塞，钢管外壁及土接触部分有间隙，无法密封严实，注浆时容易从钢管外壁与土结合部分的缝隙漏浆，注浆量小，效果差，尤其是铁路部分要求在天窗点注浆时，注浆时间短，注浆量更小，效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种既有路基钢花管注浆方法，旨在解决传统注浆工艺易堵孔易漏浆的问题。
本发明是这样实现的：
本发明实施例提供一种既有路基钢花管注浆方法，包括以下步骤：
采用第一钻头向待注浆位置钻孔，且钻至封孔深度后将第一钻头取出；
采用钢花管在封孔的基础上继续钻孔至设计深度，位于里侧的钢花管的端部具有第二钻头，且第一钻头的外径大于第二钻头的外径，第二钻头的外径大于钢花管的外径；
填塞封孔内壁与钢花管外壁围合空间；
向钢花管内注浆，浆液由钢花管上的注浆孔向路基渗透。
优选地，第一钻头与第二钻头均为锥状件。
优选地，封孔内壁与钢花管外壁之间的围合空间采用水泥浆填塞。
优选地，在采用钢花管钻孔继续钻孔时，将多段钢花管进行拼接，且相邻的两个钢花管之间采用无缝钢管连接，无缝钢管的外径小于钢花管外径。
优选地，既有路基为既有铁轨路基，向既有铁轨路基内夯入钢花管，且采用钢花管注浆。
优选地，位于外侧的钢花管与钻机连接，通过钻机将里侧的钢花管钻至设计深度。
优选地，将钻机安装于平板车上，平板车沿铁轨移动。
优选地，位于外侧的钢花管与钻机之间通过连接器连接，所述连接器包括与钢花管连接的第一连接段以及与钻机连接的第二连接段。
优选地，所述第一连接段伸入所述钻机的连接头内，所述第二连接段具有连接孔，所述钢花管至少部分伸入所述连接孔内，且所述第二连接段的外径大于第一连接段的外径。
优选地，所述连接器还包括第三连接段，所述第三连接段位于第一连接段与第二连接段之间，第三连接段的外径大于第一连接段外径且小于第二连接段外径。
本发明具有以下有益效果：
本发明中，第二钻头在第一钻头形成的封孔内钻至设计注浆深度，进而使得整体注浆孔为两种不同内径的阶梯孔且内径均大于钢花管的外径，由此钢花管与孔壁之间应具有一定的间隙，孔壁处的土壤不会封堵钢花管上的注浆孔，钢花管与孔壁之间不会形成摩擦，钢花管夯入土壤的阻力大大降低，且当向钢花管内注浆时，通过该间隙形成缓冲空间，降低了钢花管外侧压力，浆液很容易由钢花管上的注浆孔渗入周围土壤内，每分钟注浆量大大提高。另外，在注浆前将封孔内壁与钢花管外壁围合空间填塞，形成密封效果，则可以有效避免传统注浆方法中的漏浆现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的钢花管夯入既有路基内结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一钻头的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的连接器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1以及图2，本发明实施例提供一种既有路基2钢花管1注浆方法，通过钢花管1向既有路基2内注入浆液，可以提高既有路基2的强度，具体包括以下步骤：
采用第一钻头3向待注浆位置钻孔，该第一钻头3可与钻机配合，在既有路基2上进行钻孔，具体是先将第一钻头3夯入土体后，可以接1m长的钻杆继续将第一钻头3夯入土体内，且当钻至封孔5深度后将第一钻头3取出，这里所谓的封孔5深度为预先计算，与整体注浆深度相比偏小，比如2m；
采用钢花管1在封孔5的基础上继续钻孔至设计深度，这里的设计深度为既有路基2的注浆加固深度，位于里侧的钢花管1的端部具有第二钻头4，一般来说，在采用钢花管1注浆时，单一钢花管1的长度有限，比如一根钢花管1为1m，但是注浆深度通常深度较大，单一钢花管1难以满足注浆要求，因此需要将多根钢花管1进行拼接，而位于里侧的钢花管1则是底部位置的钢花管1，通过第二钻头4在封孔5的基础上继续钻孔，其中第一钻头3的外径大于第二钻头4的外径，第二钻头4的外径大于钢花管1的外径，由此通过第一钻头3与第二钻头4配合在既有路基2上形成的孔为阶梯孔，且靠近外侧的孔径大于内侧孔径，另外钢花管1与孔壁之间具有间隙；在考虑钢花管1拼接时，相邻的两根钢花管1之间采用无缝钢管连接，无缝钢管也为中空结构，浆液可沿无缝钢管轴向穿过，且无缝钢管的外径应小于钢花管1，一方面可以将其至少一部分伸入对应的钢花管1内形成连接，另一方面可以避免无缝钢管与孔壁接触，形成摩擦阻力；
填塞封孔5内壁与钢花管1外壁围合空间，即将钢花管1外侧封孔5对应的区域填充完全，则封孔5以下深度钢花管1与孔壁之间的区域被封堵，从而达到封孔5的目的，且该区域为主要的注浆段；
向钢花管1内注浆，浆液可由钢花管1上的注浆孔向路基的土壤内渗透，以达到加固路基的目的。
在上述的注浆步骤中，由于注浆区域被封堵，则可以有效避免传统工艺中注浆时浆液由既有路基2的表面溢出的问题。另外，基于钢花管1与孔壁之间具有间隙，则既有路基2的土壤不会堵塞钢花管1上的注浆孔，钢花管1夯入的阻力非常低，而且该间隙空间形成缓冲作用，浆液比较容易由钢花管1进入该间隙空间，再由间隙空间渗透至周围的土壤内，可以大大提高每一分钟的注浆量。
在优选方案中，第一钻头3与第二钻头4均为锥状件，当然所谓的锥状件，其尖端位置可以具有较小尺寸的端面，将两者均设计为锥状件可以方便在既有路基2上钻孔。对于第二钻头4，其与钢花管1连接的一端具有小尺寸段，该小尺寸段的外径小于钢花管1的内径，比如可以小1cm，长度可为3cm，可将其整体插入钢花管1内，第二钻头4与钢花管1的接触位置采用焊机焊接为一整体，而第二钻头4对应锥状件的圆周处尺寸大于钢花管1外径1cm，由此钢花管1的外壁与孔壁之间具有0.5cm的间隙，该间隙尺寸一方面可以避免既有路基2土壤封堵钢花管1的注浆孔，减小了钢花管1与孔壁之间的摩擦力，另一方面避免该间隙会存留大量的浆液。对于第一钻头3，其整体结构与第二钻头4类似，但是尺寸较大，其锥状件对应的部分的圆周处尺寸大于钢花管1外径4cm，由此封孔5内壁与钢花管1外壁之间的间隙为2cm，大于第二钻头4形成的孔径，由此在封孔5的底部位置形成有1.5cm宽的台阶面，第一钻头3的小尺寸段与钻杆连接，由于封孔5深度有限，可以采用人工或者机械实现钻孔动作，且当封孔5深度达到设计要求后，可以采用钻机将第一钻头3取出。
参见图1，对于封孔5的填塞方式可以具有多种，比如在第二钻头4钻至设计深度后，可以直接向钢花管1与封孔5孔壁之间浇注水泥浆，虽然在封孔5的底部具有一定的间隙(钢花管1与第二钻头4形成的孔壁之间)，但是这个间隙尺寸只有0.5cm，相对于1.5cm的台阶面来说比较小，水泥浆不会或者只有少量掉入上述的间隙内。当然，还可以根据封孔5深度，在外侧钢花管1(倒数第一根)或者次外侧钢花管1(倒数第二根)表面套设有止浆塞，且止浆塞至少部分搭接于上述1.5cm的台阶面上，以实现对上述0.5cm间隙的封堵，从而可以保证不会有水泥浆由封孔5内掉落，当然基于这种结构，封孔5还可以采用其它材料填塞，比如砂土之类或者路基土壤等，其均可以保证注浆过程中不会出现漏浆的情况。且当，位于封孔5处的钢花管1具有注浆孔时，一般为倒数两根钢花管1，则可以预先封堵该位置钢花管1的注浆孔，以避免水泥浆由注浆孔进入钢花管1内，造成钢花管1内部堵塞，至于封住注浆孔的方式可以有多种形式，比如胶带、保鲜膜等。当然在另一种实施形式中，位于封孔5处的钢花管1不设置注浆孔，则也可以避免水泥浆进入钢花管1内。
本发明实施例提供的注浆方法应用于轨道交通上，既有路基2为既有铁轨路基，采用上述的注浆方法向既有轨道路基内注入浆液，以保证既有轨道路基满足轨道交通运行要求。另外为方便在铁轨附近施工，将钻机安装于一平板车上，且该平板车可沿铁轨移动，由此当一处既有路基2注浆完成后，钻机可以比较方便转移至另一处，当注浆位置在道心时，就采用把钻机固定在平板车上，而当注浆位置在路肩边坡斜孔，就采用钢管把钻机固定。钻机采用大空压机(13-15m3)，风量大，风压高，利用气压推进钢花管移动，效率高，可以将32mm的钢花管1夯入15m深度。当然在钻孔过程中，对于钻机采用驱动件控制其直线移动，具体是将钻机安装于机架上，机架上设置有轨道，通过驱动件可以控制钻机沿轨道做直线移动，其使得钢花管1夯入过程中只做直线移动，而直线移动距离可控，则保证了每一次推进过程的夯管深度，提高夯管效率。
参见图1-图3，优选地，钻机与外侧钢花管1之间通过连接器6连接，该连接器6一端连接钢花管1，另一端与钻机的钻杆连接。具体地，连接器6包括第一连接段61与第二连接段62，其中第一连接段61可伸入钢花管1内，第一连接段61的端部具有渐缩头，其沿远离第二连接段62的方向呈渐缩状，可以方便伸入钢花管1内，而第二连接段62具有连接孔，钻机的钻杆至少部分伸入该连接孔内，且第二连接段62的外径大于第一连接段61的外径。在本实施例中，钻机的钻杆抵接连接孔的底面，由此钻杆可以直接将冲击力传递至连接器6，而第一连接段61伸入钢花管1内，钢花管1的顶部也抵接连接器6的一外表面，连接器6将冲击力直接传递至钢花管1。当然，在另一种实施方式中，第一连接段61伸入钻机的连接头内，第二连接段62具有连接孔，钢花管1至少部分结构伸入该连接孔内，且第二连接段62的外径大于第一连接段61的外径，对于连接孔采用阶梯孔的结构形式，大孔径段可供与第一钻头3配合的钻杆伸入连接，小孔径段可供钢花管1伸入连接。对于上述两种实施例，可以根据实际的连接尺寸合理选择。在优选实施例中，连接器6还包括第三连接段63，三者均近似为圆柱状，该第三连接段63位于第一连接段61与第二连接段62之间，其为第一连接段61与第二连接段62之间的过渡结构，且外径位于第一连接段61与第二连接段62之间，钢花管1的顶部抵接第三连接段63对应的外端面，可以避免第一连接器6的外径直接由第二连接段62缩放为第一连接段61，使得传力路径得到优化，传力方向始终为轴向，同时还能够提高连接器6的整体强度，保证使用寿命。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用第一钻头向待注浆位置钻孔，且钻至封孔深度后将第一钻头取出；
采用钢花管在封孔的基础上继续钻孔至设计深度，位于里侧的钢花管的端部具有第二钻头，且第一钻头的外径大于第二钻头的外径，第二钻头的外径大于钢花管的外径；
填塞封孔内壁与钢花管外壁围合空间；
向钢花管内注浆，浆液由钢花管上的注浆孔向路基渗透。
2.如权利要求1所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，第一钻头与第二钻头均为锥状件。
3.如权利要求1所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，封孔内壁与钢花管外壁之间的围合空间采用水泥浆填塞。
4.如权利要求1所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，在采用钢花管钻孔继续钻孔时，将多段钢花管进行拼接，且相邻的两个钢花管之间采用无缝钢管连接，无缝钢管的外径小于钢花管外径。
5.如权利要求1所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，既有路基为既有铁轨路基，向既有铁轨路基内夯入钢花管，且采用钢花管注浆。
6.如权利要求5所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，位于外侧的钢花管与钻机连接，通过钻机将里侧的钢花管钻至设计深度。
7.如权利要求6所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，将钻机安装于平板车上，平板车沿铁轨移动。
8.如权利要求6所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，位于外侧的钢花管与钻机之间通过连接器连接，所述连接器包括与钢花管连接的第一连接段以及与钻机连接的第二连接段。
9.如权利要求8所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，所述第一连接段伸入所述钻机的连接头内，所述第二连接段具有连接孔，所述钢花管至少部分伸入所述连接孔内，且所述第二连接段的外径大于第一连接段的外径。
10.如权利要求9所述的既有路基钢花管注浆方法，其特征在于，所述连接器还包括第三连接段，所述第三连接段位于第一连接段与第二连接段之间，第三连接段的外径大于第一连接段外径且小于第二连接段外径。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211126 |
|
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