CN115928704A - 一种分段开闭式注浆管及注浆加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分段开闭式注浆管及注浆加固方法，所述分段开闭式注浆管包括连通管以及出浆管，所述出浆管连接在所述连通管的下端，且与所述连通管连通，在所述出浆管的周侧设有多个出浆孔，多个所述出浆孔包括常通孔以及常闭孔，其中，在所述常通孔出浆后，所述常闭孔能够开启并出浆。本发明提供的分段开闭式注浆管能够精准控制注浆加固的影响范围，达到实现对特定软弱土层的加固补强，不影响既有构筑物及设备的正常运转，实现对特定区域内特殊软弱土层的靶向加固效果，满足复杂受限空间的作业要求。

Description

一种分段开闭式注浆管及注浆加固方法

技术领域

本发明涉及土体加固补强技术领域，特别涉及一种分段开闭式注浆管及注浆加固方法。

背景技术

建造在软弱地层的铁路、轨道交通、市政等建(构)筑物，在经历一段时间运营后，受工程地质条件变化、周边工程建设等影响，部分建(构)筑物的基础出现承载力不足或沉降问题，工程上常采用注浆加固的方法解决。尤其是对于需严格实行软弱地层靶向注浆的作业环境，注浆浆液需控制在靶向加固地层，不允许浆液到处流动，影响上下部地层环境。注浆加固需要使用注浆管，而目前的注浆管，如花管、袖阀管等，很难实现对软弱地层靶向注浆，由此，需要提供一种能够实现靶向封闭注浆的注浆管。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种分段开闭式注浆管及注浆加固方法，旨在提供一种能够实现靶向封闭注浆的注浆管。

为实现上述目的，本发明提出的一种分段开闭式注浆管，包括：

连通管；以及，

出浆管，连接在所述连通管的下端，且与所述连通管连通，在所述出浆管的周侧设有多个出浆孔，多个所述出浆孔包括常通孔以及常闭孔；

其中，在所述常通孔出浆后，所述常闭孔能够开启并出浆。

可选地，所述分段开闭式注浆管还包括密封部，所述密封部封盖于所述常闭孔，在满足预设浆压的条件下，所述密封部可破裂，以开启所述常闭孔。

可选地，所述出浆管的周侧设有密封带，所述密封带局部封盖所述常闭孔；

所述密封部包括所述密封带。

可选地，所述连通管与所述出浆管螺纹连接，以使得所述连通管能够从所述出浆管拆卸分离。

可选地，所述出浆管包括内管和套设于所述内管的外管，所述出浆孔依次贯穿所述外管的侧部和所述内管的侧部，所述内管的上端设置第一螺纹部；

所述连通管的下端设有与所述第一螺纹部适配的第二螺纹部。

可选地，所述出浆管的下端部呈锥形设置。

可选地，多个所述出浆孔沿所述出浆管的轴向呈交错设置。

可选地，所述出浆管的周侧包括分别绕所述出浆管周向环设的多个环区，多个所述出浆孔对应分设在多个所述环区；

其中，在多个所述环区中，两端的两个所述环区为常开环区，其余的所述环区为常闭环区，所述常通孔设置在所述常开环区，所述常闭孔设置在所述常闭环区。

可选地，每一所述环区设有至少两个所述出浆孔，至少两个所述出浆孔沿所述出浆管周向间隔设置。

此外，本发明还提出一种基于上述的分段开闭式注浆管的注浆加固方法，所述分段开闭式注浆管还包括密封部，所述连通管与所述出浆管螺纹连接，所述注浆加固方法包括以下步骤：

获取待施工土层中的软弱土层的深度和厚度；

根据所述软弱土层的深度和厚度，在所述待施工土层钻孔，以使得所述钻孔穿透所述软弱土层；

将所述分段开闭式注浆管放入所述钻孔内，以使得所述出浆管处于所述软弱土层内；

以第一预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔出浆，以进行帷幕注浆；

以第二预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔和所述常闭孔均出浆，以进行加固注浆，其中，所述第二预设浆压大于所述第一预设浆压；

注浆结束后，将所述连通管从所述出浆管拆下。

本发明的技术方案中，分段开闭式注浆管在进行注浆加固时，主要包括以下过程：将所述分段开闭式注浆管置于软弱土层；将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔出浆，然后开启所述常闭孔，使得所述常通孔和所述常闭孔均出浆。本发明中，在所述常通孔出浆后，所述常闭孔能够开启并出浆，由此，实现浆液分两段出浆，第一段注浆，通过常通孔出浆，第二段注浆，通过常通孔和所述常闭孔同时出浆，如此，第一段注浆后加固的土层区域能防止第二段注浆的浆液随意串流或者沿着注浆孔流动至非加固区域，从而精准控制注浆加固的影响范围，达到实现对特定软弱土层的加固补强，不影响既有构筑物及设备的正常运转，实现对特定区域内特殊软弱土层的靶向加固效果，满足复杂受限空间的作业要求。

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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的分段开闭式注浆管的一实施例的结构示意图；

图2为图1中分段开闭式注浆管的剖视图；

图3为本发明提供的注浆加固方法的一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	分段开闭式注浆管	211	常通孔
1	连通管	212	常闭孔
				2	出浆管	22	内管
21	出浆孔	23	外管

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种分段开闭式注浆管，图1至图2为本发明提供的分段开闭式注浆管的一实施例。

请参照图1至图2，所述分段开闭式注浆管100包括连通管1以及出浆管2，所述出浆管2连接在所述连通管1的下端，且与所述连通管1连通，在所述出浆管2的周侧设有多个出浆孔21，多个所述出浆孔21包括常通孔211以及常闭孔212，其中，在所述常通孔211出浆后，所述常闭孔212能够开启并出浆。

本发明的技术方案中，分段开闭式注浆管100在进行注浆加固时，主要包括以下过程：将所述分段开闭式注浆管100置于软弱土层；将浆液注入所述连通管1，使得所述常通孔211出浆，然后开启所述常闭孔212，使得所述常通孔211和所述常闭孔212均出浆。本发明中，在所述常通孔211出浆后，所述常闭孔212能够开启并出浆，由此，实现浆液分两段出浆，第一段注浆，通过常通孔211出浆，第二段注浆，通过常通孔211和所述常闭孔212同时出浆，如此，第一段注浆后加固的土层区域能防止第二段注浆的浆液随意串流或者沿着注浆孔流动至非加固区域，从而精准控制注浆加固的影响范围，达到实现对特定软弱土层的加固补强，不影响既有构筑物及设备的正常运转，实现对特定区域内特殊软弱土层的靶向加固效果，满足复杂受限空间的作业要求。

实现所述常闭孔212能够开启的具体方式不做限制，比如，所述出浆管2由两个套接并可相对转动的外出浆管2和内出浆管2组成，所述外出浆管2设置常闭孔212，所述内出浆管2设置连通孔，所述内出浆管2在所述外出浆管2内转动，以使得所述常闭孔212与所述连通孔对位或错位，对应使得所述常闭孔212开启或关闭，再比如，在所述常闭孔212上设置密封部，具体地，在本发明实施例中，所述分段开闭式注浆管100还包括密封部，所述密封部封盖于所述常闭孔212，在满足预设浆压的条件下，所述密封部可破裂，以开启所述常闭孔212，如此，在使用所述分段开闭式注浆管100进行注浆时，直接控制浆液压力的大小以冲破所述密封部，即可实现开启所述常闭孔212，由此，无需额外增设驱动部件来控制所述常闭孔212开启，开启方式较为简单。需要说明的是，对于所述预设浆压的具体压力值不做限定，通过现场实际情况确定。

更具体地，在本发明实施例中，所述出浆管2的周侧设有密封带(附图未示出)，所述密封带局部封盖所述常闭孔212；所述密封部包括所述密封带，所述密封带的材质可以选用为能够被预设浆压冲破的材质，所述密封带设置在所述出浆管2的周侧而不会过于增大所述出浆管2的外径，从而避免因所述出浆管2的外径而在待施工土层钻出过大的孔。

由于目前注浆管注浆完成后拔除难度大，一般是留在待施工土层，无法回收利用，影响该地层区域的后续工程活动，因此，在本发明实施例中，所述连通管1与所述出浆管2螺纹连接，以使得所述连通管1能够从所述出浆管2拆卸分离，如此，注浆完成后，可将所述连通管1从所述出浆管2拆下，实现了所述连通管1的拆卸利用，提高注浆管的利用效率，节约注浆管材料使用成本，并且不影响该地层区域的后续工程活动。

具体地，在本发明实施例中，所述出浆管2包括内管22和套设于所述内管22的外管23，所述出浆孔21依次贯穿所述外管23的侧部和所述内管22的侧部，所述内管22的上端设置第一螺纹部；所述连通管1的下端设有与所述第一螺纹部适配的第二螺纹部，如此，通过第一螺纹部和第二螺纹部的配合实现所述内管22与所述连通管1螺纹连接，从而实现所述连通管1与所述出浆管2的螺纹连接，结构简单，组装方便。当然，可以是，第一螺纹部为内螺纹，第二螺纹部为外螺纹，也可以是，第一螺纹部为外螺纹，第二螺纹部为内螺纹，这里不做限制。

此外，所述出浆管2的下端部呈锥形设置，如此，方便分段开闭式注浆管100安装进待施工土层的钻孔。

进一步地，多个所述出浆孔21沿所述出浆管2的轴向呈交错设置，多个所述出浆孔21布置合理，使得浆液能沿所述出浆管2的轴向均匀出浆，也即，在待施工土层的注浆加固施工中，能保证浆液沿软弱土层的深度均匀出浆，提升注浆加固质量。具体地，多个所述出浆孔21沿所述出浆管2的轴向呈梅花形布置。

所述出浆管2的周侧包括分别绕所述出浆管2周向环设的多个环区，多个所述出浆孔21对应分设在多个所述环区；其中，在多个所述环区中，两端的两个所述环区为常开环区，其余的所述环区为常闭环区，所述常通孔211设置在所述常开环区，所述常闭孔212设置在所述常闭环区，也即，在所述出浆管2的周侧的最下层和最上层布置的是常通孔211，中间为常通孔211，这样一来，第一段注浆实现的是帷幕注浆，通过形成的帷幕效果，能够保证浆液的渗透加固区域封锁在上下两层帷幕之间，而后第二段注浆实现的是上下两层帷幕之间的区域的注浆加固，由此，更严格精准地控制注浆加固的影响范围，对软弱土层的靶向加固效果更好。当然，帷幕注浆是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程，帷幕注浆为本领域常规概念，这里不做详细说明。

进一步地，每一所述环区设有至少两个所述出浆孔21，至少两个所述出浆孔21沿所述出浆管2周向间隔设置，如此，使得浆液可以沿所述出浆管2周向出浆，保证所述出浆管2的周围的软弱土层都能被注浆加固。

此外，本发明还提出一种基于上述的分段开闭式注浆管的注浆加固方法，所述分段开闭式注浆管还包括密封部，所述连通管与所述出浆管螺纹连接，请参照图3，所述注浆加固方法包括以下步骤：

步骤S10、获取待施工土层中的软弱土层的深度和厚度。

具体地，利用钻探取芯手段确认地下软弱土层的深度和厚度。

步骤S20、根据所述软弱土层的深度和厚度，在所述待施工土层钻孔，以使得所述钻孔穿透所述软弱土层。

具体地，根据所述软弱土层的深度和厚度，利用静压法进行钻孔。所述钻孔的孔径10～30mm，因此对既有构筑物破坏和影响程度小，并能够采用小型工机具完成钻孔成孔、注浆管安装以及注浆加固作业，满足复杂受限空间的作业要求。

步骤S30、将所述分段开闭式注浆管放入所述钻孔内，以使得所述出浆管处于所述软弱土层内。

步骤S40、以第一预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔出浆，以进行帷幕注浆。

步骤S50、以第二预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔和所述常闭孔均出浆，以进行加固注浆，其中，所述第二预设浆压大于所述第一预设浆压。

具体地，在步骤S40和步骤S50中浆液注入都采用跳孔注浆的方式，以提高注浆加固效果。

需要说明的是，对于所述第二预设浆压和所述第一预设浆压的具体数值不做限制，但要保证在所述第二预设浆压大于所述第一预设浆压的前提下，所述第一预设浆压不能够冲破所述密封部，所述第二预设浆压能够冲破所述密封部，如此，在所述第一预设浆压切换成所述第二预设浆压后，能够实现所述常闭孔的开启。

此外，在步骤S40和步骤S50中所使用的浆液均为膨胀型高聚物注浆材料，膨胀型高聚物注浆材料的起发时间为5～60s，表干时间为15～180s，膨胀倍率3～20倍。根据所述软弱土层的深度，选择确认注浆材料的反应时间，保证注浆材料的流动扩散半径，实现最佳的注浆加固效果，通常注浆加固深度和注浆材料反应时间关系如下所示：H＝T/n，H为加固深度(m)，T为材料反应时间(s)，n为换算系数(s/m)，n取值范围3～6。由于采用膨胀型高聚物注浆材料，保证注浆时间可控，实现快速注浆加固。

步骤S60、注浆结束后，将所述连通管从所述出浆管拆下。

在步骤S60之后，还包括：采用导管将地聚合物浆液自下而上填充所述钻孔，上部填充至路面基层顶面为止，并对所述路面进行修补。

本发明提供的注浆加固方法采用了上述的分段开闭式注浆管进行注浆加固，因此具备所述分段开闭式注浆管所带来的全部有益效果，此处不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分段开闭式注浆管，其特征在于，包括：

连通管；以及，

出浆管，连接在所述连通管的下端，且与所述连通管连通，在所述出浆管的周侧设有多个出浆孔，多个所述出浆孔包括常通孔以及常闭孔；

其中，在所述常通孔出浆后，所述常闭孔能够开启并出浆。

2.如权利要求1所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述分段开闭式注浆管还包括密封部，所述密封部封盖于所述常闭孔，在满足预设浆压的条件下，所述密封部可破裂，以开启所述常闭孔。

3.如权利要求2所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述出浆管的周侧设有密封带，所述密封带局部封盖所述常闭孔；

所述密封部包括所述密封带。

4.如权利要求1所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述连通管与所述出浆管螺纹连接，以使得所述连通管能够从所述出浆管拆卸分离。

5.如权利要求4所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述出浆管包括内管和套设于所述内管的外管，所述出浆孔依次贯穿所述外管的侧部和所述内管的侧部，所述内管的上端设置第一螺纹部；

所述连通管的下端设有与所述第一螺纹部适配的第二螺纹部。

6.如权利要求1所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述出浆管的下端部呈锥形设置。

7.如权利要求1所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，多个所述出浆孔沿所述出浆管的轴向呈交错设置。

8.如权利要求1所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，所述出浆管的周侧包括分别绕所述出浆管周向环设的多个环区，多个所述出浆孔对应分设在多个所述环区；

其中，在多个所述环区中，两端的两个所述环区为常开环区，其余的所述环区为常闭环区，所述常通孔设置在所述常开环区，所述常闭孔设置在所述常闭环区。

9.如权利要求8所述的分段开闭式注浆管，其特征在于，每一所述环区设有至少两个所述出浆孔，至少两个所述出浆孔沿所述出浆管周向间隔设置。

10.一种基于权利要求1至9任意一项所述的分段开闭式注浆管的注浆加固方法，所述分段开闭式注浆管还包括密封部，所述连通管与所述出浆管螺纹连接，其特征在于，所述注浆加固方法包括以下步骤：

获取待施工土层中的软弱土层的深度和厚度；

根据所述软弱土层的深度和厚度，在所述待施工土层钻孔，以使得所述钻孔穿透所述软弱土层；

将所述分段开闭式注浆管放入所述钻孔内，以使得所述出浆管处于所述软弱土层内；

以第一预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔出浆，以进行帷幕注浆；

以第二预设浆压将浆液注入所述连通管，使得所述常通孔和所述常闭孔均出浆，以进行加固注浆，其中，所述第二预设浆压大于所述第一预设浆压；

注浆结束后，将所述连通管从所述出浆管拆下。

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