CN202787264U - 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其包括通过钻孔钻进破碎岩体的强风化或弱风化岩层内的外套管和通过压力机构施于压力安装到外套管内且在外套管内运动的内套管，外套管与内套管为上下端连通的通管，外套管内装有灌浆混合物，内套管的下端堵设有硬木塞，该硬木塞挤压外套管内的灌浆混合物，注浆与压浆循环进行，待压力机构到达额定压力便停止工作，待灌浆混合物凝固后移走压力机构，便形成了用于帷幕灌浆的双套管顶盖，本实用新型克服了传统工艺的缺陷，并且施工时不漏浆，大量的减少了水泥用量，因而减少对土层和下游环境的污染；也降低了工程成本，工艺简单，可操作性强。
Description
技术领域
本实用新型属于水利水电施工技术领域，具体涉及一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖。
背景技术
帷幕灌浆是解决岩基防渗问题的较为普遍的一种做法。在裂隙发育的岩基上进行帷幕灌浆往往会遇到卡塞不止浆，绕渗冒浆导致不起压的情况，无法采用卡塞法进行施工，只能采用孔口封闭法进行施工。而孔口封闭法施工，必须做一个强度够高的顶盖，如不做顶盖，随着深度的增加，灌浆压力加大，将击穿顶盖从而破坏上面的全风化层，传统的做法是采用钢筋砼或高喷灌浆体。钢筋砼顶盖主要应用在新建挡水结构物防渗体施工中，即在土方开挖直接揭露至帷幕灌浆防渗体层的情况下现浇钢筋砼板来作为顶盖；高喷灌浆体顶盖主要应用在全风化及强风化分层较为明显的地质情况下，即在全风化层进行高喷灌浆，利用该高喷灌浆体作为顶盖进行下一步的帷幕灌浆施工。
但是但对于破碎岩体，无法进行帷幕灌浆顶盖的设计和施工，难以实现孔口封闭法帷幕灌浆施工，我们的水工建筑物一般不设计建设在岩体破碎情况较差的基础上，许多水工建筑物由于破碎岩基不得不修改设计，大幅度增加了工程成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种用在破碎岩体帷幕灌浆的抗渗透力强且节省工程成本的双套管顶盖。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其特征在于：包括通过钻孔钻进破碎岩体的强风化或弱风化岩层内的外套管和通过压力机构施于压力安装到外套管内且在外套管内运动的内套管，外套管与内套管为上下端连通的通管，外套管内装有灌浆混合物，内套管的下端堵设有硬木塞，该硬木塞挤压外套管内的用于填充岩体裂隙的灌浆混合物。
根据权利要求1所述的用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其特征在于：所述外套管的内径为79-146mm，内套管的内径为60-127mm，内套管的壁厚3-5mm，外套管内径与内套管的外径之间的间隙不大于5mm。
本实用新型通过钻孔钻进破碎岩体的强风化或弱风化岩层内的外套管和通过压力机构施于压力安装到外套管内且在外套管内运动的内套管，外套管与内套管为上下端连通的通管，外套管内装有灌浆混合物，内套管的下端堵设有硬木塞，该硬木塞抵压在外套管内的灌浆混合物上，反复装填该灌浆混合物，硬木塞循环挤压，等压力达到额定压力时压力机构停止工作，灌浆混合物凝固后移走该压力机构，这样便形成了用于帷幕灌浆的双套管顶盖，为后续帷幕灌浆进行准备，本实用新型解决了在无法开挖的强风化和弱风化岩层内无法进行帷幕灌浆顶盖施工的难题；本实用新型不漏浆，大量的减少了水泥用量，因而减少对土层和下游环境的污染，达到节能环保的社会效益；也降低了工程成本，工艺简单，可操作性强。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。
图1是本实用新型双套管顶盖在使用状态下的结构示意图。
图2是本实用新型双套管顶盖施工时进行压浆的结构示意图。
图中：外套管1、内套管2、硬木塞3、灌浆塞4、灌浆管5、灌浆搅拌桶6、压浆泵7、
履带式锚杆机8。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其包括通过钻孔钻进破碎岩体的强风化或弱风化岩层内的外套管1、通过压力机构施于压力安装到外套管1内且在外套管1内运动的内套管2以及堵设在内套管2下端的硬木塞3。外套管1与内套管2均为上下端连通的通管，外套管1内装有灌浆混合物，该硬木塞3挤压外套管1内的灌浆混合物。本实用新型中的压力机构采用的是履带式锚杆机8。
如图1或2所示，本实用新型的一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖的施工方法，包括以下步骤：
1）施工准备：首先对施工区域的地质勘查，熟悉地下岩层分部情况，确定强风化或弱风化岩层的深度，为外套管1的长度及钻孔的深度提供依据，然后根据需要配置灌浆混合物，并且检测该灌浆混合物的终凝时间，本实用新型中的灌浆混合物包括超细砂砂浆、水泥和外加剂，它们的质量比为1:2:0.06，外加剂包括水玻璃、氧化钙、减水剂，这样可以提高灌浆的可灌性且加强砂浆凝固后的塑形；
2）安装外套管：根据地勘报告分析岩层埋深，先作导孔复核岩层埋深，结合实际取出岩心，确定钻孔深度，然后开始钻孔，该孔深入强风化或弱风化岩层中，若顶盖设计在强风化岩中则钻孔延伸到强风化岩层的深度为4-6m，若顶盖设计在弱风化岩中则钻孔延伸到弱风化岩层内的深度为2-4m，钻孔的过程必须进行孔斜测量，保证孔的垂直度，将外套管1下沉至孔中固定，外套管1的底端至孔底的距离为2m，外套管的内径为79-146mm；
3）预插内套管：首先固定履带式锚杆机8，然后将内套管2的下端用硬木塞3堵住，再通过履带式锚杆机8夹取内套管将其垂直插入外套管1，保证内套管2在外套管1中自由上下运动进行行程测试，最后将内套管2从外套管1中取出待用，本实用新型中的内套管的内径为60-127mm，内套管的壁厚3-5mm，外套管内径与内套管的外径之间的间隙不大于5mm；
3）压浆：首先将灌浆塞4和灌浆管5插入外套管1中，先向孔内注入清水清洗基岩裂隙和循环带出孔内沉渣，直到回水清澈，然后用灌浆搅拌桶6制备灌浆混合物，再利用压浆泵7通过灌浆塞4和灌浆管5将灌浆混合物注入外套管1中进行注浆，接着再用履带式锚杆机8驱动内套管2及硬木塞3插入到外套管1中挤压灌浆混合物进行压浆，注浆和压浆循环进行，当履带式锚杆机8的压力达到额定压力4-6mpa时，内套管2下沉至孔底且其底端超过外套管1的底端50cm，履带式锚杆机8停止工作；
5）制造双套管顶盖：等待灌浆混合物凝固24小时后（即履带式锚杆机停止工作24小时后）移走履带式锚杆机8，即形成了帷幕灌浆的双套管顶盖。
本实用新型的施工设备和材料：
1）主要材料表
2）主要设备表
| 序号 | 名称 | 数量 | 备注 |
| 1 | 钻机 | 1 | 地质钻机（XY-1型） |
| 2 | 测斜仪 | 1 | 型号（JK09/CJ-12A） |
| 3 | 砂浆搅拌桶 | 1 | / |
| 4 | 砂浆泵 | 1 | 泵送压力5mpa以上 |
| 5 | 履带式锚杆机 | 1 | 型号（HB45A） |
本实用新型的质量控制：
①钻孔位置与设计位置的偏差不得大于10cm。
②垂直的灌浆孔，其孔斜的偏差值不大于下表中的规定，发现钻孔偏斜值超过设计规定时，应及时纠正或采取补救措施。
钻孔孔斜最大允许偏差值
| 孔深（m） | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 最大允许偏差值（m） | 0.25 | 0.50 | 0.80 | 1.15 | 1.50 |
质量保证措施
1）施工前必须按照设计图纸进行放样测量，确保孔位偏差在10cm以内。
2）对设备进行检修，特别是对压力表进行鉴定，确保施工参数准确无误，保证压浆压力。
3）钻孔过程中进行测斜，发生偏差时及时进行纠正，保证成孔垂直度。
4）测量好成孔孔深，对应计算所需套管长度。
5）内套管压进时，注意垂直度及内套管在外套管内必须为正中位置，避免内套管跑偏情况。压力达到5～8mpa后固定不动，等24小时待凝后方可以放开锚杆机，扫通内套管时注意钻孔垂直度，避免对内外套管之间的砂浆造成裂隙破坏，影响封浆效果。
6）双套管顶盖形成后，对孔内进行压水试验，检查顶盖的效果和质量,要求压水压力2～3mpa不出现冒水情况。
7）施工过程做好施工记录，及时反应钻孔机压管过程中的情况，遇特殊情况必须进行详细记录，为后续施工作指导。
本实用新型形成双套管顶盖后，便可以进行后续的帷幕灌浆。本实用新型双套管的工艺原理是外套管可以隔开全风化和强风化岩层，为高强度压浆提通道，以免高强浆液劈裂全风化和强风化岩层；内套管主要是提供压浆动力传递，并为孔口帷幕灌浆提供卡塞位置。
本实用新型的双套管顶盖解决了破碎岩层帷幕灌浆由于岩层无法出露而无法进行盖板施工的难题，为全风化层覆盖较薄及埋深高低不一破碎岩层盖板施工提供了可行性，具有突出的社会效益；在特定的条件下，本实用新型可以取代传统高压旋喷桩或砼盖板，水泥的使用量大大减少，土方的开挖和回填量也大大减少，降低了工程成本，经济效益显著；双套管顶盖的施工工法减少了水泥用量，大量使用了细砂，工艺设备简单，能源消量大量减少符合国家节能减排的政策，具有良好的环境效益。
Claims (2)
1.一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其特征在于：包括通过钻孔钻进破碎岩体的强风化或弱风化岩层内的外套管和通过压力机构施于压力安装到外套管内且在外套管内运动的内套管，外套管与内套管为上下端连通的通管，外套管内装有灌浆混合物，内套管的下端堵设有硬木塞，该硬木塞挤压外套管内的用于填充岩体裂隙的灌浆混合物。
2.根据权利要求1所述的用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖，其特征在于：所述外套管的内径为79-146mm，内套管的内径为60-127mm，内套管的壁厚3-5mm，外套管内径与内套管的外径之间的间隙不大于5mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220456456 CN202787264U (zh) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖 |
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| CN 201220456456 CN202787264U (zh) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖 |
Publications (1)
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| CN202787264U true CN202787264U (zh) | 2013-03-13 |
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| CN 201220456456 Withdrawn - After Issue CN202787264U (zh) | 2012-09-10 | 2012-09-10 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN202787264U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102817361A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-12 | 广东省水利水电第三工程局 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖及其施工方法 |
| CN111396086A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中铁二十三局集团第四工程有限公司 | 一种套管法帷幕注浆施工方法 |
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2012
- 2012-09-10 CN CN 201220456456 patent/CN202787264U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102817361A (zh) * | 2012-09-10 | 2012-12-12 | 广东省水利水电第三工程局 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖及其施工方法 |
| CN102817361B (zh) * | 2012-09-10 | 2014-11-05 | 广东省水利水电第三工程局 | 一种用在破碎岩体帷幕灌浆的双套管顶盖及其施工方法 |
| CN111396086A (zh) * | 2020-03-25 | 2020-07-10 | 中铁二十三局集团第四工程有限公司 | 一种套管法帷幕注浆施工方法 |
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