[发明专利]套管灌浆法及其灌浆装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在土石松散层中进行灌浆的施工方法，尤其涉及一种利用护壁套管作为注浆管的灌浆施工方法及灌浆装置。

背景技术

目前，在水利水电工程中，对于覆盖层的基础处理(基础防渗或基础固结)，主要采用孔口封闭灌浆法、钻杆灌浆法及在套管内另设注浆管灌浆法，其主要特点分别如下：

(1)孔口封闭灌浆法是指先在覆盖层中钻孔一事实上深度(一般3m左右)后，埋设孔口管，以下按照自上而下分段灌浆(钻一段灌浆一段)的施工方法。灌浆方法是在孔口管上方套孔口封闭器，孔内利用钻杆作进浆管进行孔内循环灌浆或纯压灌浆，采用用该灌浆方法能确保孔内受灌地层达到一定的灌浆压力，确保灌注地层的密实性，从而确保灌浆质量，但施工中由于孔壁的不稳定性，钻孔灌浆过程中容易塌孔，往往需多次反复，才能完成一段的灌浆，造成施工进度迟缓。孔口封闭灌浆法的灌浆装置是孔口封闭器，孔口封闭器对灌浆中活动钻杆、灌后提升拆卸钻杆都有一定的妨碍。

(2)钻杆灌浆法是指一次性钻至终孔，不起钻，直接利用钻杆作进浆管，自下而上进行灌浆，灌完一段，钻杆提升一段。采用这种方法虽不存在由于塌孔而造成反复的现象，施工工序较为简单，施工工效高，但由于钻杆与孔壁的空隙大，浆液容易从孔口冒出，不能达到一定的压力要求，灌浆质量难以保证。钻杆灌浆法的灌浆装置是钻杆，钻杆难以密封，对达到要求的灌浆压力有一定的限制。

(3)套管内另设注浆管灌浆法是指钻至终孔起钻后，将直径较小的灌浆管下入套管内，利用孔口装置将套管与灌浆管之间的间隙封闭，孔内可以达到一定的压力要求，但此种工艺由于套管内灌浆管较小，难以进行灌注浓浆、膏浆，灌浆效果不理想，且此工艺相对复杂，操作步骤繁琐，工效较低。套管内另设注浆管灌浆法的灌浆装置是封闭器与灌浆管，该装置主要是灌浆管管径较小，难以灌注浓浆、膏浆等浆液。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种施工工艺简单、施工进度快、灌浆质量和灌浆效果好的套管灌浆法，还提供该套管灌浆法中用到的一种灌浆装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种套管灌浆法，包括以下施工步骤：

1、跟管钻孔及护壁套管的埋设：灌浆前先利用跟管钻进技术进行钻孔至设计孔深，钻孔采用的机械可为锚杆钻机，钻进时钻头带动护壁套管进入孔内，终孔后取出钻头及钻杆，护壁套管留入孔内；所述护壁套管由多节子管通过螺纹连接而成，钻杆也是由多节子杆通过螺纹连接而成，每节子管与子杆的长度相匹配，每钻进一节子管(或子杆)的长度后，在孔口加接一节子管和子杆，直至孔底；

2、灌浆装置的组装：采用跟管钻进技术完成钻孔以后，先将拔管器移至孔口上方，孔口处的护壁套管套入拔管器出力方向，并在孔口护壁套管上方加接一连接套管，在连接套管管口安装带有压力表的密封盖头，密封盖头一侧有一突出管头与输浆管一端相连，输浆管另一端连接螺杆泵，灌浆装置组装完成；

3、孔底段灌浆：先在护壁套管内注满已配制好的浆液，再将套管提出基岩(提出的高度一般可为1.0m)，采用纯水泥浆进行基岩段灌浆直至灌浆结束；

4、第一次起拔套管：孔底段灌浆结束后，在保持一定压力(一般为0.2～0.5MPa)继续灌浆的同时利用拔管器缓慢拔动护壁套管，当拔管长度达到单节子管长度，或出现压力骤然下降或消失时，停止拔管，继续进行灌浆；当要取出拔管器上方拔出的护壁套管的子管时，灌浆应暂时中止；

5、覆盖层起始段的灌浆：在覆盖层起始段进行灌浆时，先采用浓的纯水泥浆灌注，在灌注量达到300L以上，且压力和注入率均无明显变化时，改用较稀的水泥膏浆灌注；当水泥膏浆灌注量达到500L以上，且压力和注入率均无明显变化时，改用较浓一级水泥膏浆灌注；反复灌注直至灌完最浓一级水泥膏浆(一般可采用7级浓度的膏浆逐级灌注)；

6、覆盖层连续段的灌浆：覆盖层连续段灌浆过程中，每一次起拔护壁套管、每一节段灌浆即重复上述步骤4、步骤5的施工操作，直至完成覆盖层连续段的灌浆，重复的次数视钻孔长度及灌浆节段长度而定；

7、孔口回填：当最后一节段(靠近孔口)的灌浆结束后，将剩余护壁套管的子管全部拔出，往孔内注入浓浆，直到浆液在孔内不再明显下沉为止，孔口用水泥砂浆抹平，灌浆结束。

上述套管灌浆法中，所述护壁套管的子管的长度为1.0～1.5m，钻杆的子杆长度可以和护壁套管的子管长度相等。

上述套管灌浆法中，所述连接套管一般应伸出拔管器0.2m以上(连接套管的长度一般可设为1m)，且直径与护壁套管相同，与护壁套管通过螺纹连接。

上述套管灌浆法的主要技术参数如下所示：