[发明专利]一种用于非开挖施工的地质改良方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地质改良方法，特别是涉及用于非开挖施工的地质改良方法，尤其涉及用于需要夯击钢套管的非开挖施工的地质改良方法。

背景技术

非开挖施工技术指利用各种岩土钻掘的设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，敷设、更换和修复各种地下管线的施工技术。非开挖施工技术被广泛应用于穿越河流、公路、铁路、建筑物以及在闹市区、古迹保护区、农作物和环境保护区等不允许或不能开挖条件下进行油气管线、燃气、电力、供排水管线、电讯、有线电视线路等的敷设、更修和修复。与传统的挖槽铺管的施工方法相比，具有不影响交通、环保、施工时间短、成本低、应用广泛等许多特点。

非开挖敷设施工技术即敷设各种地下管线的非开挖施工技术，目前最常用的非开挖敷设施工技术是定向钻技术。定向钻技术主要包括导向孔钻进和扩孔拉管三部分。先利用水平导向钻机、随钻测量仪和钻头沿着待敷设管线的设计轨迹钻进导向孔，然后回扩成孔，将孔径扩大到敷管所需的口径，并将管线同步或分布拉入孔内。钻头方向的控制主要依靠钻头斜面的定向调校，当需要转向时钻头停止旋转，在磁信号的作用下调整导向钻头斜面的方向，钻头在推力作用下转向阻力较小的轨道。

定向钻技术只适用于粘土、粉沙、亚粘土等有造浆能力和易成孔的地质结构，后来发展到对于不易崩塌的岩石地段。但是，对于砾石、砾砂、卵石等容易崩塌地层，采用定向钻技术铺设地下管线便存在一些问题。由于该类地质结构容易崩塌，不易成孔，使得扩孔和铺管的步骤不能正常进行。在该类地层中，如果在不采取一定技术措施条件下进行定向钻进铺管，铺设管道时，回拖阻力达到钻机的最大拉力，无法继续拖动管道，会造成管道和钻具损失的事故发生。

一旦遇到这样的地质结构，一种解决方法是钢套管隔离法。钢套管隔离法是利用气动夯锤将一定直径的钢套管沿着穿越设计曲线穿过容易崩塌地层，如砾砂层，并夯入不易崩塌的岩层，然后利用人工将钢套管内的砂卵砾石取出，再进行导向孔的钻进、扩孔等施工作业。比如在申请号为200710102766.0、名称为“水平定向钻穿越夯套管隔离卵砾石工艺方法”的中国专利中，对此技术便有相关描述。

利用钢套管隔离法进行定向穿越施工也会存在问题。在不同的地质结构中，岩层的风化情况不同。一般说来，岩层从上至下可分为强风化岩层、中风化岩层和微风化岩层，风化程度越低，表示岩层的硬化程度越高。在采用钢套管隔离法时，钢套管一般被夯至强风化岩层，而由于中风化岩层的阻力太大，钢套管无法夯入。因此，如果强风化岩层的厚度太小，并小于钢套管的直径，钢套管的管头便不能完全被岩层掩埋。如图1所示，钢套管的管头1不能完全被岩层30所掩埋，大部分位于砾砂层20。如果钢套管的管头不能完全被岩层掩埋，便会有两个问题存在，一是砾砂层中的水分会通过管头进入钢套管而导致无法进行人工掏土作业；二是在利用定向钻技术进行非开挖敷施工时仍然会碰到容易崩塌的砾砂层，而导致扩孔和铺管的步骤不能正常进行。

因此，在利用钢套管隔离法进行非开挖敷设施工过程中，如果碰到无法将钢套管的管头完全夯入岩层时，便需要一种新的方法来解决上面所说的两个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于非开挖施工的地质改良方法，所解决的技术问题是无法将钢套管的管头完全夯入岩层时，防止砾砂层的崩塌和砾砂层中的水分进入钢套管。

本发明所提供的用于非开挖施工的地质改良方法中，非开挖施工包括利用钢套管隔离法进行施工的步骤，即包括夯击钢套管的步骤，与现有技术所不同的是，本发明提供的方法还包括采用第一注浆使得钢套管的管头与周围地质之间形成完整的能防止崩塌和渗水的加固体。通过所形成的加固体，使得钢套管、岩层加上加固体形成一个完整的能防止崩塌和渗水的体系。采用本发明提供的方法进行地质改良，从而克服土质疏松导致的崩塌，并起到封水作用，以便进入钢套管进行掏土作业和进一步利用定向钻技术进行非开挖敷设或其它施工。