[发明专利]胶囊密封灌浆法及其密封装置

说明书

本发明涉及到一种胶囊密封灌浆法及其密封装置，它主要用于在软弱地基处理中的钻孔灌浆过程中以及隔水、止水帷幕的施工过程中。

现有的灌浆方法有许多种，如打花管灌浆法、套管护壁法、边钻边灌法、泥浆护壁法和袖阀管法等，其中以袖阀管法最为先进。袖阀管法是法国的Soletanche公司首创，在这种方法中，钻孔采用泥浆护壁;然后将带有射浆孔的钢管或塑料管-袖阀管插入孔中，为了避免泥浆进入袖阀管，应将射浆孔用橡皮套套住;在钻孔和袖阀管外壁之间浇注套壳料;待套壳料具有一定的强度后，在袖阀管中放入带双塞的灌浆管进行灌浆。该方法具有灌浆压力大，冒浆的可能性小、成孔容易等特点，但袖阀管被具有一定强度的套壳料胶结，难于拔出重复使用，耗费管材较多;灌浆长度不能随地层情况调整;套壳料凝聚需要较长的时间，影响施工进度。

本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提出一种能有效地提高灌浆效果、节约经费、缩短工期的胶囊密封灌浆法及其密封装置。

采用上述胶囊密封灌浆法的主要原理是，当胶囊（如橡胶囊）加压时，胶囊膨胀，同时由于在胶囊的上下两端设置了刚性端板，从而限制了胶囊的纵向膨胀，胶囊的膨胀主要发生在侧向，胶囊的侧向膨胀使胶囊壁紧贴灌浆装置的管子和钻孔壁，在钻孔内形成密封圈，从而在灌浆时可以有效地防止冒浆现象的发生。胶囊外侧壁与钻孔壁的摩擦力和胶囊内的压力成正比，增加胶囊内压力时，灌浆压力可以相应地增加，因而灌浆时可以采用很高的灌浆压力;减少胶囊内压力时，胶囊与钻孔壁的摩擦减小，从而可以通过灌浆压力使胶囊向上移动，使灌浆作业可以连续进行。

用穿过胶囊的灌浆管和进水管配合作业，一方面可以清除孔底的泥浆与沉渣，另一方面，通过进水管高压射水，灌浆管排出泥砂，可以在孔底形成扩大头，从而提高灌浆桩的承载力。

胶囊密封装置的基本特点是：胶囊为一空心的圆柱形状，圆柱的外直径比钻孔径略大，圆柱的内直径根据穿越胶囊的管子直径和数量而定。圆柱的长度根据钻孔直径、灌浆压力来选择;为了使胶囊只发生侧向膨胀，在胶囊上、下两端设置刚性端板;穿越胶囊的灌浆设备中的管子可以是1-4根，但至少有一根灌浆管，根据需要还可以设置进水管和排气管;胶囊连接有一加压装置，用于给该胶囊内加压。对胶囊加压可以采用注水加压或充气加压办法。为了保证穿越的管子与胶囊之间的密封性能，在穿越管子时，在管子的穿越部分粘贴上柔软、密封性能好的材料（如橡胶海棉等）;胶囊的材料采用高强、柔性好、密封性能好、耐磨的橡胶或其它非金属材料。将灌浆设备的管子下端穿越在胶囊的内孔，并用连接件将胶囊的上下端板与灌浆设备的管子固定牢靠，再将其插入所钻的孔中，对胶囊内加压（充气或充水），胶囊的内、外侧壁分别和管子、钻孔壁紧贴在一起，胶囊在钻孔内形成密封圈。

这种胶囊密封灌浆法的具体步聚如下：

（1）根据地层情况选用钻机钻孔，当孔壁易塌落时，采用泥浆护壁;

（2）根据设计要求选用灌浆设备和胶囊，胶囊直径略大于桩孔直径，将胶囊穿置在灌浆设备的管子上，并将该胶囊与一加压装置连接，然后将其插入所钻孔的孔底;

（3）通过加压装置对胶囊加压，使胶囊外侧壁紧贴孔壁，胶囊内侧壁密封层紧贴灌浆设备的管子，从而使胶囊在孔中起密封圈作用;

（4）用灌浆管进行压力灌浆，灌浆时压力由小到大逐渐增加，并仔细观察胶囊的稳定情况，当胶囊出现向上移动时，加大胶囊压力使之稳定，达到规定的灌浆压力后，保持灌浆压力直至稳定;

（5）当灌浆达到设计要求后，减小灌浆压力，随后缓慢减小胶囊压力，直到胶囊出现缓慢的向上移动为止;

（6）胶囊移动至预定的位置后，增加胶囊压力，使之形成密封圈;

（7）重复（4）以后的步聚，直至完成整个钻孔的灌浆作业。

当孔底有泥浆或沉渣需要清理时，在上述步聚（3）以后，利用穿过胶囊中部的进水管和灌浆管，用进水管压入清水，用灌浆管抽出泥浆和沉渣。当需在桩底形成扩大头时，在上述步聚（3）后用进水管喷射高压水流切割孔底，用灌浆管抽出泥砂，在孔底形成扩大头。

通过加压装置，可以采用注水加压或充气加压的办法对所述胶囊进行加压。

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的原理和设备示意图;

图2为图1中的Ⅰ-Ⅰ剖面图。