一种前进式定域双液注浆装置及施工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种前进式定域双液注浆装置及施工方法，装置包括封孔注浆口、辅助套管和注浆管，所述注浆管可拆卸的连接于所述封孔注浆口上，带有封孔注浆口的注浆管插入所述辅助套管中，所述辅助套管与所述封孔注浆口法兰连接；所述注浆管的长度大于所述辅助套管，以实现深部定域注浆。本发明专利技术的有益效果为：注浆管结构较为简单，适合现场制作；注浆装置及工艺过程简易，操作简便；PVC管价格相对低廉，大大节约施工成本；可实现控域注浆，确保地层均匀加固，无盲点，避免灾害发生；可多次重复注浆，避免再次选点开孔，缩短施工工期，经济效益高；适用范围广泛，适用于所有工程类需要加固的软弱地层。

【技术实现步骤摘要】
一种前进式定域双液注浆装置及施工方法
本专利技术属于岩土工程领域，具体涉及一种前进式定域双液注浆装置及施工方法。
技术介绍
在软弱砂土层进行浅埋隧道工程施工，常因开挖施工造成地层损失，甚至发生坍塌，危及施工人员和设备安全，且因地层损失引起地表沉降过大，致使周边环境造成破坏，给居民正常的生产生活带来严重影响。为确保施工安全，减小施工对环境的影响，目前国内外常采用注浆加固法对地层进行预加固。传统的注浆加固中，浆液在地层中的扩散具有随机性、分散性，难以实现控域注浆，浆液的损耗量较大，并且，若注浆压力或注浆量过大易造土体变形过大、发生地面隆起等事故；若注浆压力或注浆量过小，又达不到加固地层的效果，因此无法实现对地层的均匀加固。对地层进行分段注浆可具有对地层均匀加固的效果。为解决上述问题，目前常用的注浆管及工艺主要有袖阀管注浆、前进式裸孔注浆、膜袋注浆管注浆等方式。然而，袖阀管注浆工序多且复杂、操作过程繁琐，且对操作要求较高，工期较长，成本较高；前进式裸孔注浆不能实现定点区域强化注浆，且注浆钻孔较长时浆液往往不能沿钻孔全长均匀扩散，注浆效果较差；模袋注浆管注浆一次成孔，不能重复多次注浆，需用注浆管多造成浪费。CN102852535B，名称为《井下双液注浆器》的专利技术创造公开了一种井下双液注浆器，其包括嵌套在一起的注浆内管和注浆外管，所述注浆内管和注浆外管为两个独立的密闭管道。注浆内管包括依次相连的高压胶管接头I、短管I、密封接头、钻杆和喷射器，前述个部件相连形成密闭的注浆管路；所述短管I上设有回止阀I。但是该装置结构复杂，制作繁琐，一个注浆器只能进行一个孔的注浆，成本较高；该装置材料为钢管，无法通过复钻进行二次注浆；该注浆器加固范围有限，无法实现对不同深度地层的充分加固。
技术实现思路
本专利技术的目的就是克服已有技术的不足之处，提供一种前进式定域双液注浆装置及施工方法，解决上述软弱砂土层注浆存在的问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种前进式定域双液注浆装置，包括封孔注浆口、辅助套管和注浆管，所述注浆管可拆卸的连接于所述封孔注浆口上，带有封孔注浆口的注浆管插入所述辅助套管中，所述辅助套管与所述封孔注浆口法兰连接；所述注浆管的长度大于所述辅助套管，以实现深部定域注浆。辅助套管与封孔注浆口法兰连接，利用法兰可以方便实现对封孔。注浆管可拆卸的与封孔注浆口连接，当注浆管卸下时，封孔注浆口直接与辅助套管连接，通过辅助套管可以实现浅层注浆；当注浆管与封孔注浆口连接时，由于注浆管的长度大于辅助套管，可以实现地层的深部定域注浆。所述封孔注浆口包括位于所述辅助套管外部的孔口管，所述孔口管与封孔注浆口的法兰固定连接；所述辅助套管由法兰盘与钢管焊接而成。通过孔口管可以与注浆管连接，方便的实现注浆。辅助套管使用钢管，用于封孔及浅部注浆，且为注浆管提供固定支撑。所述注浆管为PVC注浆管，所述注浆管的侧壁上设有出浆孔，所述出浆孔呈梅花形布置，所述出浆孔布置在需注浆区域。在PVC注浆管的侧壁设置梅花形出浆孔，可以通过调节PVC管出浆孔的布置位置及C-S双液的初凝时间来实现定域注浆。所述注浆管的端部设有止浆尖帽；所述注浆管通过转换接口与所述封孔注浆口连接，所述注浆孔被防水胶带包住。注浆管的端部设有止浆尖帽，既可以避免砂土进入管内防止堵塞，又可以有效的控制注浆范围，避免浆液向地层深部的流失，另一方面，尖帽特有的形状便于注浆管向钻孔插入。注浆孔被防水胶带包住，可以防止PVC管伸入钻孔过程中砂土进入管内造成堵塞。注浆时利用注浆压力，使浆液将防水胶带冲开。一种前进式定域双液注浆装置的施工方法，包括以下步骤：步骤1：在软弱地层的设定位置进行第一次钻孔，所述第一次钻孔与辅助套管的长度相适应，将所述辅助套管置于所述钻孔内，并进行所述辅助套管的封固；步骤2：使用小于所述辅助套管内径的钻头，伸入所述辅助套管进行二次钻孔，所述二次钻孔的孔深比所述第一次钻孔孔深大设定值，之后将封孔注浆口与所述辅助套管连接，通过所述封孔注浆口对浅层地层进行注浆，在浆液初凝设定时间后取下所述封孔注浆口；步骤3：使用钻头伸入所述辅助套管进行三次钻孔，所述三次钻孔的孔深与所需注浆深度相匹配，之后将封孔注浆口与所述辅助套管连接，通过所述封孔注浆口对地层进行深部注浆。前进式注浆是在钻好的注浆孔中，将注浆孔分段，每一段注浆孔中，自外而内通过注浆加固岩土体，可实现对不同钻孔深度岩土体的均匀加固。与后退式注浆、一次成孔注浆相区别。利用多次钻孔和注浆，可以实现定点区域强化注浆，即使注浆钻孔较长，也能实现沿钻孔全长的均匀扩散，注浆效果得到大大的改善。其中，步骤1中，所述辅助套管的封固方法为：将封孔注浆口与所述辅助套管连接，并从所述封孔注浆口处注入套管封固浆液，所述套管封固浆液充满所述辅助套管后，从钻孔内壁与所述辅助套管外壁间返回并逐渐凝固，封固辅助套管，所述套管封固浆液初凝设定时间后取下封孔注浆口。利用第一次钻孔和注浆，既可以实现对辅助套管的封固，又可以起到对浅层地层的注浆加固效果。所述套管封固浆液的初凝时间为15s～25s，水灰比为1:1.1。步骤3中，先缓慢注入一定量的C-S浆液(水泥-水玻璃浆液)，所述C-S浆液的初凝时间为15s-30s，此时浆液从出浆孔往回返将钻孔浅部区域充满且C-S浆液恰好初凝，之后再根据现场情况注入合适比例的C-S浆液，进行深部注浆。步骤3中，根据所述所需注浆深度，进行多次复钻和分段注浆。步骤3中，如果检查发现注浆效果不佳，再次复钻，并按照步骤2或步骤3进行补充注浆。本专利技术的有益效果是：(1)注浆装置结构较为简单，适合现场制作；(2)注浆装置及工艺过程简易，操作简便；(3)通过控制PVC管出浆孔位置及C-S双液初凝时间，实现控域注浆，确保地层均匀加固，无盲点，避免灾害发生；(4)若检查发现注浆效果不佳可直接进行复钻，避免再次选点开孔，节约人力物力，缩短施工工期；(5)PVC管价格相对低廉，封孔注浆口可重复利用，经济效益高；(6)适用范围广泛，适用于所有工程类需要加固的软弱砂土地层。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为封孔注浆孔与辅助套管示意图；图3为封孔注浆孔与PVC注浆管示意图；图4为C-S浆液的初凝时间与配比关系参考图(水灰比为1:1)。图中：1为注浆口；2为法兰盘；3为钢制套管；4为钢管；5为转换接口；6为PVC管；7为PVC管接口；8为出浆孔；9为防水胶带；10为止浆尖帽；11为封孔注浆口；12为辅助套管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。一种前进式定域双液注浆装置，主要由辅助套管12、PVC注浆管、封孔注浆口11组成。其中，封孔注浆口11包括依次连接的注浆口1、钢管4和法兰盘2。辅助套管由法兰盘2与钢制套管3焊接而成，其内径大于PVC注浆管的外径。PVC注浆管由PVC管6、PVC管接口7与止浆尖帽10组成，PVC管6与钢管4通过转换接口5连接。PVC管6上布置梅花形出浆孔8。辅助套管12与封孔注浆口11通过法兰盘2连接可实现封孔及浅层注浆，封孔注浆口与PVC注浆管连接后，再伸入辅助套管，可实现深部定域注浆。调节PVC管出浆孔的布置位置及C-S双液的初凝时间来实现定域注浆，C-S双液初凝时间为15～30s为宜。PVC注浆管制作材料为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前进式定域双液注浆装置，其特征在于：包括封孔注浆口、辅助套管和注浆管，所述注浆管可拆卸的连接于所述封孔注浆口上，带有封孔注浆口的注浆管插入所述辅助套管中，所述辅助套管与所述封孔注浆口法兰连接；所述注浆管的长度大于所述辅助套管，以实现深部定域注浆。

【技术特征摘要】
1.一种前进式定域双液注浆装置的施工方法，所述的前进式定域双液注浆装置包括封孔注浆口、辅助套管和注浆管，所述注浆管可拆卸的连接于所述封孔注浆口上，带有封孔注浆口的注浆管插入所述辅助套管中，所述辅助套管与所述封孔注浆口法兰连接；所述注浆管的长度大于所述辅助套管，以实现深部定域注浆；当注浆管卸下时，封孔注浆口直接与辅助套管连接，通过辅助套管可以实现浅层注浆；所述注浆管为PVC注浆管，所述注浆管的侧壁上设有出浆孔，所述出浆孔呈梅花形布置，所述出浆孔布置在需注浆区域；所述注浆管的端部设有止浆尖帽；所述注浆管通过转换接口与所述封孔注浆口连接，所述注浆孔被防水胶带包住；所述封孔注浆口包括位于所述辅助套管外部的孔口管，所述孔口管与封孔注浆口的法兰固定连接；所述辅助套管由法兰盘与钢管焊接而成，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：在软弱地层的设定位置进行第一次钻孔，所述第一次钻孔与辅助套管的长度相适应，将所述辅助套管置于所述钻孔内，并进行所述辅助套管的封固；所述辅助套管的封固方法为：将封孔注浆口与所述辅助套管连接，并从所述封孔注浆口处注入套管封固浆液，所述套管封固浆液充满所述辅助套管后，从钻孔内壁与所述辅助套管外壁间返回并逐渐凝固，封固辅助套管，所述套管封固浆液初凝设定时间后取下封孔注浆口；步骤2：使...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘人太，张世杰，张兵，贾广辉，张连震，白继文，王洪波，郑卓，刘建国，
申请(专利权)人：山东大学，山东新阳能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37