一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法技术

本发明专利技术公开了一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法，包括以下步骤：在高喷钻灌一体机的喷嘴处设置逆止球阀；采用高喷钻灌一体机进行钻孔作业，钻孔过程中使用的高压介质包括以下重量份数的组分：水泥75份、膨润土45份、粘土粉180份、水玻璃6份以及水300份；钻孔完成后，直接进行灌浆作业，同时从孔口加入6‑9份的水泥速凝剂。本发明专利技术的有益效果：本发明专利技术能够解决钻孔接长钻杆过程中因停风导致的孔内细粒回落至喷嘴处对喷嘴造成的堵塞以及钻孔过程中孔内漏失水严重的问题；与此同时，采取逆止球阀措施避免了钻灌一体机使用风与泥浆作为钻孔介质对地层的扰动、减小了钻孔孔径、提高了钻孔效率，降低了钻渣处理及钻孔护壁的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及灌浆施工
，具体来说，涉及一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法。
技术介绍
高喷钻灌一体化高喷灌浆技术原理与常规的高喷灌浆技术原理相同，但高喷钻灌一体机对施工机具进行了较大创新和改进，高喷钻灌一体机成套设备融钻孔和高喷灌浆为一体，在钻杆内安装水、气、浆高压喷射管路，配备输送水、气、浆及相应的提升设备，将钻喷一体的液压步履式台车移动至钻孔位置，利用带有喷射孔的钻头进行钻孔施工，钻进时，高压浆泵输送高压冲洗液介质，打开空压机输送高压气体，高压冲洗介质与高压气体辅助钻头完成地层切削，同时，高压介质起到清孔、形成浆皮固壁以及冷却钻头作用。钻孔完成后，不需要提钻，可直接进行高喷作业，并通过调整不同的模块,来实现不同的高喷灌浆工艺，即按设计要求可适时选择旋喷、定喷、摆喷工艺，从而使钻孔和高喷灌浆工序不间断而连续完成。赣江金滩堤原设计防渗采用射水造墙防渗施工完成后，2016年3月18日至25日赣江水位涨至46m高程后，通过干堤后布置的测压孔观测发现：干堤堤后测压管与堤外赣江水位变化关系非常密切，且干堤堤基下部砾石层和粉砂层基础透水性较强，推测干堤后产生的泡泉、潜水渗漏及与干堤基础渗漏存在较强的关联性，为此，业主组织设计、监理、施工四方研究决定对该干堤基础射水幕墙采取高喷灌浆补强。高喷灌浆布置在原设计射水墙迎水面侧，距射水墙轴线控制在45cm，以保证高喷墙与射水墙有效衔接。为满足抢险施工强度需求，射水墙补强采用钻灌一体机施工，但施工过程中发现高喷一体机在砾石层和粉砂层中存在4个方面的问题，严重影响施工进度。1、赣江干堤基础粉砂层及砾石基础透水性强，钻孔过程中，砾石基础失水严重，加上砾石层孔壁坍塌，极易产生卡钻现象；2、高喷一体机钻孔时，因采取风水联合进行土体切割、并作为冷却冲洗用液，致使相邻孔间距达1.4m时，出现串浆、串气现象；局部地段在孔间距达2.8m时，仍有串漏现象，说明高喷一体机钻孔过程对基础扰动较大；3、高喷钻灌一体机采用水、气混合物作为钻孔冲洗、冷却用液，钻杆接长时，因喷嘴位置低，孔底泥浆中砂粒含量大，喷嘴静置在泥砂沉淀中后，极易造成喷嘴堵塞，严重影响钻孔及喷灌作业正常运行；4、高喷钻灌一体机钻孔进入失水地层后，孔内漏失水严重致使沉淀闭气后回落在钻头周围，多次造成孔内埋钻事故，影响施工进度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法，能够解决钻孔接长钻杆过程中因停风导致的孔内细粒回落至喷嘴处对喷嘴造成的堵塞以及钻孔过程中孔内漏失水严重的问题。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法，包括以下步骤：1)在高喷钻灌一体机的喷嘴处设置逆止球阀；2)采用高喷钻灌一体机进行钻孔作业，钻孔过程中在失水地段堵漏使用的堵漏材料包括以下重量份数的组分：水泥75份、膨润土45份、粘土粉180份、水玻璃6份以及水300份；3)钻孔完成后，直接进行灌浆作业，同时从孔口加入6-9份的水泥速凝剂。进一步的，步骤2)中关闭高喷钻灌一体机的供气管路。本专利技术的有益效果：首次提出了采取“高比重、低粘度、快凝结、低强度”泥浆固壁的施工原则，高比重泥浆达到了携带颗粒出孔，减少孔内沉淀的目的；低粘度、快凝结泥浆在孔壁周边形成了较薄的泥皮“封闭圈”；使高喷过程迅速完成了破壳切割，保证了喷浆达到较大的扩散范围；通过在高喷钻灌一体机喷嘴处设置逆止阀，解决了钻孔工作过程中接长钻杆时因停风导致的孔内细粒回落至喷嘴处对喷嘴造成堵塞的问题，同时避免了钻灌一体机使用风与泥浆作为钻孔介质对地层的扰动、减小了钻孔孔径、提高了钻孔效率，降低了钻渣处理及钻孔护壁的成本。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的实施例所述的采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法包括以下步骤：1)在高喷钻灌一体机的喷嘴处设置逆止阀；在实际工作中，在仅采取水(泥浆)作为冲洗液工作状态时，在喷嘴上安设一个球形小钢珠和钢珠弹出轨道和储存仓作为拍门式逆止式阀门，保护泥浆内细颗粒在钻孔过程中不能进入喷嘴内；喷浆阶段在水、气混合液的冲击下，将钢珠从喷嘴出口弹开进入钢珠储存仓，并在水、气混合液的作用下打开喷嘴出口，从而保证喷嘴能在正常状态下作业。如果需要采取风、水(泥浆)作为钻孔冲洗作业时，喷嘴保护装置制作为“袖阀式”逆止阀式结构，利用橡皮套在喷嘴气孔上达到逆止阀的目的，即在钻杆接长风管关闭时，阀套阻止泥浆内砂粒进入喷嘴气孔内，恢复供气后，能很容易的保证能快速打开，保护钻杆接杆过程中不堵塞。在喷嘴处设置逆止阀解决了钻孔接长钻杆过程中因停风导致的孔内细粒回落至喷嘴处对喷嘴造成的堵塞问题，保证了一体机钻孔至孔底后，能自下而上顺利转入喷射作业工序，保证工艺衔接有序、且耗时最短，提高了工作效率；2)采用高喷钻灌一体机进行钻孔作业，钻孔过程中在失水严重地段堵漏使用的堵漏材料包括以下组分：水泥75kg、膨润土45kg、粘土粉180kg、水玻璃6kg以及水300kg。上述配制的堵漏材料利用了粘土浆固化后强度低的特点，又结合了膨又结合了膨润土在水化过程中的膨化特点，使得在同样灰水比情况下的泥浆配比，本专利技术泥浆浓度较大，加入固化促凝剂后，很容易对砾石孔隙进行封闭，从而快速解决砾石失水地层的封堵问题。另外，上述配制的泥浆强度低，便于喷灌时的破壳。3)钻孔完成后，直接进行灌浆作业，同时从孔口加入6-9kg水泥速凝剂；在灌浆过程中加入水泥速凝剂，从而加快了高喷桩体的凝结速度，减小了喷射过程中相邻孔出现串浆、串气现象，防止灌浆喷射过程对相邻地层及已喷灌孔的扰动，保证高喷墙体的连续性。在上述施工方法的步骤2)中，施工者可以关闭高喷钻灌一体机的供气装置，在钻孔的过程中只采用高压介质作为冲洗液对喷嘴进行清洗。上述清洗方式不仅可以有效减小钻孔孔径，减少钻孔过程对地层的扰动，而且可提高钻孔的速度。本专利技术的原理：高喷钻灌一体机在钻杆接长过程中，需停水(泥浆)、停风完成接钻杆作业，停风、停水(泥浆)后，孔内沉淀快速回落至孔底部位，造成孔底泥浆内泥砂含量大，因输水(浆)管口和喷嘴此时处于钻孔底部，泥砂极易进入管口和喷嘴造成堵塞。采取加大孔内泥浆浓度，使泥浆具有较大的浮托力使粉砂细颗粒随泥浆流出孔外，在钻孔输水(浆)管口处形成流动的浆层，输水(浆)恢复正常输送后，钻杆内外的流体可迅速贯通；但喷嘴处的泥浆内含有细小颗粒后，极易造成喷嘴堵塞。因此，需要对喷嘴采取保护措施或将喷嘴制作成逆止阀的形式，保证管内水、气混合体能进入孔内，达到高喷灌浆的工艺参数要求，同时，满足孔内浆液中的细小颗粒不得进入喷嘴内的目的。在砾石强失水地层钻孔时，既要求护壁泥浆具有快凝、高胶体率和扩散度小的特性，便于砾石地层孔隙的封堵；又要求孔壁上形成的泥皮厚度较小、强度较低，便于高喷施工破壳切割时，其破壳阻力不影响高喷切割半径，保证浆液扩散范围满足工艺参数要求。另外，高喷钻灌一体机钻孔施工时，不能采取其它钻孔方式常用的孔内回填粘土、回填混凝土及灌注水泥砂浆等惰性材料封堵的方法处理失水地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在高喷钻灌一体机的喷嘴处设置逆止球阀；2)采用高喷钻灌一体机进行钻孔作业，钻孔过程中在失水地段堵漏使用的堵漏材料包括以下重量份数的组分：水泥75份、膨润土45份、粘土粉180份、水玻璃6份以及水300份；3)钻孔完成后，直接进行灌浆作业，同时从孔口加入6‑9份的水泥速凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种采用高喷钻灌一体机进行灌浆的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在高喷钻灌一体机的喷嘴处设置逆止球阀；2)采用高喷钻灌一体机进行钻孔作业，钻孔过程中在失水地段堵漏使用的堵漏材料包括以下重量份数的组分：水泥75份、膨润土4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敦刚，
申请(专利权)人：中国水利水电第十一工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41