一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法技术

本申请提供一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法，所述永久性帷幕的二序孔采用套阀管灌浆，包括以下步骤：在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；开环直至进水稳定：往灌浆管内注水并达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；化学浆灌注：以设定压力往灌浆管内注入化学浆；若化学浆灌注中灌注压力突降或注入率突增，则将灌浆液由化学浆更换为水泥基材料；水泥基材料灌注至将近结束标准时再更换为化学浆灌注。本申请对二序孔灌浆中采用化学灌浆先于水泥基材灌浆的反向灌浆顺序，形成反向梯次灌浆，有效地将初步形成的阻水帷幕中的微小缝隙、大缝隙及通道均进行了封堵。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法
本申请涉及一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法。
技术介绍
帷幕灌浆是将浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成连续的阻水帷幕，以减小渗流量和降低渗透压力的灌浆工程。帷幕灌浆在闸坝的岩石或砂砾石地基中采用灌浆建造防渗帷幕的工程。帷幕顶部与混凝土闸底板或坝体连接，底部深入相对不透水岩层一定深度，以阻止或减少地基中地下水的渗透；与位于其下游的排水系统共同作用，还可降低渗透水流对闸坝的扬压力。对于已经进行了混凝土防渗墙施工或进行过灌浆的工程，由于工程下游出现涌水涌沙而需要进行帷幕补灌的时候，受灌段的地质情况与地层的原始状态有很大差别。且在补灌中，由于之前灌浆中留下的预埋管垂直度往往不佳，相当多的预埋管钻孔都难以进行；因此在补灌时只能依赖新布的一排灌浆孔，因此用常规的灌浆方法无法在单排孔条件下形成足够厚的阻水帷幕。由于补灌中的项目经常是已经运行多年，该排孔遇到的各种地层是经过防渗墙和原来的墙下帷幕灌浆处理过的，与原始的地质状态有着很大不同，因此灌浆前对受灌部位和受灌体的实际状况没有办法进行判断。因此，普通的灌浆方法无法满足上述补灌工程的灌浆需求，特别是在高水头、动水条件下、深厚覆盖层、永久性帷幕、控制灌浆等高难度条件下，常规的灌浆方法形成的阻水帷幕阻水效果、可靠性均不好，依旧无法解决涌水涌沙的问题。化学灌浆时利用压力将化学浆液注入基岩、覆盖层、裂缝等需处理的工程部位，使其充填、扩散、胶凝、固结，达到防渗堵漏、补强加固等目的的工程措施；化学灌浆具有压力高且稳定可靠的优点，可让化学浆液完全进入砼结构深层微小裂缝内部，止水效果好。化学灌浆灌浆液技术成熟，品种齐全，基本上都已实现了单组份成品化生产，不需现场调配，质量稳定，开桶即可使用。浆液耐化学腐蚀，固化后无毒、环保、可永久防水。帷幕灌浆中，常规的灌浆方法为优先灌一序孔，再灌二序孔，且二序孔灌浆方法和一序孔一致。在常规灌浆中基岩和覆盖层的化学灌浆多在水泥灌浆之后进行。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种适用于高水头、动水条件下、深厚覆盖层、永久性帷幕、控制灌浆等高难度条件下的适用于适用于深厚覆盖层永久性帷幕的控制灌浆方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的控制灌浆方法，二序孔采用套阀管灌浆，且包括以下步骤：在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；开环直至进水稳定：往灌浆管内注水并达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；化学浆灌注：以设定压力往灌浆管内注入化学浆；若化学浆灌注无效，则将灌浆液由化学浆更换为水泥基材料；水泥基材料灌注至将近结束标准时再更换为化学浆灌注。根据本申请实施例提供的技术方案，所述化学浆包括第一化学浆和第二化学浆；所述第一化学浆的黏度不大于30mPa.s，凝结时间范围为20min－40min；所述第二化学浆的黏度不大于30mPa.s，凝结时间范围为5min－15min；所述化学浆灌注具体包括：以设定压力往灌浆管内注入第一化学浆；若第一化学浆灌注无效，则将灌浆液由第一化学浆更换为第二化学浆。根据本申请实施例提供的技术方案，与所述二序孔对应的一序孔采用套阀管灌浆，且包括以下步骤：在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；开环：往灌浆管内注入高压水以达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；诱导注水：开环后以诱导压力持续往所述灌浆管内注入高压水，以检验当前受灌段的渗透性，并在渗透性较高的受灌段冲击形成灌注通道；所述诱导压力P诱导同时满足以下两个公式：P诱导≥1.5＊P水头+P阻－P静水(公式一)；P诱导≥P水头+1(MPa)+P阻－P静水(公式二)；P水头为当前受灌段所承受的水头压力；P阻为套阀管开环的临界阻力；P静水当前孔内静水压力；判断诱导注水状态达到诱导结束条件时，结束诱导注水；根据诱导注水情况进行灌浆，以形成厚实的阻水帷幕。根据本申请实施例提供的技术方案，所述诱导结束条件为：诱导结束条件a：注水压力达不到诱导压力，或，诱导结束条件b：灌注流量接近或等于灌浆泵的最大值，或，诱导结束条件c：注水压力持续保持在诱导压力附近且诱导注水时间达到设定时长；所述设定时长的范围为大于等于60min。根据本申请实施例提供的技术方案，根据诱导注水情况进行灌浆具体为：若诱导注水以诱导结束条件a或诱导结束条件b结束，则往灌浆管内注入双液浆或者硫铝酸盐水泥基水下不分散膏浆；若诱导注水以诱导结束条件c结束，且诱导注水时的灌注流量大于设定流量，则往灌浆管内注入硅酸盐水泥基水下不分散膏浆；若诱导注水以诱导结束条件c结束，且诱导注水时的灌注流量小于等于设定流量，则往灌浆管内注入化学浆材料。根据本申请实施例提供的技术方案，若诱导注水以诱导结束条件c结束，且进行硅酸盐水泥基水下不分散膏浆灌注或化学浆材料灌注中；若灌浆中注入率持续上升且大于30L/min；将当前灌浆液更换为用硫铝酸盐水泥基水下不分散膏浆或双液浆高压大流量持续注入。根据本申请实施例提供的技术方案，所述设定流量的范围为小于等于80L/min。根据本申请实施例提供的技术方案，所述双液浆由0.5：1普通水泥浆掺加体积比为10％－20％的水玻璃组成；所述硫铝酸盐水泥基水下不分散膏浆的终凝时间范围为20min～60min。根据本申请实施例提供的技术方案，所述硅酸盐水泥基水下不分散膏浆的初凝时间不大于12h，终凝时间不大于18h。根据本申请实施例提供的技术方案，所述化学浆为环保型丙烯酸盐类化学浆或硅溶胶。本专利技术的优点在于：1、在二序孔灌浆中，采用化学灌浆先于水泥基材灌浆的反向灌浆顺序，使得地层的微小缝隙可得到很好地填充，从而与一序孔形成的初步阻水帷幕一起形成密实、可靠的阻水帷幕；本方案优选地使用在一序孔灌浆范围较广和灌浆强度较大的情况下，该情况中由于二序孔的地层周围大多已经形成初级的阻水帷幕，如采用常用的水泥基材优先的灌浆方法，因水泥基浆材将孔壁封堵，化学浆材根本无法灌入地层中，因此即使后续再采用化学灌浆效果已经不佳，从而影响到整体阻水帷幕的密实度，而本方案中采用化学灌浆优先的方法恰好可将上述微小缝隙和通道封堵，尤其是在优选方式中，采用凝结时间相对较长的第一化学浆、凝结时间相对较短的第二化学浆和水泥基材料逐步反向梯进，提高了整个阻水帷幕的密实度、强度、可靠性及永久性；同时本申请的优选方案，还具有以下优点：1、满足了地质条件复杂且未知的灌浆项目需求，例如早期防渗墙和墙下帷幕施工过程中对原地层形成很大影响；高水头下运行多年，墙体和帷幕耐久性已经出现问题，但补灌时的地质情况不清楚这种复杂和高难度的工程环境；本申请颠覆常规灌浆工程的常规操作，采用诱导注水法，即用高的诱导压力长时间冲击受灌段，即检验了当前的地质环境，又打通了灌浆通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法，其特征在于，二序孔采用套阀管灌浆，且包括以下步骤：/n在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；/n开环直至进水稳定：往灌浆管内注水并达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；/n化学浆灌注：以设定压力往灌浆管内注入化学浆；/n若化学浆灌注无效，则将灌浆液由化学浆更换为水泥基材料；水泥基材料灌注至将近结束标准时再更换为化学浆灌注。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法，其特征在于，二序孔采用套阀管灌浆，且包括以下步骤：
在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；
开环直至进水稳定：往灌浆管内注水并达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；
化学浆灌注：以设定压力往灌浆管内注入化学浆；
若化学浆灌注无效，则将灌浆液由化学浆更换为水泥基材料；水泥基材料灌注至将近结束标准时再更换为化学浆灌注。


2.根据权利要求1所述的一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的控制灌浆方法，其特征在于，所述化学浆包括第一化学浆和第二化学浆；所述第一化学浆的黏度不大于30mPa.s，凝结时间范围为20min－40min；所述第二化学浆的黏度不大于30mPa.s，凝结时间范围为5min－15min；
所述化学浆灌注具体包括：
以设定压力往灌浆管内注入第一化学浆；
若第一化学浆灌注无效，则将灌浆液由第一化学浆更换为第二化学浆。


3.根据权利要求2所述的一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法，其特征在于，与所述二序孔对应的一序孔采用套阀管灌浆，且包括以下步骤：
在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；
开环：往灌浆管内注入高压水以达到开环压力，以将套阀管外的止浆环和套壳料冲开，将水注入地层中；
诱导注水：开环后以诱导压力持续往所述灌浆管内注入高压水，以检验当前受灌段的渗透性，并在渗透性较高的受灌段冲击形成灌注通道；所述诱导压力P诱导同时满足以下两个公式：
P诱导≥1.5＊P水头+P阻－P静水(公式一)；
P诱导≥P水头+1(MPa)+P阻－P静水(公式二)；
其中P水头为当前受灌段所承受的水头压力；P阻为套阀管开环的临界阻力；P静水为当前孔内静水压力；
判断诱导注水状态达到诱导结束条件时，结束诱导注水；
根据诱导注水情况进行灌浆，以形成厚实的阻水帷幕。


4.根据权利要求3所述的一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管反向灌浆方法，其特征在于，所述诱导结束条件为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗敦峰，王晓飞，郭万红，孙亮，赵明华，石峰，李文书，蒋志勇，付成，张家俊，
申请(专利权)人：中国水电基础局有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12