一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管灌浆方法技术

本申请提供一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管灌浆方法，包括以下步骤：在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；开环；诱导注水：开环后以大于等于诱导压力的注水压力持续往所述灌浆管内注入高压水；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。本申请满足了复杂未知地质条件下灌浆的需求，采用诱导注水法，即检验了当前的地质环境，又打通了灌浆通道，继而在单排孔条件下形成了足够厚度的帷幕，且由于使用套阀管，可反复灌浆，利于大坝整体长期、安全、稳定运行，同时满足地质条件解析、打开灌浆通道、指导选择浆材三方面的需求。

【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，无法解决涌水涌沙的问题。套阀管灌浆为一种由下至上的灌浆方法，其通过在灌浆孔内下入套阀管，并在套阀管外注入套壳料保证套阀管的垂直度；该灌浆方法由于可分段针对特定段次进行精准灌浆，且可避免重复扫孔，因此效率更高。套阀管为底部封口，环设有若干出浆孔的管道，其每环出浆孔外紧箍有止浆环，套阀管灌浆中，首先需要开环，开环的操作步骤是将水注入套阀管的卡塞之间，加压使水首先突破套阀管上的止浆环，而后突破套壳料，进入原始地层中。此时，压力即迅速下降，常规灌浆中，在开环后进行简易压水即会立即停止注水，并开始进行灌浆直到结束。
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深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管灌浆方法。第一方面，本申请提供一种适用于深厚覆盖层永久性帷幕的套阀管灌浆方法，包括以下步骤：在当前灌浆段的套阀管内下入卡塞；开环：往灌浆管内注水并达到开环压力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。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灌注。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时；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，所述诱导压力大于等于3MPa。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。根据本申请实施例提供的技术方案，所述硫铝酸盐水泥基水下不分散膏浆的终凝时间为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、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，又打通了灌浆通道；不管当前地层是何种情况，采用高压水诱导1小时以上，如当前地层可经受长时间的诱导压力下水的冲击，则检验出受灌段周边受灌地层相当密实，渗透性较低，长期运行下当比较放心，灌注时简单灌注即可；反之，如果高压注水下发生劈裂，则说明当前地层渗透性较高，此时会打开形成大的灌注通道；灌注时需要将灌注通道灌注封堵；因此高压诱导注水在检验了地层的密实度和渗透性实现受灌地层的快速均化，为后续的灌浆做好铺垫，可极大地提升灌浆效果和效率；进而形成有效永久的阻水帷幕；实现了对灌浆总体效果的检验，与工程实际衔接性好；且诱导压力可根据受灌段的实际运行情况进行调整，便于推广和适用。2、在单排孔条件下形成了成足够厚度的帷幕，按照常规的灌浆做法，需要3排以上的灌浆孔才能实现足够厚度的阻水帷幕；而本方案中，由于诱导注水中形成了大的灌注通道，因而相应地在灌浆时形成了厚实的阻水帷幕；且诱导注水的时间越长，越可形成更厚的灌浆帷幕，地层密实度也越高，灌浆帷幕的运行安全越有保证。3、可反复灌浆；由于本申请中采用套阀管灌浆，全部灌浆结束，运行一段时间(如几年)后，如果发现运行监测异常，可以再次通过已埋设好的套阀管重新进行诱导灌浆，此时所用的诱导压力应比第一次灌浆时的诱导压力要高；诱导法进行补强，可以在运行监测数据发现异常后的第一时间处理，对大坝整体长期、安全、稳定运行极为有利。综上所述，本申请采用诱导灌浆法同时满足地质条件解析、打开灌浆通道、指导选择浆材和保证大坝长期安全稳定运行这四方面的需求。通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1和图2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灌浆方法，其特征在于，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：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

【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灌浆方法，其特征在于，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；
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。


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套阀管灌浆方法，其特征在于，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。


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灌浆方法，其特征在于，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；...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗敦峰，郭万红，孙亮，韩伟，肖恩尚，赵明华，徐文峰，喻云龙，唐玉书，蒋志勇，
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