一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法及设备，其包括如下步骤：从孔口封闭器中下入与钻杆连接的低返浆高压旋喷复合钻具，并向下开钻第一设定距离，同时自上而下向孔底压入水泥稳定浆液，以充填灌注形成第一设定距离的固定管段；重复上述步骤，直到向下开钻至目标距离，形成多段固定管；利用低返浆高压旋喷复合钻具向固定管旋转喷射高压的触变水泥基浆，以对固定管及其周围地层切割搅拌灌注，同时将钻杆和低返浆高压旋喷复合钻具提升第二设定距离，直到将固定管完全灌注；对孔口封闭器进行封孔处理。将静压灌浆技术和高压脉动旋喷灌浆技术通过时序上的结合，以发挥两种灌浆技术优点，进行复合灌浆，以适应不同施工地层情况。层情况。层情况。

【技术实现步骤摘要】
一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法及设备


[0001]本专利技术涉及钻灌
，具体是一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，在地基施工降水过时，孔隙水从土中排出，在压缩沉降的过程中，易产生边坡失稳；降水对周边环境造成不利的影响，地面沉降量与地下水位降落量是对应的，地下水位降落的曲面分布必然引起邻近建筑物的不均匀沉降，造成邻近建筑管线等产生裂缝、倾斜甚至倒塌。承压水位高，在电梯井等坑中坑施工中易产生突涌等问题；地下车库抗浮锚杆等质量难以保证，地下室存在上浮等安全隐患。目前截水主要采用高压旋喷注浆和抗浮锚杆，其中高压旋喷注浆中的静压灌浆和高压旋喷灌浆技术是目前常用的两种灌浆技术。
[0003]在一些相关技术中，高压喷射灌浆技术的优势是对浆液流动控制性较好，大部分浆液与剥离下来的土体进行搅拌混合固结成旋喷桩体，仅有少部分的浆液会扩散至有效加固范围外，且浆液会将原有的一部分细小土颗粒置换出去，所形成的桩体强度高。高压喷射灌浆技术能够根据设计要求定向定位进行喷射，可形成圆柱状、板状或扇状的固结体以满足各种设计要求。高压喷射灌浆技术相较于静压灌浆适用的土质类型更多且有一定的互补，灌浆效果在砂类土中最好。
[0004]常规的高压喷射灌浆需要先利用地质钻机打孔钻进至预定深度，而后将高压喷射灌浆管下至孔底开始自下至上的高压喷射灌浆，实际施工操作过程繁琐，效率低，且无法达到各种复杂条件下的工程要求且会造成20％～30％的返浆，会对周边环境污染产生影响严重，并造成大量的资源浪费，与绿色施工的宗旨相悖，且在对有较大的漂石或块(崩)石层时无法达到所预期的加固效果，需要对相关地下结构进行加固、排水和抗浮。
[0005]在另一些相关技术中，静压灌浆技术是基于气压、液压和电化学的原理，将具有强固化性的浆液经由灌浆管输送至相应的土层中，浆液通过充填、压密、渗透与劈裂等形式使原有的土颗粒或岩石裂隙中的空气与水分存在的空间被浆液所替换，之后浆液将与原本疏松的土颗粒或者岩土裂隙产生固化反应最终胶结为一个整体，从而使岩土体的物理力学性能得以改善。
[0006]静压灌浆技术的劣势为对灌浆浆液的流动范围控制性较差，浆液会分散到设计范围之外的区域，发生串浆或跑浆现象，加固范围难以准确把控。为使静压灌浆工作可实现对加固范围进行有效的控制。在加固处理粘性土或粉细砂层地层时，主要是通过压密与劈裂的作用对原有土层进行浆液灌注，加固后形成的固结体因其浆液分布不均匀会造成其强度较低，加固效果较差，经济效益低
[0007]因此在面对松软、粘性土、粉细砂层、卵石等地质层时如何有效对地基加固和防渗是亟需要解决的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法及设备，将静压灌浆技
术和高压脉动旋喷灌浆技术通过时序上的结合，以发挥两种灌浆技术优点，进行复合灌浆，以适应不同施工地层情况，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0010]一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其包括如下步骤：
[0011]S1、在地面确定目标孔口位置，并在目标孔口位置对中安装孔口封闭器；
[0012]S2、从所述孔口封闭器中下入与钻杆连接的低返浆高压旋喷复合钻具，并向下开钻第一设定距离，同时自上而下向孔底压入水泥稳定浆液，以充填灌注形成第一设定距离的固定管段；
[0013]S3、重复S2的步骤，直到向下开钻至目标距离，形成多段上下串联的固定管；
[0014]S4、利用低返浆高压旋喷复合钻具向固定管旋转喷射高压的触变水泥基浆，以对所述固定管及其周围地层切割搅拌灌注，同时将钻杆和低返浆高压旋喷复合钻具提升第二设定距离；
[0015]S5、重复S4的步骤，直到将所述固定管完全灌注；
[0016]S6、撤去所述钻杆和低返浆高压旋喷复合钻具，并对所述孔口封闭器进行封孔处理。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：其中，所述水泥稳定浆液采用添加稳定剂的纯水泥浆液；
[0018]所述触变水泥基浆由水、水泥、膨润土混合浆液和触变剂低速搅拌制成；或，
[0019]所述触变水泥基浆由水、水泥、膨润土混合浆液、触变剂、速凝剂和减水剂低速搅拌制成。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案：其中，在地面确定目标孔口位置，并在目标孔口位置对中安装孔口封闭器具体包括以下步骤：
[0021]在目标孔口位置钻出一安装孔，然后将孔口封闭器的中心孔与安装孔对准，然后向下垂直插打；孔口封闭器的中心孔用于通过钻杆和低返浆高压旋喷复合钻具；
[0022]对孔口封闭器周围进行浇筑，以固定其位置；
[0023]对孔口封闭器与目标孔口外地面之间的缝隙密封填堵；
[0024]在孔口封闭器上安装浆液回收装置，浆液回收装置用于回收灌注过程中的返浆。
[0025]作为本专利技术再进一步的方案：其中，所述孔口封闭器包括基板，基板的四周设有导向筒，导向筒内螺纹连接有定位插打桩，基板的底部设有孔口支撑管，基板的顶部设有与孔口支撑管连通的中心孔；基板的顶部还设有与浆液回收装置连接的集液筒；基板的顶部设有与孔口支撑管连通的孔口环，孔口环供钻杆穿设；孔口环内设有气垫环，气垫环连接有充放气管，气垫环用于将孔口环和钻杆之间的缝隙密封；基板的顶部设有且位于孔口环的外围设有与孔口支撑管连通的加压管和泄压管。
[0026]作为本专利技术再进一步的方案：其中，在所述S3步骤中，每形成第一设定距离的固定管段后，使低返浆高压旋喷复合钻具上下移动，进行复灌注，同时每钻进设定深度就对孔斜率进行测量，若孔斜率大于1％，则对其进行纠偏。
[0027]作为本专利技术再进一步的方案：其中，若向下钻过程中遇到架空、漏失地层时，保持原位进行冲挤充填灌注，直至冲挤压力≧1.5MPa后，再继续进行向下钻孔；
[0028]若向下钻过程中出现停机时，则使返浆高压旋喷复合钻具置于停钻位置以上0.5m
处；
[0029]若向下钻过程中停机时长大于3小时，将低返浆高压旋喷复合钻具提升至地面，并洗干净；进行再次开钻时，在所述目标孔口位置旁进行补桩。
[0030]作为本专利技术再进一步的方案：其中，在所述S5步骤中，每完成第二设定距离的灌注之后使低返浆高压旋喷复合钻具上下移动，进行复灌注，同时钻杆进行转动搅拌。
[0031]还提出了一种低返浆高压旋喷复合灌浆设备，其包括：
[0032]地质回转钻机，其上设有钻杆，钻杆的底端安装有低返浆高压旋喷复合钻具；
[0033]孔口封闭器，其浇筑在地面的目标孔口位置处；
[0034]在钻孔时，钻杆和低返浆高压旋喷复合钻具穿设孔口封闭器，并向下钻孔，低返浆高压旋喷复合钻具用于在下钻过程中输入水泥稳定浆液，在高压灌注过程中输入触变水泥基浆。
[0035]作为本专利技术再进一步的方案：其中，所述低返浆高压旋喷复合钻具包括：
[0036]转换器，其一端与所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1、在地面确定目标孔口位置，并在目标孔口位置对中安装孔口封闭器(1)；S2、从所述孔口封闭器(1)中下入与钻杆(3)连接的低返浆高压旋喷复合钻具(2)，并向下开钻第一设定距离，同时自上而下向孔底压入水泥稳定浆液，以充填灌注形成第一设定距离的固定管段；S3、重复S2的步骤，直到向下开钻至目标距离，形成多段上下串联的固定管；S4、利用低返浆高压旋喷复合钻具(2)向固定管旋转喷射高压的触变水泥基浆，以对所述固定管及其周围地层切割搅拌灌注，同时将钻杆(3)和低返浆高压旋喷复合钻具(2)提升第二设定距离；S5、重复S4的步骤，直到将所述固定管完全灌注；S6、撤去所述钻杆(3)和低返浆高压旋喷复合钻具(2)，并对所述孔口封闭器(1)进行封孔处理。2.根据权利要求1所述的低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于：所述水泥稳定浆液采用添加稳定剂的纯水泥浆液；所述触变水泥基浆由水、水泥、膨润土混合浆液和触变剂低速搅拌制成；或，所述触变水泥基浆由水、水泥、膨润土混合浆液、触变剂、速凝剂和减水剂低速搅拌制成。3.根据权利要求1所述的低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于，在地面确定目标孔口位置，并在目标孔口位置对中安装孔口封闭器(1)具体包括以下步骤：在目标孔口位置钻出一安装孔，然后将孔口封闭器(1)的中心孔与安装孔对准，然后向下垂直插打；孔口封闭器(1)的中心孔用于通过钻杆(3)和低返浆高压旋喷复合钻具(2)；对孔口封闭器(1)周围进行浇筑，以固定其位置；对孔口封闭器(1)与目标孔口外地面之间的缝隙密封填堵；在孔口封闭器(1)上安装浆液回收装置，浆液回收装置用于回收灌注过程中的返浆。4.根据权利要求3所述的低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于：所述孔口封闭器(1)包括基板(100)，基板(100)的四周设有导向筒(104)，导向筒(104)内螺纹连接有定位插打桩(101)，基板(100)的底部设有孔口支撑管(102)，基板(100)的顶部设有与孔口支撑管(102)连通的中心孔；基板(100)的顶部还设有与浆液回收装置连接的集液筒(103)；基板(100)的顶部设有与孔口支撑管(102)连通的孔口环(105)，孔口环(105)供钻杆(3)穿设；孔口环(105)内设有气垫环(106)，气垫环(106)连接有充放气管(107)，气垫环(106)用于将孔口环(105)和钻杆(3)之间的缝隙密封；基板(100)的顶部设有且位于孔口环(105)的外围设有与孔口支撑管(102)连通的加压管(108)和泄压管(109)。5.根据权利要求1所述的低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于：在所述S3步骤中，每形成第一设定距离的固定管段后，使低返浆高压旋喷复合钻具(2)上下移动，进行复灌注；同时每钻进设定深度就对孔斜率进行测量，若孔斜率大于1％，则对其进行纠偏。6.根据权利要求5所述的低返浆高压旋喷复合灌浆方法，其特征在于：若向下钻过程中遇到架空、漏失地层时，保持原位进行冲挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王黎锋，毛靖波，金超，龚力群，郭振齐，朱勤业，
申请(专利权)人：宁波建工工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：