CN106638606B - 一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法 - Google Patents
一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，该方法包括以下步骤：步骤1：钻进至跟管钻机所能钻达的最大深度；步骤2：续钻至终孔深度；步骤3：填料至孔口；步骤4：起拔套管和向孔内补充填料交替进行；步骤5：补注填料；步骤6：扫孔、埋设孔口管，并待凝；步骤7：扫孔至下一灌浆段段底，在冲孔后不提钻以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆；步骤8：重复步骤7进行分段扫孔、灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆。本发明提供的一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，可以解决在深厚覆盖层中进行帷幕灌浆施工孔内事故率高、工效低的的技术难题，有效地提高了灌浆效果和施工工效，达到了快速施工、经济高效的目的。
Description
技术领域
本发明涉及钻探灌浆领域，尤其是一种用于深厚覆盖层地基防渗处理工程的灌浆方法。
背景技术
随着水利水电事业的发展，水利水电工程的开发逐步向西部高原和峡谷流域展开，建坝条件越来越复杂，尤其是在西部大开发机遇下的重点建设工程，山高谷深、覆盖层深厚、地质条件复杂。如何做好深厚覆盖层条件下的坝基防渗处理是当今解决我国西部地区水利水电开发的关键技术问题之一。
目前，套阀管灌浆法和孔口封闭灌浆法是我国当前水利水电行业在深厚覆盖层中最常用的两种防渗帷幕灌浆处理方法。但是，在深厚覆盖层中进行钻孔、灌浆施工，孔口封闭灌浆法存在成孔困难，易发生卡钻、铸管等孔内事故；套阀管灌浆法存在工序复杂、施工成本高等问题，这些仍是制约施工进度、影响施工质量及施工成本的重要因素。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，通过将孔口封闭灌浆法和套阀管灌浆法优点的有机结合，消除了深厚覆盖层钻探灌浆现有施工技术存在的弊端，可以解决在深厚覆盖层中进行帷幕灌浆施工孔内事故率高、工效低的的技术难题，有效地提高了灌浆效果和施工工效，达到了快速施工、经济高效的目的。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：开启跟管钻机，采用套管护壁的方式进行钻孔，钻进至跟管钻机所能钻达的最大深度；
步骤2：改用压轮钻头采用泥浆护壁的方式继续钻进直至终孔深度；
步骤3：钻孔清孔后向孔内灌注填料至孔口；
步骤4：起拔套管和向孔内补充填料交替进行，直至套管起拔完毕；
步骤5：向孔内补注填料至孔口后待凝2天；
步骤6：对孔口管段进行扫孔、灌浆后埋设孔口管，并待凝3天；
步骤7：回转式钻机采用外平接头钻杆配金刚石钻头扫孔至下一灌浆段段底，在冲孔后不提钻以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆；
步骤8：重复步骤7进行分段扫孔、灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆。
步骤1和2中，跟管钻机采用上部地层风动跟管钻进与下部地层压轮钻头泥浆护壁钻进相结合的钻孔方式，确保一次性地将灌浆孔钻至终孔。
步骤3中，通过钻杆将填料从孔底连续注入，直至孔口返出填料的密度等于压注前填料的密度，填料采用配合比为1:2:4.5的水泥、膨润土和水配制而成。
步骤8中，当以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆进行到灌浆过程中灌浆管存有铸管风险孔深时，以聚乙烯软管替代钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆。
步骤7和步骤8采用孔口封闭法灌浆，并采用水固比为5:1的稀浆开灌。
本发明提供的一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，有益效果如下：
1、采用“一钻成孔+全孔灌注填料+待凝后分段扫孔、孔口封闭灌浆”、“分上、下两层灌浆深度采用不同类型灌浆管”的钻灌方式，实现了套阀管灌浆法与孔口封闭灌浆法优点的有机结合，消除了深厚覆盖层钻探灌浆现有施工技术存在的弊端，解决了钻灌施工中易发生卡钻、铸管等孔内事故的施工技术难题，有效地提高了灌浆效果和施工工效，达到了快速施工、经济高效的目的。
2、采用跟管钻机按上部地层风动跟管钻进与下部地层压轮钻头泥浆护壁钻进相结合的钻孔方式，一次性地将灌浆孔钻至终孔，达到了降低钻孔孔内事故率，提高成孔工效的有益效果。
3、钻孔终孔后采用灌注填料固壁的方法，确保了孔壁的稳固、浆液循环的顺畅，达到了减少孔内事故、提高钻灌施工安全的有益效果。
4、采用逐段扫孔后带钻具进行孔口封闭法灌浆的方式，达到了减少提下钻时间，有效降低施工人员劳动强度，并提高了施工工效的有益效果。
5、在灌浆深度达到一定时，以聚乙烯软管替代钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆直至终孔，达到了操作简单、快捷、高效，以及降低孔内铸管事故的有益效果。
6、机械设备使用率高，灌浆装置安装、拆卸方便，可以重复使用，费用较低，施工工效高，达到了大幅降低灌浆施工成本、加快灌浆施工进度的有益效果。
具体实施方式
某水利枢纽工程左岸古河槽内沉积了深厚的泥质半胶结砂卵砾石层，设计采用帷幕灌浆进行防渗处理，最大帷幕设计深度180m。在灌浆试验前期，分别采用孔口封闭灌浆法和套阀管灌浆法进行了灌浆试验。由于部分地层属强透水地层，在钻探、灌浆试验施工中易发生卡钻、铸管等孔内事故，对灌浆试验造成了一定的影响。
采用本发明方法的步骤如下：
步骤1：开启跟管钻机，采用直径为89毫米的钻杆配直径为146毫米的套管护壁进行钻孔，钻进至跟管钻机所能钻达的最大深度；
步骤2：改用直径为115毫米的压轮钻头采用泥浆护壁的方式继续钻进直至终孔深度；
步骤3：钻孔清孔后向孔内灌注填料至孔口；
步骤4：起拔套管和向孔内补充填料交替进行，直至套管起拔完毕；
步骤5：向孔内补注填料至孔口后待凝2天；
步骤6：对孔口管段扫孔、灌浆后埋设直径为110毫米的孔口管，并待凝3天；
步骤7：回转式钻机采用直径为50毫米的外平接头钻杆配直径为60毫米的金刚石钻头扫孔至下一灌浆段段底，在冲孔后不提钻以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆；
步骤8：重复步骤7进行分段扫孔、灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆。
步骤1和2中，跟管钻机采用上部地层风动跟管钻进与下部地层压轮钻头泥浆护壁钻进相结合的钻孔方式，确保一次性地将灌浆孔钻至终孔。
步骤3中，通过钻杆将填料从孔底连续注入，直至孔口返出填料的密度等于压注前填料的密度，填料采用配合比为1:2:4.5的水泥、膨润土和水配制而成，在填料凝结后形成固壁作用，在钻孔（扫孔）过程中，确保钻孔孔壁的稳定；在灌浆过程中，防止地层中的细颗粒裹挟进入浆液，减少铸管事故。
步骤8中，当以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆进行到灌浆过程中灌浆管存有铸管风险孔深时（目前通常在100米深度后），以直径为1寸的聚乙烯软管替代钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆，达到了降低孔内事故的目的；在聚乙烯软管外壁上涂刷胶浆防粘剂，防止灌浆过程中浆液粘附在软管管壁上，而造成孔内铸管事故。
步骤7和步骤8采用孔口封闭法灌浆，并采用水固比为5:1的稀浆开灌，确保浆液能在压裂固壁的填料结石后进入待灌的地层中，提高灌浆效果；当孔内注入率大于30升/分钟时，每隔40分钟打开回浆闸阀并将灌浆泵的排浆量调大后，对孔内浆液通道进行大流量循环冲洗，防止孔道内沉淀浆液而影响灌浆效果、造成孔内铸管事故。
Claims (1)
1.一种深厚覆盖层的快捷灌浆方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1：开启跟管钻机，采用套管护壁方式进行钻孔，钻进至跟管钻机所能钻达的最大深度；
步骤2：改用压轮钻头采用泥浆护壁的方式继续钻进直至终孔深度；
步骤3：钻孔清孔后向孔内灌注填料至孔口；
步骤4：起拔套管和向孔内补充填料交替进行，直至套管起拔完毕；
步骤5：向孔内补注填料至孔口后待凝2天；
步骤6：对孔口管段进行扫孔、灌浆后埋设孔口管，并待凝3天；
步骤7：回转式钻机采用外平接头钻杆配金刚石钻头扫孔至下一灌浆段段底，在冲孔后不提钻以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆；
步骤8：重复步骤7进行分段扫孔、灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆；
步骤1和2中，跟管钻机采用上部地层风动跟管钻进与下部地层压轮钻头泥浆护壁钻进相结合的钻孔方式，确保一次性地将灌浆孔钻至终孔；
步骤3中，通过钻杆将填料从孔底连续注入，直至孔口返出填料的密度等于压注前填料的密度，填料采用配合比为1:2:4.5的水泥、膨润土和水配制而成；
步骤8中，当以钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆进行到灌浆过程中灌浆管存有铸管风险孔深时，以聚乙烯软管替代钻杆作为灌浆管进行孔口封闭法灌浆直至终孔，即完成深厚覆盖层的快捷灌浆；
步骤7和步骤8采用孔口封闭法灌浆，并采用水固比为5:1的稀浆开灌；当孔内注入率大于30升/分钟时，每隔40分钟打开回浆闸阀并将灌浆泵的排浆量调大后，对孔内浆液通道进行大流量循环冲洗。
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