孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法

摘要

本发明提出的孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法其工艺步骤为：先用钻机在止浆墙(13)上钻出浅孔，退出钻杆，安装孔口管(11)并用锚固剂(12)固定在孔口壁上，采用单钻头、内外套管结构的钻杆钻孔，钻孔时孔口管位于钻孔外的一端联接排水装置(8)、防突水装置(6)，钻杆的内管(2)、外管(3)尾端均连接供水管，通过防突水装置、排水装置、孔口管钻孔；钻孔至设计孔深，拆除防突水装置，在钻杆上套置中空压盘(5)和止浆塞(7)，将内管、外管尾端的供水管分别与水泥浆液、水玻璃浆液供浆管路连接，注浆并使水泥浆液和水玻璃浆液在混合腔(20)混合后从钻头前部喷出，当达到设计注浆量后，使止浆塞放松钻杆；将钻杆后退一段距离后，再使止浆塞封闭排水装置与外管之间的间隙继续注浆，如此注浆一段，后退一段，再注浆一段直至完成该孔的注浆。

权利要求

1.一种孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法，其特征是：先用钻机在止浆墙(13)上钻出浅孔，退出钻杆，安装孔口管(11)并用锚固剂(12)固定在孔口壁上，采用单钻头、内外套管结构的钻杆钻孔，钻孔时孔口管(11)位于钻孔外的一端联接排水装置(8)、防突水装置(6)，钻杆的内管(2)、外管(3)尾端均连接供水管，通过防突水装置(6)、排水装置(8)、孔口管(11)钻孔，钻孔同时向内管(2)、外管(3)供水并使压力水同时从内管、外管进入从钻头前部喷出将岩粉、渣粒冲出；钻孔至设计孔深，将位于孔口管(11)外端的一节钻杆从钻机上拆开，拆除防突水装置(6)，在钻杆上套置中空压盘(5)和止浆塞(7)，并使中空锥台结构的止浆塞(7)其小径端位于排水装置(8)的管内，中空压盘(5)位于止浆塞后端并通过螺栓与排水装置(8)的法兰连接；将内管(2)、外管(3)尾端的供水管分别与水泥浆液、水玻璃浆液供浆管路连接；使止浆塞(7)向前封闭排水装置与钻杆外管之间的间隙，注浆并使水泥浆液沿内管通过内管出水出浆单向阀(16)进入钻杆前端的混合腔(20)，水玻璃浆液沿外管通过外管出水出浆单向阀(17)进入钻杆前端的混合腔(20)，水泥浆液和水玻璃浆液在混合腔混合后从钻头前部喷出，当达到设计注浆量后，使止浆塞后退放松钻杆；将钻杆即内管、外管后退一段距离后，再使止浆塞向前封闭排水装置与外管之间的间隙继续注浆，如此注浆一段，后退一段，再注浆一段直至完成该孔的注浆。

说明书

技术领域

本发明属于隧道和地下工程软弱围岩超前注浆加固和堵水技术，主要提出一种孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法。

背景技术

在软弱破碎含水地层中进行隧道和地下工程施工，最容易出现的问题是围岩大变形和坍塌以及开挖面涌水、突泥，危及人员、设备安全，造成伤亡事故，严重时引起地表坍塌，地下水位下降，影响居民正常生活，对地面环境造成破坏。为了保证施工安全，目前国内外常用的地层加固和堵水方法为注浆法，注浆法就是通过一定的压力把一定量的胶凝性材料注入岩层或土体，使其在岩层裂缝或土体空隙中流动、扩散、充填、固结，形成有一定强度和低透水性的胶结体，加固地层，封堵地下水，从而提高围岩的自稳定时间，为支护结构的施工赢得时间、创造条件。双管法注浆是目前国内外比较常用的地层超前加固方法之一。目前的双管法注浆采用双钻头钻孔，与内管联接的小钻头与联接外管的大钻头不在一个平面上，以防止硬岩时内管扭矩太大而发生扭曲变形损坏；而此种结构使得孤石或颗粒易进入并卡在大、小钻头之间，将小钻头卡死；水泥浆与水玻璃浆液分别由小钻头、大钻头喷出在钻头前方混合，使得水泥浆与水玻璃浆液混合不均匀并易造成浆液将钻头的出水(浆)孔堵塞；另外现有的双管注浆方法其注浆液容易从孔口流出，影响注浆压力使浆液无法进入地层，使注浆效果难以保证。

发明内容

本发明的目的即是提出一种孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法，解决在双管注浆时的卡钻问题，同时使浆液的混合和注浆压力得到保证，提高注浆效果。
本发明方法的工艺步骤为：先用钻机在止浆墙上钻出浅孔，退出钻杆，安装孔口管并用锚固剂固定在孔口壁上，采用单钻头、内外套管结构的钻杆钻孔，钻孔时孔口管位于钻孔外的一端联接排水装置、防突水装置，钻杆的内管、外管尾端均连接供水管，通过防突水装置、排水装置、孔口管钻孔，钻孔同时向内管、外管供水并使压力水同时从内管、外管进入从钻头前部喷出将岩粉、渣粒冲出；钻孔至设计孔深，将位于孔口管外端的一节钻杆从钻机上拆开，拆除防突水装置，在钻杆上套置中空压盘和止浆塞，并使中空锥台结构的止浆塞其小径端位于排水装置的管内，中空压盘位于止浆塞后端并通过螺栓与排水装置的法兰连接；将内管、外管尾端的供水管分别与水泥浆液、水玻璃浆液供浆管路连接；使止浆塞向前封闭排水装置与钻杆外管之间的间隙，注浆并使水泥浆液沿内管通过内管出水出浆单向阀进入钻杆前端的混合腔，水玻璃浆液沿外管通过外管出水出浆单向阀进入钻杆前端的混合腔，水泥浆液和水玻璃浆液在混合腔混合后从钻头前部喷出，当达到设计注浆量后，使止浆塞后退放松钻杆；将钻杆即内管、外管后退一段距离后，再使止浆塞向前封闭排水装置与外管之间的间隙继续注浆，如此注浆一段，后退一段，再注浆一段直至完成该孔的注浆。
本发明所提出的孔口止浆管内混合双管分段后退式注浆方法其采用单钻头双管式钻杆钻孔、分段后退式注浆，注浆时水泥浆液与水玻璃浆液在混合腔内混合后再从钻头的出浆出水孔喷出，保证了浆液的混合效果，尤其适用于出水量较大、要求浆液凝胶时间比较短的条件下注浆，采用止浆塞封闭孔口使得浆液不能从孔口流出，保证了注浆的压力和注浆效果，减化了施工工艺，提高了注浆效率。

附图说明

图1-图5为本发明注浆方法的工艺步骤示意图。
图6为钻杆前端及钻头的示意图。
图中，1、4、进水管，2、内管，3、外管，5、中空压盘，6、防突水装置，7、止浆塞，8、排水装置，9、钻机，10、快速接头，11、孔口管，12、锚固剂，13、止浆墙，14、钻孔，15、加固土层，16、内管出水出浆单向阀，17、外管出水出浆单向阀，18、钻头，19、水泥砂浆，20、混合腔。

具体实施方式

结合附图对本发明实施例加以说明：
本发明所提出注浆方法的工艺步骤为：
如图1所示，步骤1钻浅孔。钻机9就位后，根据开孔位置及钻孔参数调整钻机角度满足设计钻孔要求，钻孔1.8m。
如图2所示，步骤2退出钻杆，安装孔口管11和排水装置8、防突水装置6。孔口管11采用无缝钢管加工制作，一端焊接快速接头10，另一端用水泥砂浆19封堵20cm。安装前在孔口管距快速接头端部30cm处开始缠绕麻丝成纺锤形，并将锚固剂12放入孔口内，采用钻机9将孔口管11顶入钻孔中，孔口管外留20cm；安装防突水装置6和排水装置8；孔口管11安设固结完成后，把排水装置8和防突水装置6用法兰盘连接起来并通过快速接头10连接在孔口管11上；快速接头10、防突水装置6、排水装置8为隧道施工装置中普遍采用的部件。
如图3所示，步骤3钻孔。通过防突水装置6、排水装置8及孔口管11开始钻孔，采用单钻头、内外管套管式钻杆，参考图6，内管前端通过内管出水出浆单向阀16与钻杆前端的混合腔20连通，外管前端通过外管出水出浆单向阀17与钻杆前端的混合腔20连通；在内管2、外管3的尾端分别连接有进水管1、4，钻孔时供水管供水，即将内管、外管尾端的进水管1、4均与供水管路连通，压力水沿内管2、外管3通过单向阀16、17进入混合腔20后从钻头前部喷出，将钻孔内的岩砂颗粒冲出从排水装置8排出，钻孔至设计孔深。
如图4所示，步骤4注浆。将孔口管外的一节钻杆从钻机上拆开，并拆除防突水装置6，在钻杆上套置中空压盘5和止浆塞7，并使中空锥台结构的止浆塞7其小径端位于排水装置8的管内，中空压盘5位于止浆塞7后端并通过螺栓与排水装置8的法兰连接；将钻杆内管的进水管1与水泥浆管路连通，外管的进水管4与水玻璃浆液管路连通，上紧中空压盘5与排水装置8连接的螺栓使止浆塞7向前将排水装置8与外管3之间的间隙封紧，开始注浆，水泥浆液沿内管通过内管出水出浆单向阀16进入钻杆前端的混合腔20，水玻璃浆液沿外管通过外管出水出浆单向阀17进入钻杆前端的混合腔20，水泥浆液和水玻璃浆液在混合腔混合后从钻头前端的出水出浆孔喷出进入地层，沿钻孔壁流至孔口的浆液被止浆塞7封堵，当注浆达到要求后，停止注浆。
如图5所示，后退注浆。通过反向旋动螺栓使中空压盘退后、止浆塞7放松钻杆，将钻杆后退一段距离，拆除孔外多余的钻杆，再使止浆塞向前封闭排水装置8与钻杆外管之间的间隙，进行注浆，完成该段钻孔的注浆。
如此，注浆一段，后退一段，再注浆一段直至完成该孔的注浆。