本发明公开了用于松软地层的压滤式灌浆装置及灌浆方法。装置包括稀浆进浆管、花管、变径收缩管、套管和稠浆管，花管的管壁上设有多个管身孔，花管配设有覆盖全部管身孔的过滤层，稀浆进浆管与花管上端连接，变径收缩管的大径端与花管下端连接，变径收缩管的小径端与稠浆管连接，套管套设于花管外，套管下端与变径收缩管封闭连接。方法包括：S1：准备灌浆材料；S2：将稠浆管放入灌浆孔，下端接灌浆管至孔底；S3：通过稀浆进浆管向花管输送0.5～0.8MPa压力值的水泥浆液，在变径收缩管形成拥堵效应而起压，过滤层滤出水分，使稀浆在装置内转变为稠浆，滤出的水分通过排水管排出；S4：稀浆在装置内转变为稠浆，增大压力至1～2MPa，再压入地层。
1.一种用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：包括稀浆进浆管（1）、花管（2）、变径收缩管（3）、套管（4）和稠浆管（5），所述花管（2）的管壁上设有多个管身孔（21），花管（2）配设有覆盖全部管身孔（21）的过滤层（22），所述稀浆进浆管（1）与花管（2）上端连接，所述变径收缩管（3）的大径端与花管（2）下端连接，所述变径收缩管（3）的小径端与稠浆管（5）连接，所述套管（4）套设于花管（2）外，套管（4）下端与变径收缩管（3）封闭连接，所述套管（4）上设有排水管（41）。
2.根据权利要求1所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述排水管（41）设有两个。
3.根据权利要求1所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述稀浆进浆管（1）与花管（2）连接的一端设有与花管（2）配接的变径接头（11）。
4.根据权利要求1所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述套管（4）上端设有孔口封闭器（42）。
5.根据权利要求1所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述变径收缩管（3）的大径端内径为小径端内径的3 4倍。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述过滤层（22）包覆于花管（2）外侧，并通过卡箍与花管（2）固定。
7.根据权利要求6所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述过滤层（22）由多层工业滤布组成。
8.根据权利要求7所述的用于松软地层的压滤式灌浆装置，其特征在于：所述工业滤布为400目 600目工业滤布。
9.一种用权利要求1-8中任一项所述压滤式灌浆装置进行灌浆的方法，其特征在于，具体包括以下施工步骤：S1：准备灌浆材料，以设计水灰比的水泥浆液作为灌浆材料；
S2：将所述压滤式灌浆装置中的稠浆管（5）完全放入灌浆孔，其下端接灌浆管至孔底；
S3：采用自下而上的灌浆方式开始灌浆，先通过所述压滤式灌浆装置中的稀浆进浆管（1）向其花管（2）输送0.5～0.8MPa压力值的水泥浆液，使其在压滤式灌浆装置的变径收缩管（3）形成拥堵效应而起压，通过过滤层（22）滤出水分，使花管（2）内的稀浆在装置内转变为稠浆，滤出的水分通过排水管（41）排出；
S4：稀浆在装置内转变为稠浆后，增大压力至1～2MPa，再通过稠浆管（5）将稠浆压入地层。
一种用于松软地层的压滤式灌浆装置及其灌浆方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水利工程、地基处理等领域的灌浆装置，尤其涉及一种用于松软地层的压滤式灌浆装置及灌浆方法。
背景技术
[0002] 松软地层和含水量较大的地层通常结构松软、胶结性弱、吃浆量大，浆液扩散过程中由于地下水离析而影响灌浆效果，灌浆难起压，易造成垂向抬动破坏，灌浆难于控制，因创裂面重复劈裂效应，浆液易沿可灌性强的层面或最小主应力面串浆、跑浆，呈单层夹饼延伸，使大部分地层裂隙得不到有效均匀灌注，防渗效果很难达到设计要求，现今在对松软地层灌浆时普遍存在以下几个问题：
[0003] 1、浆液的扩散范围难以得到控制，跑浆、串浆等问题十分严重；
[0004] 2、大多需要专门的止浆措施，施工复杂；
[0005] 3、地层松软难以起压，控制灌浆难度大，得不到很好的灌浆效果；
[0006] 4、对松软地层直接灌稠浆时，由于稠浆的可泵性差，所以对施工器具要求较高，施工难度增加，且成本较高。
发明内容
[0007] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、可使稀浆在装置内转变为稠浆、有效控制浆液扩散、起压效果好、施工方便的用于松软地层的压滤式灌浆装置及灌浆方法。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
[0009] 一种用于松软地层的压滤式灌浆装置，包括稀浆进浆管、花管、变径收缩管、套管和稠浆管，所述花管的管壁上设有多个管身孔，花管配设有覆盖全部管身孔的过滤层，所述稀浆进浆管与花管上端连接，所述变径收缩管的大径端与花管下端连接，所述变径收缩管的小径端与稠浆管连接，所述套管套设于花管外，套管下端与变径收缩管封闭连接。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0011] 所述套管上设有排水管。
[0012] 所述排水管设有两个。
[0013] 所述稀浆进浆管与花管连接的一端设有与花管配接的变径接头。
[0014] 所述套管上端设有孔口封闭器。
[0015] 所述变径收缩管的大径端内径为小径端内径的3 4倍。~
[0016] 所述过滤层包覆于花管外侧，并通过卡箍与花管固定。
[0017] 所述过滤层由多层工业滤布组成。
[0018] 所述工业滤布为400目～600目工业滤布。
[0019] 作为一个总的技术构思，本发明还提供一种用上述压滤式灌浆装置进行灌浆的方法，具体包括以下施工步骤：
[0020] S1：准备灌浆材料，以设计水灰比的水泥浆液作为灌浆材料；
[0021] S2：将所述压滤式灌浆装置中的稠浆管完全放入灌浆孔，其下端接灌浆管至孔底；
[0022] S3：采用自下而上的灌浆方式开始灌浆，先通过所述压滤式灌浆装置中的稀浆进浆管向其花管输送0.5～0.8MPa压力值的水泥浆液，使其在压滤式灌浆装置的变径收缩管形成拥堵效应而起压，通过过滤层滤出水分，使花管2内的稀浆在装置内转变为稠浆，滤出的水分通过排水管排出；
[0023] S4：稀浆在装置内转变为稠浆后，增大压力至1～2MPa，再通过稠浆管将稠浆压入地层。
[0024] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0025] 本发明的用于松软地层的压滤式灌浆装置，通过稀浆进浆管向花管输入稀浆，稀浆在变径收缩管形成拥堵效应而起压，通过过滤层滤出水分，使稀浆在装置内转变为稠浆，再通过稠浆管将稠浆压入地层，从而减少管路内的压力损失，控制灌浆的扩散范围，得到良好的灌浆效果，且稠浆自动止浆，无需专门的封孔止浆装置；本发明的用于松软地层的压滤式灌浆装置对松软地层实施控制灌浆简单易行，提高了施工效率，大大减少了劳动强度。
附图说明
[0026] 图1是本发明用于松软地层的压滤式灌浆装置实施例的结构示意图。
[0027] 图2是本发明用于松软地层的压滤式灌浆装置实施例的纵剖面示意图。
[0028] 图3是本发明用于松软地层的压滤式灌浆装置中花管与变径收缩管的纵剖面示意图。
[0029] 图4是本发明用于松软地层的压滤式灌浆装置的灌浆示意图。
[0030] 图例说明：
[0031] 1、稀浆进浆管；11、变径接头；2、花管；21、管身孔；22、过滤层；3、变径收缩管；4、套管；41、排水管；42、孔口封闭器；5、稠浆管。
具体实施方式
[0032] 为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0033] 如图1至图4所示，本实施例的用于松软地层的压滤式灌浆装置，包括稀浆进浆管1、花管2、变径收缩管3、套管4和稠浆管5，花管2的管壁上设有多个管身孔21，花管2配设有覆盖全部管身孔21的过滤层22，稀浆进浆管1与花管2上端通过变径接头11连接，变径收缩管3的大径端与花管2下端连接，变径收缩管3的小径端与稠浆管5连接，套管4套设于花管2外，套管4下端与变径收缩管3封闭连接，稠浆管5下端可接其他钻杆或灌浆管。灌浆时，通过稀浆进浆管1向花管2输入稀浆，稀浆在变径收缩管3形成拥堵效应而起压，通过过滤层22滤出水分，使稀浆在装置内转变为稠浆，再通过稠浆管5将稠浆压入地层，从而减少管路内的压力损失，控制灌浆的扩散范围，得到良好的灌浆效果，且在装置内转变后的稠浆难以沿管孔间隙冒出，起到自动封孔止浆的作用，无需专门的封孔止浆装置；本发明的用于松软地层的压滤式灌浆装置对松软地层实施控制灌浆简单易行，提高了施工效率，大大减少了劳动强度，且结构简单、制作成本低。
[0034] 本实施例中，套管4上设有两个排水管41，两个排水管41一高一低，分上下布置，且两个排水管41靠近套管4上端，套管4上端设有孔口封闭器42，当一个排水管41堵塞时，另一排水管41可继续排水，可同时对堵塞的排水管41进行疏通。变径收缩管3的大径端内径为小径端内径的3 4倍，本实施例中，大径端内径为44mm，小径端内径为11mm，大径端内径为小径~端内径的2倍，既方便形成拥堵效应而起压，也不至于过于拥堵而形成堵塞。过滤层22包覆于花管2外侧，覆盖全部管身孔21，并通过卡箍与花管2固定，本实施例中，过滤层22由6层工业滤布组成，工业滤布为500目工业滤布，厚度为1mm。
[0035] 本实施例的用于松软地层的压滤式灌浆装置，在进行灌浆作业时，具体施工步骤如下：
[0036] S1：准备灌浆材料，以水灰比为1：1的水泥浆液为灌浆材料；
[0037] S2：将本实施例提供的用于松软地层的压滤式灌浆装置中的稠浆管5完全放入灌浆孔，其下端可接灌浆管至孔底；
[0038] S3：采用自下而上的灌浆方式开始灌浆，先通过稀浆进浆管1向花管2输送0.5～0.8MPa压力值的水泥浆液，使其在变径收缩管3形成拥堵效应而起压，通过过滤层22滤出水分，使花管2内的稀浆在装置内转变为稠浆，滤出的水分通过排水管41排出；
[0039] S4：稀浆在装置内转变为稠浆后，增大压力至1～2MPa，再通过稠浆管5将稠浆压入地层。
[0040] 按以上施工步骤，模拟1m孔深松软地层进行灌浆实验，实施过程中的各参数如下；水灰比为1：1；最大灌浆压力为2Mpa；灌入水泥浆液的比重为1.512；灌入水泥浆液的质量为
25kg；滤出水的质量为5.2kg。整个灌浆过程中无串、冒浆等现象发生，灌后结石率高，结石体内浆脉扩散均匀，灌浆效果良好。
[0041] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
