專利名稱：一種帷幕灌漿工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于建筑施工技術領域，尤其屬于水利水電建設基礎加固技術領域，特別涉及一種基礎加固的帷幕灌漿工藝。
背景技術：
目前，適用于覆蓋層帷幕灌漿的工藝工法有多種，包括循環(huán)鉆灌法、預埋花管法、打管灌漿法、套管灌漿法。循環(huán)鉆灌法是我國獨創(chuàng)的一種灌漿方法，也稱邊鉆邊灌法。這種方法是在沖積層中自上而下逐段進行鉆孔和灌漿，各段灌漿都在孔口封閉。循環(huán)鉆灌法后來被擴展到巖石地基灌漿施工中，并加以改進，發(fā)展成為目前普遍采用的孔口封閉灌漿法。其特點(1)適宜于砂卵礫石中灌注水泥黏土漿或水泥漿；(2)在鉆孔的過程中，也利用循環(huán)泥漿對地層 進行灌漿；(3)由于每段灌漿都是在孔口封閉，各個灌漿段可以得到多次復灌，因而灌漿質量好；(4)與預埋花管法相比，可以節(jié)省大量的管材；(5)工序相對比較簡單，操作容易。循環(huán)鉆灌法的缺點是由于鉆灌工序交替進行，因此工效相對較低；各段灌漿均在孔口封閉，因而灌漿時地表常常冒漿嚴重，既使進行深部灌漿時，也不能使用很高的灌漿壓力；當覆蓋層由多種地層組成，需要灌注不同類型漿液時，難以施工。預埋花管法也稱套閥花管法、袖閥花管法。它是法國人首先發(fā)明的，稱為索列丹斯(Soletanche)法。這種方法是首先鉆出灌漿孔，在孔內下入特制的帶有孔眼的灌漿管即花管，灌漿管與孔壁之間填入特制的“填料”，然后在灌漿管里安裝雙灌漿塞分段進行灌漿。其特點(I)灌漿孔一次連續(xù)鉆完，灌漿和鉆孔工序分開進行，施工效率高；(2)灌漿在花管中進行，無塌孔之慮，灌漿段隔離也比較容易；(3)可以任意采用自下而上或自上而下灌漿方式，也可以先灌全孔中的任何一段，或對某一段進行多次復灌，灌漿質量有保證；(4)可以使用較大壓力灌漿，灌漿過程中發(fā)生冒漿、串漿的可能性小。根據(jù)地層情況和工程需要，可以進行滲透性質的灌漿，也可以進行擠密灌漿或劈裂灌漿；(5)對各種沖積層的適應性好，可區(qū)別不同沖積層選用不同的漿液。可適應深厚覆蓋層灌漿。預埋花管法所使用的“填料”配合比，必須根據(jù)材料性能、加工方法、要求養(yǎng)護時間、施工條件和水文地質條件等具體情況，由試驗決定。預埋花管法的主要缺點是需要預埋花管，且無法回收。工程需要使用大量鋼管，力口大了工程造價。其次，預埋花管法的施工程序較多，花管的制作和下設、填料、灌漿等技術均比較復雜。花管結構單一造成施工操作復雜，不利用提高施工效率和施工質量。打管灌漿法是一種最簡單的鉆孔灌漿方法。它是將鋼管(灌漿管)打入到砂礫石層中，然后利用該鋼管進行灌漿。套管灌漿法是利用鉆孔時的護壁套管進行灌漿的方法。它的施工程序是套管護壁鉆孔一下入灌漿管一起拔套管(I 2m)—安裝灌漿塞一灌漿一再起拔套管及灌漿管(I 2m)—安裝灌漿塞一灌漿一重復上述工序，灌注至孔口。其特點采用這種施工方法，鉆孔由于有套管護壁，消除了塌孔之慮。采用先進的全液壓工程鉆機和跟管鉆進，效率高，孔深可達60m左右。需要注意的是在灌漿過程中，漿液容易沿著套管外壁向上流動，甚至地表冒漿；如果灌注水泥漿時間過長，則可能會凝結固住套管，造成起拔困難。無塞上提灌漿法不使用灌漿塞，利用在孔內充灌的細砂隔離灌漿段進行灌漿。它的施工程序是鉆孔一下管或跟管一沖洗一下花管一填砂、起套管一逐段上提灌漿管并灌漿一直至孔口。近年來水利水電工程項目在開發(fā)數(shù)量上越來越多，規(guī)模越來越大，工期越來越緊，施工強度越來越高，對今后的防滲要求會越來越高，現(xiàn)有的工藝工法已不能滿足目前的施工需要，改進新型高效的灌漿方法投入生產(chǎn)彌補行業(yè)不足是本行業(yè)持續(xù)研究的方向。

發(fā)明內容
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術的不足公開了一種帷幕灌漿工藝。本發(fā)明要解決的問題是提供一種用模袋代替孔壁填料，克服或減小預埋花管灌漿法孔壁填料受施工條件和水文地質條件等的影響；具有高效、適用性廣、可操作性強的特點；對各種沖積層的適應性好，在深厚覆蓋層灌漿中可取的較高的生產(chǎn)效率及功效；對于土石圍堰滲漏搶險亦可取的良好的質量與進度效果的帷幕灌漿工藝。本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)帷幕灌漿工藝，采用預設花管灌漿工藝，包括以下步驟鉆孔，安裝花管，模袋阻塞，灌漿；鉆孔鉆機鉆孔，直徑￠91 (^ 140毫米，鉆孔后沖洗并清除鉆渣；安裝花管將直徑￠60 ￠89毫米花管沿鉆孔套管放入，花管下端離孔底距離不大于20厘米，孔口高出地面10 20厘米，拔起套管；所述花管管底封閉，管壁上軸向間隔33 50厘米有環(huán)繞的一組出漿孔，每組出漿孔3 4個在管壁周向均勻設置，孔徑10 15毫米，每組出漿孔的外表面，用彈性材料包箍，彈性材料下端有防滑環(huán)固定；所述花管外壁有根據(jù)灌漿分段段長間隔環(huán)繞綁扎的模袋；模袋阻塞花管安裝完成后，注漿膨脹模袋，使填充膨脹后的模袋阻塞花管外壁與鉆孔壁的環(huán)狀間隙，保證漿液在灌漿時不沿孔壁上冒；灌漿下灌漿塞分段灌漿。注漿膨脹模袋采用管外注漿膨脹；注漿膨脹模袋后，下灌漿塞灌漿，灌漿時分段卡
塞灌注?；?，注漿膨脹模袋采用管內注漿膨脹；注漿膨脹模袋時，將灌漿塞設置在模袋注漿孔以上、下一段花管出漿孔以下位置，使灌漿液優(yōu)先填充模袋。所述包箍出漿孔外表面的彈性材料優(yōu)選橡膠皮。所述花管由多根分段管材連接組成。上述管外注漿膨脹模袋是通過專門設置的灌漿通道對模袋進行注漿膨脹，一般可采用附設的直徑較小的管道構成，專門設置的管外注漿管入口端設置于孔口外，出口端設置于模袋中。上述管內注漿膨脹模袋是通過花管壁設置的模袋注漿孔完成，模袋注漿孔位于環(huán)繞綁扎的模袋中，注漿膨脹模袋時，灌漿塞設置在模袋注漿孔以上、下一段花管出漿孔以下位置，由于彈性材料包箍作用使?jié){液自動首先灌注膨脹模袋，待模袋膨脹阻塞完成后，因壓力作用自動開始通過注漿孔進行鉆孔灌注。本發(fā)明有益性是本發(fā)明采用模袋代替孔壁填料，克服、減小預埋花管灌漿法孔壁填料受施工條件和水文地質條件等的影響；具有高效、適用性廣、可操作性強的特點；對各種沖積層的適應性好，在深厚覆蓋層灌漿中可取的較高的生產(chǎn)效率及功效；對于土石圍堰滲漏搶險亦可取的良好的質量與進度效果的帷幕灌漿工藝；模袋采用管外注漿膨脹或管內注漿膨脹均能方便將灌漿施工分段灌注；在花管壁出漿孔設置彈性材料包箍如同一個單向閥門，在灌漿壓力作用下漿液可以由里向外流出，但灌漿結束或中止后，漿液不會返流，并且在采用模袋管內注漿膨脹操作時，利用彈性材料包箍作用使?jié){液自動首先灌注膨脹模袋，待模袋膨脹阻塞完成后，因壓力作用自動開始鉆孔分段灌注，施工方便，高效。


圖I是鉆孔示意圖；圖2是管外注漿模袋工藝花管安裝示意
圖3是管外注漿模袋工藝注漿膨脹模袋和下灌漿塞灌漿示意圖；圖4是管外注漿模袋工藝孔底段灌漿效果及第二段灌漿示意圖；圖5是第二段灌漿效果示意圖； 圖6是第三段灌漿示意圖；圖7是管內注漿模袋工藝花管安裝示意圖；圖8是管內注漿模袋工藝注漿膨脹模袋和下灌漿塞灌漿示意圖；圖9是管內注漿模袋工藝孔底段灌漿效果及第二段灌漿示意圖；圖10是管外注漿模袋工藝花管安裝結構示意圖；圖11是管內注漿模袋工藝花管安裝結構示意圖。圖中，I是蓋板，2是模袋，3是彈性材料，4a是模袋注漿孔，4b是出漿孔，4c是管外注漿管，5是防滑環(huán)，6是進漿管，7是回漿管，8是灌漿塞，9是注漿膨脹模袋，10是灌漿地層。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行進一步的描述，本實施例只用于對本發(fā)明進行進一步的說明，但不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，本領域的技術人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內容作出一些非本質的改進和調整屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例I預設花管管外注漿模袋工藝結合圖I至圖6，圖10。鉆孔設備鉆孔設備采用阿特拉斯A66CB進口多功能全液壓履帶式鉆機鉆孔、克萊姆KR805-1、HM-90K液壓鉆機；灌漿設備灌漿采用3SNS高壓灌漿泵。供風設備供風設備采用阿特拉斯XRHS415MD、XHP900WCAT高風壓空壓機。吊裝設備20噸汽車吊。如圖所述，圖I是利用高效率鉆機(如特拉斯A66型進口巖錨鉆機)一次性跟管鉆進成孔；圖2是套管內下入帶有閥套、分段阻塞膜袋的花管后起拔套管；圖3是從模袋管外注漿管注漿使模袋膨脹；圖4是下入灌漿塞，從孔底段阻塞開始第一段灌漿；圖5是第一段灌漿完成后，卡塞，進行第二段灌漿；圖6是重復圖4、圖5工作，自下而上分段灌漿至孔口。施工過程⑴鉆孔可以使用各種適宜的機械和方法鉆進灌漿孔。由于在鉆孔中要下入花管，因此鉆孔終孔孔徑不宜太小，通常為￠91 0140mm;鉆孔機械宜選用精度高、進尺快鉆進孔深能滿足灌漿需要的鉆機。鉆孔完成后用“風水聯(lián)合沖洗”方 式清除孔內鉆渣，下設花管完畢后起拔套管。⑵下花管花管可用￠60 89mm的管材加工,本例選用鋼管或塑料管。在滿足管內可順利下入灌漿塞的前提下，管子直徑宜盡量小?；ü軆缺陧毠饣?，管底封閉要嚴密牢固。管子上每隔33 50cm鉆一環(huán)出衆(zhòng)孔,每環(huán)3 4個孔,孔徑10 15mm。出衆(zhòng)孔的外圍，用彈性良好的彈性材料箍緊，本例選用橡皮套，橡皮套的厚度為I. 5 2. 2mm,寬度100 150mm。如用摩托車內胎作橡皮套，效果良好。為了防止在下花管時橡皮套移動或翻卷，在其下端用細鐵絲綁扎，稱之為防滑環(huán)。這樣，每個橡皮套如同一個單向閥門，在灌漿壓力作用下漿液可以由里向外流出，但灌漿結束或中止后，漿液不能返流。模袋，根據(jù)灌漿所需段長在花管上綁扎模袋，模袋直徑根據(jù)孔徑確定，長度不宜大于花管出漿孔的間距，它在花管與鉆孔的環(huán)狀間隙中起阻塞的作用，保證漿液在灌漿時能橫向流出，而不會沿孔壁上冒。用作花管的管材應當尺寸規(guī)格整齊標準，便于加工和連接；內壁平整光滑，灌漿塞可以在里面移動自如；具有足夠的強度，能承受灌漿和下管時的內外壓力。由于帷幕灌漿孔深比較深，每套花管需用多根花管連接起來。下花管是預埋花管法灌漿的一道關鍵工序，花管下入前應當逐節(jié)進行檢查，在地面進行全孔預安裝，逐節(jié)編號，下管時應詳細校核并記錄各段花管長度和搭接尺寸，下設位置與設計位置的偏差等。花管下端離孔底距離不得大于20cm。孔口高出地面10 20cm?；ü茉诓贿M行灌漿工作的時間，管口都要加上塞子或蓋子，防止落入異物。⑶模袋阻塞花管安裝完成后，膨脹模袋，使填充膨脹后的模袋阻塞在花管與鉆孔的環(huán)狀間隙，保證漿液在灌漿時只能橫向流出，而不會沿孔壁上冒。模袋填充注漿有兩種方式本例采用管外注漿，即不通過花管，另設模袋管外注漿管注漿充填模袋的方式，綁扎模袋時，在模袋內安裝一根管外注漿管，水泥漿從此管外注漿管注入使模袋膨脹，從而達到阻塞花管與鉆孔環(huán)狀間隙的目的。⑷灌漿對于選用管外注漿方式填充模袋的，模袋膨脹起到阻塞作用后，不需待凝等待，可直接下塞灌漿，灌漿時按與模袋同步的原則分段卡塞灌注。實施例2預設花管管內注漿模袋工藝結合圖I、圖7、圖8、圖9和圖11。如圖所示，圖I利用高效率鉆機(如特拉斯A66型進口巖錨鉆機)一次性跟管鉆進成孔；圖7套管內下入帶有閥套、分段阻塞膜袋的花管后起拔套管；圖8下入灌漿塞，小壓力灌注通過花管上設置的注漿孔注漿使模袋膨脹，升壓，對第一段進行灌漿，完成后進行第二段卡塞，膨脹模袋；圖9待膜袋膨脹起到阻塞作用后，升壓開始第二段灌漿；重復d、e工作，自下而上分段灌漿至孔口。預設花管管內注漿模袋工藝與管外注漿模袋不同僅僅在于膨脹模袋的注漿不同。在實施例施工步驟⑶模袋阻塞中，采用管內注漿，即通過花管上設置的模袋注漿孔注漿充填模袋的方式，綁扎模袋時，花管模袋段設置模袋注漿孔，但不安裝橡皮套，在灌漿時先使用小壓力壓漿異步膨脹阻塞膜袋，由于其他部分出漿孔設有橡皮套，小壓力灌漿時，漿液只能從模袋段未設置橡皮套的模袋注漿孔流出，填充模袋，從而達到異步膨脹阻塞膜袋的效果，待膜袋膨脹起到阻塞作用后，升壓通過出漿孔開始進行分段灌漿。管內注漿方式填充模袋時，灌漿塞應卡至模袋注漿孔以上，下一段花管出漿孔以下位置，以便灌漿時水泥漿液優(yōu)先填充模袋，達到阻止?jié){液上串的目的。工程例

某水電站二期上游帷幕左堰肩覆蓋層帷幕灌漿采用了本發(fā)明技術方案，孔距
I.5m,排距0. 75m,三排孔梅花形交錯布置，處理深度為最深為92m,灌后質量檢查成果顯示，覆蓋層防滲帷幕灌漿部位其滲透系數(shù)均小于lXl(T4Cm/S?；娱_挖后，覆蓋層防滲部位未見滲、漏點，其防滲效果顯著。得到了業(yè)主、設計、監(jiān)理的一致好評。
權利要求
1.一種帷幕灌漿工藝，采用預設花管灌漿工藝，其特征在于包括以下步驟鉆孔，安裝花管，模袋阻塞，灌漿； 鉆孔鉆機鉆孔，直徑Φ91 Φ 140毫米，鉆孔后沖洗并清除鉆渣； 安裝花管將直徑Φ60 Φ 89毫米花管沿鉆孔套管放入，花管下端離孔底距離不大于20厘米，孔口高出地面10 20厘米，拔起套管；所述花管管底封閉，管壁上軸向間隔33 50厘米有環(huán)繞的一組出漿孔，每組出漿孔3 4個在管壁周向均勻設置，孔徑10 15毫米，每組出漿孔的外表面，用彈性材料包箍，彈性材料下端有防滑環(huán)固定；所述花管外壁有根據(jù)灌漿分段段長間隔環(huán)繞綁扎的模袋； 模袋阻塞花管安裝完成后，注漿膨脹模袋，使填充膨脹后的模袋阻塞花管外壁與鉆孔壁的環(huán)狀間隙，保證漿液在灌漿時不沿孔壁上冒； 灌漿下灌漿塞分段灌漿。
2.根據(jù)權利要求I所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于注漿膨脹模袋采用管外注漿膨脹。
3.根據(jù)權利要求2所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于注漿膨脹模袋后，下灌漿塞灌漿，灌漿時分段卡塞灌注。
4.根據(jù)權利要求I所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于注漿膨脹模袋采用管內注漿膨脹。
5.根據(jù)權利要求4所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于注漿膨脹模袋時，將灌漿塞設置在模袋注漿孔以上、下一段花管出漿孔以下位置，使灌漿液優(yōu)先填充模袋。
6.根據(jù)權利要求I至5任一項所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于所述包箍出漿孔外表面的彈性材料是橡膠皮。
7.根據(jù)權利要求6所述的帷幕灌漿工藝，其特征在于所述花管由多根分段管材連接組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帷幕灌漿工藝。采用預設花管灌漿工藝，包括鉆孔，安裝花管，模袋阻塞，灌漿步驟。本發(fā)明采用模袋代替孔壁填料，克服、減小預埋花管灌漿法孔壁填料受施工條件和水文地質條件等的影響；具有高效、適用性廣、可操作性強的特點；模袋采用管外注漿膨脹或管內注漿膨脹均能方便將灌漿施工分段灌注；在花管壁出漿孔設置彈性材料包箍如同一個單向閥門，在灌漿壓力作用下漿液可以由里向外流出，但灌漿結束或中止后，漿液不會返流，并且在采用模袋管內注漿膨脹操作時，利用彈性材料包箍作用使?jié){液自動首先灌注膨脹模袋，待模袋膨脹阻塞完成后，因壓力作用自動開始鉆孔分段灌注，施工方便，高效。
文檔編號E02D15/04GK102787602SQ20121031696
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權日2012年8月31日
發(fā)明者劉濤, 劉高杰, 張先平, 張 杰, 朱洵, 溫濤, 鄧朝廷, 郭元旺, 陳旭東, 駱秋林, 黃偉杰 申請人:中國水利水電第七工程局成都水電建設工程有限公司