本發(fā)明涉及鉆探灌漿領(lǐng)域，尤其是一種用于深厚覆蓋層地基防滲處理工程的灌漿方法。
背景技術(shù)：
隨著水利水電事業(yè)的發(fā)展，水利水電工程的開(kāi)發(fā)逐步向西部高原和峽谷流域展開(kāi)，建壩條件越來(lái)越復(fù)雜，尤其是在西部大開(kāi)發(fā)機(jī)遇下的重點(diǎn)建設(shè)工程，山高谷深、覆蓋層深厚、地質(zhì)條件復(fù)雜。如何做好深厚覆蓋層條件下的壩基防滲處理是當(dāng)今解決我國(guó)西部地區(qū)水利水電開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題之一。
目前，套閥管灌漿法和孔口封閉灌漿法是我國(guó)當(dāng)前水利水電行業(yè)在深厚覆蓋層中最常用的兩種防滲帷幕灌漿處理方法。但是，在深厚覆蓋層中進(jìn)行鉆孔、灌漿施工，孔口封閉灌漿法存在成孔困難，易發(fā)生卡鉆、鑄管等孔內(nèi)事故；套閥管灌漿法存在工序復(fù)雜、施工成本高等問(wèn)題，這些仍是制約施工進(jìn)度、影響施工質(zhì)量及施工成本的重要因素。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種深厚覆蓋層的快捷灌漿方法，通過(guò)將孔口封閉灌漿法和套閥管灌漿法優(yōu)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，消除了深厚覆蓋層鉆探灌漿現(xiàn)有施工技術(shù)存在的弊端，可以解決在深厚覆蓋層中進(jìn)行帷幕灌漿施工孔內(nèi)事故率高、工效低的的技術(shù)難題，有效地提高了灌漿效果和施工工效，達(dá)到了快速施工、經(jīng)濟(jì)高效的目的。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種深厚覆蓋層的快捷灌漿方法，該方法包括以下步驟：
步驟1：開(kāi)啟跟管鉆機(jī)，采用套管護(hù)壁的方式進(jìn)行鉆孔，鉆進(jìn)至跟管鉆機(jī)所能鉆達(dá)的最大深度；
步驟2：改用壓輪鉆頭采用泥漿護(hù)壁的方式繼續(xù)鉆進(jìn)直至終孔深度；
步驟3：鉆孔清孔后向孔內(nèi)灌注填料至孔口；
步驟4：起拔套管和向孔內(nèi)補(bǔ)充填料交替進(jìn)行，直至套管起拔完畢；
步驟5：向孔內(nèi)補(bǔ)注填料至孔口后待凝2天；
步驟6：對(duì)孔口管段進(jìn)行掃孔、灌漿后埋設(shè)孔口管，并待凝3天；
步驟7：回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)采用外平接頭鉆桿配金剛石鉆頭掃孔至下一灌漿段段底，在沖孔后不提鉆以鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿；
步驟8：重復(fù)步驟7進(jìn)行分段掃孔、灌漿直至終孔，即完成深厚覆蓋層的快捷灌漿。
步驟1和2中，跟管鉆機(jī)采用上部地層風(fēng)動(dòng)跟管鉆進(jìn)與下部地層壓輪鉆頭泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)相結(jié)合的鉆孔方式，確保一次性地將灌漿孔鉆至終孔。
步驟3中，通過(guò)鉆桿將填料從孔底連續(xù)注入，直至孔口返出填料的密度等于壓注前填料的密度，填料采用配合比為1:2:4.5的水泥、膨潤(rùn)土和水配制而成。
步驟8中，當(dāng)以鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿進(jìn)行到灌漿過(guò)程中灌漿管存有鑄管風(fēng)險(xiǎn)孔深時(shí)，以聚乙烯軟管替代鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿直至終孔，即完成深厚覆蓋層的快捷灌漿。
步驟7和步驟8采用孔口封閉法灌漿，并采用水固比為5:1的稀漿開(kāi)灌。
本發(fā)明提供的一種深厚覆蓋層的快捷灌漿方法，有益效果如下：
1、采用“一鉆成孔+全孔灌注填料+待凝后分段掃孔、孔口封閉灌漿”、“分上、下兩層灌漿深度采用不同類型灌漿管”的鉆灌方式，實(shí)現(xiàn)了套閥管灌漿法與孔口封閉灌漿法優(yōu)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，消除了深厚覆蓋層鉆探灌漿現(xiàn)有施工技術(shù)存在的弊端，解決了鉆灌施工中易發(fā)生卡鉆、鑄管等孔內(nèi)事故的施工技術(shù)難題，有效地提高了灌漿效果和施工工效，達(dá)到了快速施工、經(jīng)濟(jì)高效的目的。
2、采用跟管鉆機(jī)按上部地層風(fēng)動(dòng)跟管鉆進(jìn)與下部地層壓輪鉆頭泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)相結(jié)合的鉆孔方式，一次性地將灌漿孔鉆至終孔，達(dá)到了降低鉆孔孔內(nèi)事故率，提高成孔工效的有益效果。
3、鉆孔終孔后采用灌注填料固壁的方法，確保了孔壁的穩(wěn)固、漿液循環(huán)的順暢，達(dá)到了減少孔內(nèi)事故、提高鉆灌施工安全的有益效果。
4、采用逐段掃孔后帶鉆具進(jìn)行孔口封閉法灌漿的方式，達(dá)到了減少提下鉆時(shí)間，有效降低施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度，并提高了施工工效的有益效果。
5、在灌漿深度達(dá)到一定時(shí)，以聚乙烯軟管替代鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿直至終孔，達(dá)到了操作簡(jiǎn)單、快捷、高效，以及降低孔內(nèi)鑄管事故的有益效果。
6、機(jī)械設(shè)備使用率高，灌漿裝置安裝、拆卸方便，可以重復(fù)使用，費(fèi)用較低，施工工效高，達(dá)到了大幅降低灌漿施工成本、加快灌漿施工進(jìn)度的有益效果。
具體實(shí)施方式
某水利樞紐工程左岸古河槽內(nèi)沉積了深厚的泥質(zhì)半膠結(jié)砂卵礫石層，設(shè)計(jì)采用帷幕灌漿進(jìn)行防滲處理，最大帷幕設(shè)計(jì)深度180m。在灌漿試驗(yàn)前期，分別采用孔口封閉灌漿法和套閥管灌漿法進(jìn)行了灌漿試驗(yàn)。由于部分地層屬?gòu)?qiáng)透水地層，在鉆探、灌漿試驗(yàn)施工中易發(fā)生卡鉆、鑄管等孔內(nèi)事故，對(duì)灌漿試驗(yàn)造成了一定的影響。
采用本發(fā)明方法的步驟如下：
步驟1：開(kāi)啟跟管鉆機(jī)，采用直徑為89毫米的鉆桿配直徑為146毫米的套管護(hù)壁進(jìn)行鉆孔，鉆進(jìn)至跟管鉆機(jī)所能鉆達(dá)的最大深度；
步驟2：改用直徑為115毫米的壓輪鉆頭采用泥漿護(hù)壁的方式繼續(xù)鉆進(jìn)直至終孔深度；
步驟3：鉆孔清孔后向孔內(nèi)灌注填料至孔口；
步驟4：起拔套管和向孔內(nèi)補(bǔ)充填料交替進(jìn)行，直至套管起拔完畢；
步驟5：向孔內(nèi)補(bǔ)注填料至孔口后待凝2天；
步驟6：對(duì)孔口管段掃孔、灌漿后埋設(shè)直徑為110毫米的孔口管，并待凝3天；
步驟7：回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)采用直徑為50毫米的外平接頭鉆桿配直徑為60毫米的金剛石鉆頭掃孔至下一灌漿段段底，在沖孔后不提鉆以鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿；
步驟8：重復(fù)步驟7進(jìn)行分段掃孔、灌漿直至終孔，即完成深厚覆蓋層的快捷灌漿。
步驟1和2中，跟管鉆機(jī)采用上部地層風(fēng)動(dòng)跟管鉆進(jìn)與下部地層壓輪鉆頭泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)相結(jié)合的鉆孔方式，確保一次性地將灌漿孔鉆至終孔。
步驟3中，通過(guò)鉆桿將填料從孔底連續(xù)注入，直至孔口返出填料的密度等于壓注前填料的密度，填料采用配合比為1:2:4.5的水泥、膨潤(rùn)土和水配制而成，在填料凝結(jié)后形成固壁作用，在鉆孔（掃孔）過(guò)程中，確保鉆孔孔壁的穩(wěn)定；在灌漿過(guò)程中，防止地層中的細(xì)顆粒裹挾進(jìn)入漿液，減少鑄管事故。
步驟8中，當(dāng)以鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿進(jìn)行到灌漿過(guò)程中灌漿管存有鑄管風(fēng)險(xiǎn)孔深時(shí)（目前通常在100米深度后），以直徑為1寸的聚乙烯軟管替代鉆桿作為灌漿管進(jìn)行孔口封閉法灌漿直至終孔，即完成深厚覆蓋層的快捷灌漿，達(dá)到了降低孔內(nèi)事故的目的；在聚乙烯軟管外壁上涂刷膠漿防粘劑，防止灌漿過(guò)程中漿液粘附在軟管管壁上，而造成孔內(nèi)鑄管事故。
步驟7和步驟8采用孔口封閉法灌漿，并采用水固比為5:1的稀漿開(kāi)灌，確保漿液能在壓裂固壁的填料結(jié)石后進(jìn)入待灌的地層中，提高灌漿效果；當(dāng)孔內(nèi)注入率大于30升/分鐘時(shí)，每隔40分鐘打開(kāi)回漿閘閥并將灌漿泵的排漿量調(diào)大后，對(duì)孔內(nèi)漿液通道進(jìn)行大流量循環(huán)沖洗，防止孔道內(nèi)沉淀漿液而影響灌漿效果、造成孔內(nèi)鑄管事故。