一種在砂卵石層形成堵水墻的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其工藝步驟為：（1）在預(yù)形成堵水幕墻的部位的地表設(shè)計(jì)間隔布置的大孔徑鉆孔，進(jìn)行灌注漿作業(yè)，形成大孔徑鉆孔灌注樁；（2）在相鄰的灌注樁之間施工形成若干個深入河卵石層的注漿孔，在注漿孔內(nèi)下入鋼籠；（3）在鋼籠的位置采用高壓水流向兩側(cè)噴射、洗井，使各鋼籠兩側(cè)形成注漿空間，且各鋼籠的注漿空間連通，在灌注樁之間的河卵石層形成無泥砂充填的樁間注漿通道；（4）在樁間注漿通道內(nèi)注漿，從而形成連續(xù)封閉的地下堵水幕墻。本方法可在擬形成地下帷幕的地層的欲注入漿液的空間，事先形成人工的優(yōu)勢通道，使其尺寸、形狀可控，從而保證所注入的漿液在規(guī)定空間內(nèi)形成有效的地下堵水連續(xù)帷幕。
【專利說明】 一種在砂卵石層形成堵水墻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種邊坡注漿堵水治理技術(shù)，尤其是一種在砂卵石層形成堵水墻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對于厚大第四系砂卵石地層中的堵水工程，常用的方法有地下連續(xù)墻法、高壓注漿法、鉆孔灌注樁等。但這三種方法在施工過程中都會遇到同樣的難題，即無法形成完整的連續(xù)的堵水幕墻(止水帷幕)。高壓注漿時，如果地下水流速很快，漿液會沿地層中的優(yōu)勢通道擴(kuò)散，浪費(fèi)漿液，但以鉆孔為中心形成的有效漿液擴(kuò)散半徑卻無法達(dá)到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)施地下連續(xù)墻時，一是在卵石層中成槽難；二是兩槽段的接縫處易形成漏水洞，該洞極難封堵。應(yīng)用鉆孔灌注樁堵水，樁身本身的堵水效果好，其成孔工藝、護(hù)壁措施、灌注工藝、灌注材料都較為成熟，施工造價和工期可控，但樁與樁之間的縫隙，成為漏水通道。因此，對于厚大第四系砂卵石地層中的堵水工程，使用上述單一工程方法都難以解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種漿液定向流動形成地下連續(xù)墻的在砂卵石層形成堵水墻的方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:其工藝步驟為:
(1)在預(yù)形成堵水幕墻的部位的地表設(shè)計(jì)間隔布置的大孔徑鉆孔，進(jìn)行灌注漿作業(yè)，形成大孔徑鉆孔灌注樁；
(2)在相鄰的灌注樁之間施工形成若干個深入河卵石層的注漿孔，在注漿孔內(nèi)下入鋼
龍；
(3)在鋼籠的位置采用高壓水流向兩側(cè)噴射、洗井，使各鋼籠兩側(cè)形成注漿空間，且各鋼籠的注漿空間連通，在灌注樁之間的河卵石層形成無泥砂充填的樁間注漿通道；
(4)在樁間注漿通道內(nèi)注漿，從而形成連續(xù)封閉的地下堵水幕墻。
[0005]本發(fā)明所述步驟(3)中注漿空間采用下述工藝步驟形成:A、在鉆桿的底端安裝噴頭，下入注漿孔的河卵石層位；鋼籠上設(shè)有縱向的條形長槽，噴頭的噴嘴方向與鋼籠上的條形長槽一致；
B、在鉆桿外側(cè)下入高壓氣輸送管，直達(dá)注漿孔底部；
C、所述的噴頭通過鉆桿接通高壓水流，并上下移動鉆桿，高壓水流通過噴頭的噴嘴擾動切割指定方向的砂卵石層，被擾動的泥砂在重力作用下流向注漿孔底部；
D、同時高壓氣輸送管輸入高壓空氣，高壓空氣從注漿孔底部帶動泥砂漿噴出地表，從而在砂卵石中形成注漿空間。
[0006]本發(fā)明所述步驟(4)中的注漿步驟為:A、在鋼籠的頂部下入粘土堵塞材料將注漿孔阻斷；再在注漿孔中灌入水泥漿，最后下入高壓PVC管；
B、上述水泥漿終凝后，下入注漿管，利用高壓PVC管對樁間注漿通道從下往上逐段注漿；
C、每段的注漿孔全部注漿且水泥初凝后，重復(fù)下一段的注漿過程。
[0007]本發(fā)明所述每段注漿高度為0.5m。
[0008]本發(fā)明所述步驟(2)中注漿孔深度以進(jìn)入下層卵石底面1.0m為準(zhǔn)，鉆孔直徑Φ 130mm。所述鋼籠Φ 110m，鋼籠的網(wǎng)眼大小為2X2?5X5mm ;所述鋼籠底部下入鉆孔底，鋼籠上口以位于上層的不透水層底面以上1.0m為準(zhǔn)。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明把鉆孔灌注樁法與高壓注漿法相結(jié)合，利用定向噴射高壓水流從而在砂卵層中形成預(yù)設(shè)注漿空間連通成樁間注漿通道；本發(fā)明可在擬形成地下帷幕的地層中，在欲注入漿液的空間，事先形成人工的優(yōu)勢通道，使其尺寸、形狀可控，從而保證所注入的漿液在規(guī)定空間內(nèi)形成有效的地下堵水連續(xù)帷幕。
[0010]本發(fā)明尤其是用高壓氣吹出砂卵石層中的泥砂，使高壓水流的噴射空間得以擴(kuò)展，從而在砂卵層中更易形成無泥砂樁間注漿通道，從而有效的提升注漿效果，提升地下堵水連續(xù)帷幕的牢固性。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]本在砂卵石層形成堵水墻的方法采用下述具體的工藝步驟:
1、施工鉆孔灌注樁:在預(yù)形成堵水幕墻的部位的地表設(shè)計(jì)間隔布置的大孔徑鉆孔，進(jìn)行灌注漿作業(yè)，形成大孔徑鉆孔灌注樁；本步驟采用可普通施工方案。
[0013]2、施工注漿孔:用雙動力頭和管鉆機(jī)在相鄰的灌注樁之間施工鉆孔，形成注漿孔，相鄰兩個灌注樁之間可根據(jù)需要形成多個注漿孔；注漿孔深度以進(jìn)入下層卵石底面1.0m為準(zhǔn)，鉆孔直徑Φ 130mm;然后在注漿孔內(nèi)下入Φ IlOm鋼絲網(wǎng)籠；鋼絲網(wǎng)籠(網(wǎng)眼大小為2X2?5X5mm)，底部下入鉆孔底；上口以位于上層粉土(不透水層)底面上1.0m為準(zhǔn)。
[0014]3、施工注漿通道:(1)在鉆桿的底端安裝噴頭，下入注漿孔的河卵石層位；鋼籠上設(shè)有縱向的條形長槽，噴頭的噴嘴方向與鋼籠上的條形長槽一致；
(2)在鉆桿外側(cè)下入高壓氣輸送管，直達(dá)注漿孔底部；
(3)所述的噴頭通過鉆桿接通高壓水流，并上下移動鉆桿，高壓水流通過噴頭的噴嘴擾動切割指定方向的砂卵石層，被擾動的泥砂在重力作用下流向注漿孔底部；
(4)同時高壓氣輸送管輸入高壓空氣，高壓空氣從注漿孔底部帶動泥砂漿噴出地表，從而在砂卵石中形成注漿空間；
上述高壓水流噴射過程要求洗井抽水20?30分鐘后，停止洗井，水位恢復(fù)到原始水位，在進(jìn)行洗井，如此反復(fù)3?5次，在鉆孔平等帷幕線的方向上兩側(cè)，形成定向的注漿空間(無泥砂充填的“干凈”河卵石層)；相鄰的注漿空間相互連通，從而灌注樁之間的河卵石層形成無泥砂充填的樁間注漿通道。
[0015]上述過程施工注漿通道中，相鄰的三個注漿孔同步進(jìn)行洗孔作業(yè)，中心的注漿孔主要進(jìn)行噴射作業(yè)(其中也下吸砂管，主要防止噴嘴被砂埋住)，兩邊的注漿孔進(jìn)行抽砂作業(yè)，利用人為增大的水力比降，使注漿孔之間的卵石層填充物帶入注漿孔內(nèi)，為確保最后效果，根據(jù)出砂量的大小，可交替進(jìn)行，從而人為制造出相對的均質(zhì)體，為注漿提供良好的基礎(chǔ)(同時，隨著鉆孔的加深，卵石層的圍壓逐漸增大(與上部覆蓋層的自重應(yīng)力相關(guān))，噴射作業(yè)所能夠影響的半徑會逐步減小，輔以抽砂作業(yè)，將會部分彌補(bǔ)這一缺陷)。
[0016]4、施工粧間注衆(zhòng):(I)洗井結(jié)束后，在鋼籠的頂部下入粘土堵塞材料，將鉆孔阻斷；再在鉆孔中灌入水灰比1:0.89 (重量)的水泥衆(zhòng)，最后下入完整的<t89mm聞壓PVC管；
(2)固管水泥漿終凝后，下入高壓PVC管(注漿管)和止?jié){塞，利用高壓PVC管伸入注漿孔按高度梯度進(jìn)行逐段注漿，高壓PVC管可以上下移動，出漿口與上下止?jié){塞配合，可以針對水同地層選取不同的壓力、不同的漿液、不同的分段高度等注漿參數(shù)進(jìn)行注漿；相鄰的注漿孔進(jìn)行聯(lián)孔注漿；高壓PVC管的管口先下至距離孔底0.5m處，進(jìn)行注漿作業(yè)，注漿量不小于0.54m3 (可適當(dāng)調(diào)整)，高壓PVC管提升0.5m進(jìn)行連續(xù)注漿作業(yè)；出漿口(高壓PVC管的管口)最好每次提升0.5m，每個高度注漿量不少于2.0m3，各分段中間不停留連續(xù)注漿；每段注漿的水泥初凝后，重復(fù)上述的注漿過程。初步確定，每次注漿時間不宜小于20min，注漿速度50?100L/min，具體根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；根據(jù)出砂量的是否是鉆孔間卵石層充填物總量的1.3倍，決定是否反復(fù)清洗。
[0017]上述施工樁間注漿過程中，根據(jù)卵石層厚度的變化不同，可調(diào)整設(shè)計(jì)注漿量，當(dāng)注漿量已達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量時，但壓力一直未能達(dá)到設(shè)計(jì)壓力時，可調(diào)整漿液配比，增大水灰比；當(dāng)注漿量滿足要求，且壓力持續(xù)維持在設(shè)計(jì)壓力左右，可停止注漿。
【權(quán)利要求】
1.一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于，其工藝步驟為: (1)在預(yù)形成堵水幕墻的部位的地表設(shè)計(jì)間隔布置的大孔徑鉆孔，進(jìn)行灌注漿作業(yè)，形成大孔徑鉆孔灌注樁； (2)在相鄰的灌注樁之間施工形成若干個深入河卵石層的注漿孔，在注漿孔內(nèi)下入鋼龍； (3)在鋼籠的位置采用高壓水流向兩側(cè)噴射、洗井，使各鋼籠兩側(cè)形成注漿空間，且各鋼籠的注漿空間連通，在灌注樁之間的河卵石層形成無泥砂充填的樁間注漿通道； (4)在樁間注漿通道內(nèi)注漿，從而形成連續(xù)封閉的地下堵水幕墻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于:所述步驟(3)中注漿空間采用下述工藝步驟形成:A、在鉆桿的底端安裝噴頭，下入注漿孔的河卵石層位；鋼籠上設(shè)有縱向的條形長槽，噴頭的噴嘴方向與鋼籠上的條形長槽一致； B、在鉆桿外側(cè)下入高壓氣輸送管，直達(dá)注漿孔底部； C、所述的噴頭通過鉆桿接通高壓水流，并上下移動鉆桿，高壓水流通過噴頭的噴嘴擾動切割指定方向的砂卵石層，被擾動的泥砂在重力作用下流向注漿孔底部； D、同時高壓氣輸送管輸入高壓空氣，高壓空氣從注漿孔底部帶動泥砂漿噴出地表，從而在砂卵石中形成注漿空間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一`種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于:所述步驟(4)中的注 最后下入聞壓PVC管； B、上述水泥漿終凝后，下入注漿管，利用高壓PVC管對樁間注漿通道從下往上逐段注漿； C、每段的注漿孔全部注漿且水泥初凝后，重復(fù)下一段的注漿過程。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于:所述每段注漿高度為0.5m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 4任意一項(xiàng)所述的一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于:所述步驟(2)中注漿孔深度以進(jìn)入下層卵石底面1.0m為準(zhǔn)，鉆孔直徑Φ130_。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種在砂卵石層形成堵水墻的方法，其特征在于:所述鋼籠Φ 110m，鋼籠的網(wǎng)眼大小為2X2~5X5mm;所述鋼籠底部下入鉆孔底，鋼籠上口以位于上層的不透水層底面以上1.0m為準(zhǔn)。
【文檔編號】E02D19/18GK103556646SQ201310453724
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】南世卿, 郭獻(xiàn)章, 李鳳柱, 楊天鴻, 張娟霞 申請人:河北鋼鐵集團(tuán)礦業(yè)有限公司, 東北大學(xué)秦皇島分校, 北方燕盛工程技術(shù)有限公司