本發明涉及鉆探灌漿領域，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：

隨著水利水電事業的發展，水利水電工程的開發逐步向西部高原和峽谷流域展開，建壩條件越來越復雜，尤其是在西部大開發機遇下的重點建設工程，山高谷深、覆蓋層深厚、地質條件復雜。如何做好深厚覆蓋層條件下的壩基防滲處理是當今解決我國西部地區水利水電開發的關鍵技術問題之一。

目前，套閥管灌漿法和孔口封閉灌漿法是我國當前水利水電行業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，在深厚覆蓋層中進行鉆孔、灌漿施工，孔口封閉灌漿法存在成孔困難，易發生卡鉆、鑄管等孔內事故；套閥管灌漿法存在工序復雜、施工成本高等問題，這些仍是制約施工進度、影響施工質量及施工成本的重要因素。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種深厚覆蓋層的快捷灌漿方法，通過將孔口封閉灌漿法和套閥管灌漿法優點的有機結合，消除了深厚覆蓋層鉆探灌漿現有施工技術存在的弊端，可以解決在深厚覆蓋層中進行帷幕灌漿施工孔內事故率高、工效低的的技術難題，有效地提高了灌漿效果和施工工效，達到了快速施工、經濟高效的目的。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：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：開啟跟管鉆機，采用套管護壁的方式進行鉆孔，鉆進至跟管鉆機所能鉆達的最大深度；

步驟2：改用壓輪鉆頭采用泥漿護壁的方式繼續鉆進直至終孔深度；

步驟3：鉆孔清孔后向孔內灌注填料至孔口；

步驟4：起拔套管和向孔內補充填料交替進行，直至套管起拔完畢；

步驟5：向孔內補注填料至孔口后待凝2天；

步驟6：對孔口管段進行掃孔、灌漿后埋設孔口管，并待凝3天；

步驟7：回轉式鉆機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行孔口封閉法灌漿；

步驟8：重復步驟7進行分段掃孔、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，跟管鉆機采用上部地層風動跟管鉆進與下部地層壓輪鉆頭泥漿護壁鉆進相結合的鉆孔方式，確保一次性地將灌漿孔鉆至終孔。

步驟3中，通過鉆桿將填料從孔底連續注入，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、膨潤土和水配制而成。

步驟8中，當以鉆桿作為灌漿管進行孔口封閉法灌漿進行到灌漿過程中灌漿管存有鑄管風險孔深時，以聚乙烯軟管替代鉆桿作為灌漿管進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的稀漿開灌。

本發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，實現了套閥管灌漿法與孔口封閉灌漿法優點的有機結合，消除了深厚覆蓋層鉆探灌漿現有施工技術存在的弊端，解決了鉆灌施工中易發生卡鉆、鑄管等孔內事故的施工技術難題，有效地提高了灌漿效果和施工工效，達到了快速施工、經濟高效的目的。

2、采用跟管鉆機按上部地層風動跟管鉆進與下部地層壓輪鉆頭泥漿護壁鉆進相結合的鉆孔方式，一次性地將灌漿孔鉆至終孔，達到了降低鉆孔孔內事故率，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，確保了孔壁的穩固、漿液循環的順暢，達到了減少孔內事故、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行孔口封閉法灌漿的方式，達到了減少提下鉆時間，有效降低施工人員勞動強度，并提高了施工工效的有益效果。

5、在灌漿深度達到一定時，以聚乙烯軟管替代鉆桿作為灌漿管進行孔口封閉法灌漿直至終孔，達到了操作簡單、快捷、高效，以及降低孔內鑄管事故的有益效果。

6、機械設備使用率高，灌漿裝置安裝、拆卸方便，可以重復使用，費用較低，施工工效高，達到了大幅降低灌漿施工成本、加快灌漿施工進度的有益效果。

具體實施方式

某水利樞紐工程左岸古河槽內沉積了深厚的泥質半膠結砂卵礫石層，設計采用帷幕灌漿進行防滲處理，最大帷幕設計深度180m。在灌漿試驗前期，分別采用孔口封閉灌漿法和套閥管灌漿法進行了灌漿試驗。由于部分地層屬強透水地層，在鉆探、灌漿試驗施工中易發生卡鉆、鑄管等孔內事故，對灌漿試驗造成了一定的影響。

采用本發明方法的步驟如下：

步驟1：開啟跟管鉆機，采用直徑為89毫米的鉆桿配直徑為146毫米的套管護壁進行鉆孔，鉆進至跟管鉆機所能鉆達的最大深度；

步驟2：改用直徑為115毫米的壓輪鉆頭采用泥漿護壁的方式繼續鉆進直至終孔深度；

步驟3：鉆孔清孔后向孔內灌注填料至孔口；

步驟4：起拔套管和向孔內補充填料交替進行，直至套管起拔完畢；

步驟5：向孔內補注填料至孔口后待凝2天；

步驟6：對孔口管段掃孔、灌漿后埋設直徑為110毫米的孔口管，并待凝3天；

步驟7：回轉式鉆機采用直徑為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行孔口封閉法灌漿；

步驟8：重復步驟7進行分段掃孔、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，跟管鉆機采用上部地層風動跟管鉆進與下部地層壓輪鉆頭泥漿護壁鉆進相結合的鉆孔方式，確保一次性地將灌漿孔鉆至終孔。

步驟3中，通過鉆桿將填料從孔底連續注入，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、膨潤土和水配制而成，在填料凝結后形成固壁作用，在鉆孔（掃孔）過程中，確保鉆孔孔壁的穩定；在灌漿過程中，防止地層中的細顆粒裹挾進入漿液，減少鑄管事故。

步驟8中，當以鉆桿作為灌漿管進行孔口封閉法灌漿進行到灌漿過程中灌漿管存有鑄管風險孔深時（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，達到了降低孔內事故的目的；在聚乙烯軟管外壁上涂刷膠漿防粘劑，防止灌漿過程中漿液粘附在軟管管壁上，而造成孔內鑄管事故。

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的稀漿開灌，確保漿液能在壓裂固壁的填料結石后進入待灌的地層中，提高灌漿效果；當孔內注入率大于30升/分鐘時，每隔40分鐘打開回漿閘閥并將灌漿泵的排漿量調大后，對孔內漿液通道進行大流量循環沖洗，防止孔道內沉淀漿液而影響灌漿效果、造成孔內鑄管事故。