本發明涉及水利工程、地基處理等領域的灌漿裝置，尤其涉及一種用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置及灌漿方法。

背景技術：

松軟地層和含水量較大的地層通常結構松軟、膠結性弱、吃漿量大，漿液擴散過程中由于地下水離析而影響灌漿效果，灌漿難起壓，易造成垂向抬動破壞，灌漿難于控制，因創裂面重復劈裂效應，漿液易沿可灌性強的層面或最小主應力面串漿、跑漿，呈單層夾餅延伸，使大部分地層裂隙得不到有效均勻灌注，防滲效果很難達到設計要求，現今在對松軟地層灌漿時普遍存在以下幾個問題：

1、漿液的擴散范圍難以得到控制，跑漿、串漿等問題十分嚴重；

2、大多需要專門的止漿措施，施工復雜；

3、地層松軟難以起壓，控制灌漿難度大，得不到很好的灌漿效果；

4、對松軟地層直接灌稠漿時，由于稠漿的可泵性差，所以對施工器具要求較高，施工難度增加，且成本較高。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、可使稀漿在裝置內轉變為稠漿、有效控制漿液擴散、起壓效果好、施工方便的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置及灌漿方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置，包括稀漿進漿管、花管、變徑收縮管、套管和稠漿管，所述花管的管壁上設有多個管身孔，花管配設有覆蓋全部管身孔的過濾層，所述稀漿進漿管與花管上端連接，所述變徑收縮管的大徑端與花管下端連接，所述變徑收縮管的小徑端與稠漿管連接，所述套管套設于花管外，套管下端與變徑收縮管封閉連接。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述套管上設有排水管。

所述排水管設有兩個。

所述稀漿進漿管與花管連接的一端設有與花管配接的變徑接頭。

所述套管上端設有孔口封閉器。

所述變徑收縮管的大徑端內徑為小徑端內徑的3~4倍。

所述過濾層包覆于花管外側，并通過卡箍與花管固定。

所述過濾層由多層工業濾布組成。

所述工業濾布為400目～600目工業濾布。

作為一個總的技術構思，本發明還提供一種用上述壓濾式灌漿裝置進行灌漿的方法，具體包括以下施工步驟：

s1：準備灌漿材料，以設計水灰比的水泥漿液作為灌漿材料；

s2：將所述壓濾式灌漿裝置中的稠漿管完全放入灌漿孔，其下端接灌漿管至孔底；

s3：采用自下而上的灌漿方式開始灌漿，先通過所述壓濾式灌漿裝置中的稀漿進漿管向其花管輸送0.5～0.8mpa壓力值的水泥漿液，使其在壓濾式灌漿裝置的變徑收縮管形成擁堵效應而起壓，通過過濾層濾出水分，使花管2內的稀漿在裝置內轉變為稠漿，濾出的水分通過排水管排出；

s4：稀漿在裝置內轉變為稠漿后，增大壓力至1～2mpa，再通過稠漿管將稠漿壓入地層。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置，通過稀漿進漿管向花管輸入稀漿，稀漿在變徑收縮管形成擁堵效應而起壓，通過過濾層濾出水分，使稀漿在裝置內轉變為稠漿，再通過稠漿管將稠漿壓入地層，從而減少管路內的壓力損失，控制灌漿的擴散范圍，得到良好的灌漿效果，且稠漿自動止漿，無需專門的封孔止漿裝置；本發明的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置對松軟地層實施控制灌漿簡單易行，提高了施工效率，大大減少了勞動強度。

附圖說明

圖1是本發明用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置實施例的結構示意圖。

圖2是本發明用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置實施例的縱剖面示意圖。

圖3是本發明用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置中花管與變徑收縮管的縱剖面示意圖。

圖4是本發明用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置的灌漿示意圖。

圖例說明：

1、稀漿進漿管；11、變徑接頭；2、花管；21、管身孔；22、過濾層；3、變徑收縮管；4、套管；41、排水管；42、孔口封閉器；5、稠漿管。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下文將結合說明書附圖和較佳的實施例對本發明作更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。

如圖1至圖4所示，本實施例的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置，包括稀漿進漿管1、花管2、變徑收縮管3、套管4和稠漿管5，花管2的管壁上設有多個管身孔21，花管2配設有覆蓋全部管身孔21的過濾層22，稀漿進漿管1與花管2上端通過變徑接頭11連接，變徑收縮管3的大徑端與花管2下端連接，變徑收縮管3的小徑端與稠漿管5連接，套管4套設于花管2外，套管4下端與變徑收縮管3封閉連接，稠漿管5下端可接其他鉆桿或灌漿管。灌漿時，通過稀漿進漿管1向花管2輸入稀漿，稀漿在變徑收縮管3形成擁堵效應而起壓，通過過濾層22濾出水分，使稀漿在裝置內轉變為稠漿，再通過稠漿管5將稠漿壓入地層，從而減少管路內的壓力損失，控制灌漿的擴散范圍，得到良好的灌漿效果，且在裝置內轉變后的稠漿難以沿管孔間隙冒出，起到自動封孔止漿的作用，無需專門的封孔止漿裝置；本發明的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置對松軟地層實施控制灌漿簡單易行，提高了施工效率，大大減少了勞動強度，且結構簡單、制作成本低。

本實施例中，套管4上設有兩個排水管41，兩個排水管41一高一低，分上下布置，且兩個排水管41靠近套管4上端，套管4上端設有孔口封閉器42，當一個排水管41堵塞時，另一排水管41可繼續排水，可同時對堵塞的排水管41進行疏通。變徑收縮管3的大徑端內徑為小徑端內徑的3~4倍，本實施例中，大徑端內徑為44mm，小徑端內徑為11mm，大徑端內徑為小徑端內徑的2倍，既方便形成擁堵效應而起壓，也不至于過于擁堵而形成堵塞。過濾層22包覆于花管2外側，覆蓋全部管身孔21，并通過卡箍與花管2固定，本實施例中，過濾層22由6層工業濾布組成，工業濾布為500目工業濾布，厚度為1mm。

本實施例的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置，在進行灌漿作業時，具體施工步驟如下：

s1：準備灌漿材料，以水灰比為1：1的水泥漿液為灌漿材料；

s2：將本實施例提供的用于松軟地層的壓濾式灌漿裝置中的稠漿管5完全放入灌漿孔，其下端可接灌漿管至孔底；

s3：采用自下而上的灌漿方式開始灌漿，先通過稀漿進漿管1向花管2輸送0.5～0.8mpa壓力值的水泥漿液，使其在變徑收縮管3形成擁堵效應而起壓，通過過濾層22濾出水分，使花管2內的稀漿在裝置內轉變為稠漿，濾出的水分通過排水管41排出；

s4：稀漿在裝置內轉變為稠漿后，增大壓力至1～2mpa，再通過稠漿管5將稠漿壓入地層。

按以上施工步驟，模擬1m孔深松軟地層進行灌漿實驗，實施過程中的各參數如下；水灰比為1：1；最大灌漿壓力為2mpa；灌入水泥漿液的比重為1.512；灌入水泥漿液的質量為25kg；濾出水的質量為5.2kg。整個灌漿過程中無串、冒漿等現象發生，灌后結石率高，結石體內漿脈擴散均勻，灌漿效果良好。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例。對于本技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明技術構思前提下所得到的改進和變換也應視為本發明的保護范圍。