2Mpa;彈性箍圈103的直徑為88cm?98cm;環形止楽氣塞3的內環直徑為50cm，外環直徑90cm?100cm，允許工作壓力5?20Mpa ο
[0032]本實施例中，如圖6和圖7所示，灌漿管2由多節鋼管21通過絲扣連接而成，各節鋼管21的長度為50cm?100cm，內徑為50cm。灌楽管2由多節鋼管21通過絲扣連接而成，其制作容易、便于儲存和運輸，還能根據實際需要拼接任意長度的灌漿管2，使用靈活性高;并且，在進行分段灌注時，當灌漿管2向上提升后可將伸出作業孔的鋼管21拆卸，避免因灌漿管2整體伸出作業孔的長度過大而對后續的灌漿操作造成影響。
[0033]—種采用上述灌漿系統進行灌漿的方法，如圖8所示，包括以下步驟:
(a)采用鉆孔設備在地層鉆出作業孔;鉆孔方式為自上向下分段鉆孔，每段鉆孔深度為5m~30m，至少采用兩種鉆具交替作業，當鉆孔深度不大于15m時，采用偏心鉆鉆進，當鉆孔深度大于15m且小于35m時，采用同心鉆進，且需時刻監測孔斜變化，控制孔斜量；
(b)在作業孔內安裝帶流向控制組件的塑料外管I，再在塑料外管I內安裝灌漿管2和環形止漿氣塞3，打開氣壓源5使環形止漿氣塞3達到設計壓力值，使塑料外管I最下部的一組出漿孔口 11位于環形止漿氣塞3的下方，其余出漿孔口 11位于環形止漿氣塞3的上方；
(c)采用高壓脈動灌漿栗6將套殼料7灌入到塑料外管I內，套殼料7經出漿孔口11灌入塑料外管I與作業孔之間的環狀間隙中，直至達到設計濃度的套殼料7從作業孔孔口溢出，停止灌入套殼料7;
(d)在套殼料7未完全凝固之前(達到設計的凝結強度時)，采用高壓脈動灌漿栗6以分段灌注法將膏漿8灌入地層，完成全孔段灌漿，具體是:先保持灌漿管2和密封組件灌入套殼料7時的位置不變，通過灌漿管2將膏漿8灌入塑料外管I內，膏漿8經出漿孔口 11及套殼料7橫向灌入地層，直至達到預設的標準后結束灌漿，待該孔段(密封組件以下的孔段)灌注完成后，再將灌漿管2和密封組件逐次向上提升，直至密封組件高出位于塑料外管I最上部的出漿孔組，每一次提升均使塑料外管I上有一組出漿孔組移動至密封組件的下方，且每一次提升后均啟動高壓脈動灌漿栗6灌入一次膏漿8，每一次灌漿達到預設的標準后結束灌漿。
[0034]待全孔段灌注完成后，取出灌漿管2和密封組件，采用1:1純水泥漿將塑料外管I頂部未灌漿的空間填滿，完成封孔。
[0035]上述高壓脈動灌漿栗6的脈動灌漿壓力為OMPa?15Mpa，脈動栗量大于80L/min，脈動頻率為5次/min?20次/min。
[0036]本實施例采用的套殼料7由粘土、水泥、粉煤灰和水組成，截錐圓模測得漿液流動度為90mm?180mm，原楽比重為1.lg/cm3?1.5g/cm3，水固比為2:1?1:1，3d抗壓強度小于
0.3Mpa;膏漿8由粘土、水泥、水、偏鋁酸鈉和木質磺酸鹽組成，偏鋁酸鈉摻量為1%?3%，木質磺酸鹽摻量為1%?5%，截錐圓模測得漿液流動度為90mm?120mm，原漿比重為1.lg/cm3?1.5g/cm3，水固比為1.3:1?1:1，膠凝時間為4min?40min，28d抗壓強度為8MPa~10Mpa。
[0037]套殼料7主要起到軸向封堵止漿作用，因此稠度、塑性強度和抗壓強度均宜適中。如果稠度、塑性強度和抗壓強度較大，則膏漿8無法軸向劈裂套殼料7進入地層，達不到灌注效果;如果稠度、塑性強度和抗壓強度太小，則導致軸向止漿達不到效果，膏漿8易從孔口冒出。本實施例所采用的套殼料7能夠同時兼顧以上兩點，并達到最佳折中效果。
[0038]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。
【主權項】
1.一種適用于盾構隧道水下巖溶地層的灌漿系統，其特征在于:包括安裝于作業孔內的塑料外管(I)以及套設安裝于所述塑料外管(I)內并能沿塑料外管(I)軸向調整安裝位置的灌漿管(2)，所述塑料外管(I)位于作業孔底部的一端封閉，所述塑料外管(I)上設有多組沿軸向間隔布置的出漿孔組，各出漿孔組包括一個以上出漿孔口(11)，所述塑料外管(I)上對應每組出漿孔組均設有僅使漿料向塑料外管(I)外部單向流動的流向控制組件，所述灌漿管(2)上安裝有用于封閉灌漿管(2)和塑料外管(I)之間間隙的密封組件，所述灌漿管(2)的出口端位于密封組件與塑料外管(I)的封閉端之間，所述灌漿管(2)的進口端與一灌漿設備相連。2.根據權利要求1所述的灌漿系統，其特征在于:所述塑料外管(I)包括多根依次相連的塑料管(101)，相鄰塑料管(101)通過塑料連接環(102)連接，且塑料管(101)與塑料連接環(102)之間為絲扣連接;位于塑料外管(I)底部的一根塑料管(101)為端部封閉的封口管，各塑料連接環(102 )上均設有一組所述出漿孔組。3.根據權利要求2所述的灌漿系統，其特征在于:所述流向控制組件包括套設于塑料連接環(102)上并包裹出漿孔口(11)的彈性箍圈(103)。4.根據權利要求3所述的灌漿系統，其特征在于:所述彈性箍圈(103)的外部纏繞有多圈固定膠帶(104)。5.根據權利要求2所述的灌漿系統，其特征在于:所述密封組件為套設安裝于灌漿管(2)上的環形止漿氣塞(3)以及通過氣管(4)與環形止漿氣塞(3)相連的氣壓源(5);所述灌漿設備為高壓脈動灌漿栗(6)。6.根據權利要求4所述的灌漿系統，其特征在于:位于塑料外管(I)底部的塑料管(101)的直徑為90cm?100cm，長度為5cm?10cm，可承受壓力不小于3MPa;其余塑料管(101)的長度為30cm?50cm，直徑90cm?100cm，可承受壓力不小于2Mpa;塑料連接環(102)上設有3?6個直徑為5cm?8cm的出楽孔口(11);所述彈性箍圈(103)的直徑為88cm?98cm;所述環形止楽氣塞(3)的內環直徑為50cm，外環直徑90cm?IOOcm，允許工作壓力5?20Mpa。7.根據權利要求1所述的灌漿系統，其特征在于:所述灌漿管(2)由多節鋼管(21)通過絲扣連接而成，各節鋼管(21)的長度為50cm~100cm，內徑為50cmo8.—種采用權利要求1?7中任一項所述灌漿系統進行灌漿的方法，其特征在于:包括以下步驟: (a)采用鉆孔設備在地層鉆出作業孔； (b)在作業孔內安裝帶流向控制組件的塑料外管(I)，再在塑料外管(I)內安裝灌漿管(2 )和密封組件，使塑料外管(I)最下部的一組出漿孔組位于密封組件的下方，其余出漿孔組位于密封組件的上方； (c)采用灌漿設備將套殼料(7)灌入到塑料外管(I)內，套殼料(7)經出漿孔組灌入塑料外管(I)與作業孔之間的環狀間隙中，直至套殼料(7)從作業孔孔口溢出，停止灌入套殼料(7); (d)在套殼料(7)未完全凝固之前，采用灌漿設備以分段灌注法將膏漿(8)灌入地層，完成全孔段灌漿，具體是:先通過灌漿管(2)將膏漿(8)灌入塑料外管(I)內，膏漿(8)經出漿孔組及套殼料(7)灌入地層，待該孔段灌注完成后，再將灌漿管(2)和密封組件逐次向上提升，直至密封組件高出塑料外管(I)最上部的一組出漿孔組，每一次提升均使塑料外管(I)上有一組出漿孔組移動至密封組件的下方，且每一次提升后均采用灌漿設備灌入一次膏漿(8)。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于:所述灌漿設備采用高壓脈動灌漿栗(6)，所述高壓脈動灌漿栗(6)的脈動灌漿壓力為OMPa?15Mpa，脈動栗量大于80L/min，脈動頻率為5次/min?20次/min;所述步驟(a)中鉆孔設備在地層自上向下分段鉆孔得到作業孔，每段鉆孔深度為5m~30m。10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于:所述套殼料(7)由粘土、水泥、粉煤灰和水組成，截錐圓模測得漿液流動度為90mm?180mm，原漿比重為1.lg/cm3?1.5g/cm3，水固比為2:1?1:1，3d抗壓強度小于0.3Mpa;所述膏漿(8)由粘土、水泥、水、偏鋁酸鈉和木質磺酸鹽組成，偏鋁酸鈉摻量為1%?3%，木質磺酸鹽摻量為1%?5%，截錐圓模測得漿液流動度為90mm?120mm，原楽比重為1.lg/cm3?1.5g/cm3，水固比為1.3:1?1:1，膠凝時間為4min?40min，28d抗壓強度為8MPa?lOMpa。
【專利摘要】一種適用于盾構隧道水下巖溶地層的灌漿系統及方法，系統包括安裝于作業孔內的塑料外管以及套設于塑料外管內的灌漿管，塑料外管位于作業孔底部的一端封閉，塑料外管上設有多組沿軸向間隔布置的出漿孔組，塑料外管上對應每組出漿孔組均設有流向控制組件，灌漿管上安裝有用于封閉灌漿管和塑料外管之間間隙的密封組件，灌漿管的出口端位于密封組件與塑料外管的封閉端之間，灌漿管的進口端與一灌漿設備相連，其結構簡單、易于制作和安裝。方法包括鉆作業孔、安裝塑料外管和帶密封組件的灌漿管、灌入套殼料和采用分段灌注法灌入膏漿的步驟，其簡單可控，不易重復劈裂，避免無效灌注，能提高施工效率，節約成本，易于達到工程設計防滲標準。
【IPC分類】E02D15/04, E21D11/10
【公開號】CN105649656
【申請號】
【發明人】張聰, 陽軍生, 張智博, 葉新田, 雷金山, 楊秀竹
【申請人】中南大學
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月31日