一种钢管高压注浆用防返浆方法与流程

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种钢管高压注浆用防返浆方法。

背景技术：

钢管因具有很好的强度和稳定性，在岩土工程领域得到了广泛应用，且大多用作钢管桩、斜向支撑等，以承担相应荷载。为获得较大的承载力，一般在钢管端部或局部侧边注浆形成注浆体，其与钢管共同作用能承担更大的荷载。钢管注浆常用的方法是用编织袋等包裹注浆管端部，然后塞入钢管管体内实施注浆作业，或者是在钢管上口焊接有预留孔的封口钢板，然后将注浆管与封口钢板焊接后向钢管管体内注浆。

用编织袋等包裹注浆管端部塞入钢管的方法注浆时，施工方便简单，但当注浆压力稍微高一些，注浆管就会被顶出而返浆，无法继续实施注浆作业，即该方法基本不能承受注浆压力。采用钢管上口焊接封口钢板及连接注浆管的方法注浆时，可以实现较大压力的注浆作业，但封口钢板与钢管及注浆管间均需焊接，完成注浆后封口钢板及焊接部分的注浆管需要割除且不能再次利用于注浆，焊接及割除均耗时较长，该方法的工期较长且构件不可回收。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种钢管高压注浆用防返浆方法，该防返浆方法通过在钢管中设置具有松紧调节机构的橡胶环，从而使橡胶环受到挤压后向四周膨胀并紧贴钢管内壁，达到高压止浆的目的。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种钢管高压注浆用防返浆方法，其特征在于所述防返浆方法包括如下步骤：在注浆导管上同轴设置一橡胶环，所述橡胶环上具有松紧调节机构；将所述注浆导管插入所述钢管中，通过所述松紧调节机构压紧所述橡胶环使其向四周膨胀，以同所述钢管内壁构成过盈配合；在所述注浆导管与所述钢管之间设置一连接两者的装配式外拉机构，以将所述注浆导管固定于所述钢管上。

所述松紧调节机构包括支撑平台以及旋转式压紧件，所述支撑平台同轴固定设置于所述橡胶环下方，所述旋转式压紧件同轴设置于所述橡胶环上方并与所述注浆导管螺纹配合，沿所述注浆导管向下旋转所述旋转式压紧件，以使其挤压所述橡胶环发生膨胀，外径相应扩大。

所述支撑平台包括自下而上设置的套管以及下钢板，其中，所述套管同轴固定于所述注浆导管上，所述下钢板外径小于所述橡胶环外径。

所述旋转式压紧件包括自下而上设置的上钢板、套管以及施压阀，其中，所述施压阀与所述注浆导管的外壁之间螺纹连接，所述上钢板外径小于所述橡胶环外径。

所述装配式外拉机构的设置方法为：在所述钢管外壁上固定设置一法兰盘，并在所述注浆导管上焊接一环形钢板；在所述法兰盘的外缘部与所述环形钢板的外缘部之间竖向穿设若干拉杆实现对拉锁定。

本发明的优点是，步骤简单，可自由控制橡胶环的膨胀大小，能够防止注浆施工时的返浆并能在装配式外拉结构的辅助下承受较高的注浆压力，且与钢管装配式连接，安装、拆卸便捷，可回收循环利用。

附图说明

图1为本发明中防返浆结构示意图；

图2为本发明中防返浆结构设置于钢管中的示意图；

图3为本发明图1中的a-a视图；

图4为本发明图2中的b-b视图；

图5为本发明图2中的c-c视图；

图6为本发明中设置有多个橡胶环的防返浆结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-6，图中标记1-21分别为：注浆导管1、橡胶环2、上钢板3、下钢板4、套管5、套管6、施压阀7、外螺纹8、出浆口9、钢管10、出浆孔11、环形钢板12、预留孔13、法兰盘14、预留孔15、侧翼板16、螺栓孔17、螺栓18、螺母19、拉杆20、螺母21。

实施例：如图1、2所示，在钢管10的下部开设有若干出浆孔11，用于对钢管10周边土体进行注浆从而形成注浆体，其与钢管10共同作用以承担更大的荷载；为防止在对钢管10的注浆过程中产生返浆现象，本实施例具体提供了一种钢管高压注浆用防返浆方法。

如图1-5所示，本实施例中钢管高压注浆用防返浆方法包括如下步骤：

（1）在注浆导管1上同轴设置用于止浆的橡胶环2以及用于挤压橡胶环2发生膨胀的松紧调节件，其中：

橡胶环2具有一定的厚度以及弹性，其外径略小于钢管10的内径，即两者之间采用间隙配合，从而方便在注浆前将其插入钢管1O内并做相应的位置调整；

松紧调节机构包括固定设置于橡胶环2下方的支撑平台以及活动设置于橡胶环2上方的旋转式压紧件；前述的支撑平台设于橡胶环2下方作为反力支撑平台所使用，由同轴固定在注浆导管1上的套管5以及同轴设置于套管5上的下钢板4所组成，下钢板4紧贴橡胶环2的下表面向其提供支撑作用，其外径尺寸略小于橡胶环2的外径；前述的旋转式压紧件自下而上依次由同轴设置于注浆导管1上的上钢板3、套管6以及施压阀7所组成，上钢板3紧贴橡胶环2的上表面设置，其外径略小于橡胶环2的外径，套管6与注浆导管1之间可活动式连接用于向上钢板3传递施压阀7所施加压力，施压阀7与注浆导管1上的外螺纹相配合，在其向下旋转的过程中可经套管6以及上钢板3向橡胶环2传递挤压力；

（2）将注浆导管1插入待注浆的钢管10中一定深度，该深度可使橡胶环2位于钢管10中且施压阀7位于钢管10之外，此时，橡胶环2与钢管10内壁之间呈间隙配合；

（3）沿注浆导管1竖直方向上的外螺纹8将施压阀7手动向下旋转，施压阀7向下顶推套管6，套管6压紧上钢板3，使得压力传递至橡胶环2上，与此同时下钢板4作为支撑平台向橡胶环2提供支撑反力，橡胶环2在受到挤压后向四周膨胀扩大，从而使其与钢管10的内壁紧密贴合，构成过盈配合，以提高止浆密封性能；

（4）为了进一步提高橡胶环2的承压止浆性能，在注浆导管1与钢管10之间设置连接两者的装配式外拉机构，从而对注浆导管1以及橡胶环2进行竖直方向的限位固定，具体方法为：

将两半圆法兰盘对拼于钢管10的外壁上，半圆法兰盘的拼接面具有侧翼板16，侧翼板16上设置有螺栓孔17，两半圆法兰盘在对准拼装后，在螺栓孔17中插入螺栓18并通过螺母19拧紧固定，从而使法兰盘14箍紧固定于钢管10的外壁面上；在法兰盘14上间隔开设有四组预留孔15；

在注浆导管1外露于钢管10之外的部分上同轴焊接一环形钢板12，其外径尺寸与法兰盘14外径尺寸相对应，且在环形钢板12的外缘部间隔开设有四组预留孔13，预留孔13的开设位置与预留孔15的开设位置一一对应；

将两端部具有螺纹的拉杆20依次竖向贯穿预留孔13以及预留孔15，之后分别在拉杆20的两端部旋入螺母20锁紧固定，以实现环形钢板12与法兰盘14之间的锁紧对拉，也就是说，注浆导管1以及设置于其上的橡胶环2在竖直方向得到限位，即使在钢管10内进行高压注浆，橡胶环2也不会发生向上的移位；

（5）将注浆导管1上部连接注浆管，向钢管10中进行高压注浆，注浆过程中，橡胶环2紧密贴合钢管10内壁防止浆液，且装配式外拉机构对橡胶环2以及注浆导管1提供竖向限位，防止在高压浆液的作用下，橡胶环2被顶升移动；

（6）待注浆完毕后，沿注浆导管1上的外螺纹8向上旋松施压阀7，释放对于橡胶环2的挤压力，使其恢复原状，将注浆导管1以及橡胶环2拔离钢管10，应用于下一钢管中。

需要说明的是，本实施例中对于橡胶环2的数量并没有限制，如图6所示，在进行止浆时，也可以在注浆导管1上设置双层橡胶环2，从而构成双层阻隔，进一步提升在钢管中的止浆性能。