一种定向注浆装置及注浆方法与流程

1.本发明属于地下工程施技术领域，尤其涉及一种定向注浆装置及注浆方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.基坑支护结构在地下工程施工过程中应用广泛，能对控制开挖引起的周边环境扰动起到积极的作用。在支护结构施工完成后进行地层的开挖及相应的加固工作。随基坑开挖深度的增加，坑底边脚位置处的土体受侧向土压力的影响会产生向坑内的移动及松动现象，在砂性土地层中坑底边脚位置处的土体一旦发生松动会引起支护结构渗漏水等现象，因此针对坑底边脚外侧土体进行有效加固能提升坑底边脚位置处的支护结构与地层整体刚度，降低侧向土压力对坑底边脚位置处坑内土体的影响程度，确保围护结构水平向变形可控，避免围护结构出现渗漏水等现象。
4.目前，现有技术公开了一种三重管双液旋喷用于深基坑堵漏的施工方法，通过在出现渗漏的位置处进行堆载后，通过坑边地表向地层中引孔至渗漏位置处进行提升喷浆并添加水玻璃，完成渗漏位置处的加固。但是该方法操作过程较为复杂且需要等待出现渗漏事故后进行堵漏，无法达到提前预防的目标。现有技术还公开了一种用于基坑内局部渗漏的联合堵漏方法。该方法通过在基坑渗漏点外侧打设轻型井点降水后，打设注浆孔并注浆形成帷幕，从而达到堵漏目的。该方法虽然能够处理渗漏事故但并不适用于所有工程，特别是周边环境复杂且对降水极为敏感的地层。现有技术还公开了一种桩间外部植筋法堵漏施工方法，在渗漏位置处清除桩间松动结构后布设钢筋网，通过注浆的方法将渗漏位置进行封堵。该方法不能从根本上解决预防渗漏事故发生的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种定向注浆装置及注浆方法，其适用于坑底边脚外侧土体堵漏加固的定向注浆，且能实现随基坑开挖过程的对支护薄弱位置处定向注浆加固，预防因坑底边脚外侧土体侧向挤压而造成的围护结构渗漏水现象。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明的第一个方面提供了一种定向注浆装置。
8.一种定向注浆装置，其包括导向管、旋转套管及喷浆管；
9.所述导向管设置在最外层，直接与地层相接触；所述导向管侧壁沿纵向设置有等距的导向窗，且所有导向窗中轴线重合；所述导向管尾端部设有对准槽；
10.所述旋转套管插设于所述导向管中且两者侧壁相贴合；所述旋转套管侧壁沿纵向设置有等距的若干开窗；相邻两开窗的中轴线偏转设定角度；所述旋转套管尾端部设置有多个与所述对准槽对应的引导块；
11.所述喷浆管插设于所述旋转套管中，所述喷浆管的喷浆端头设置有喷浆面板及密封囊袋，所述密封囊袋与喷浆面板密封贴合。
12.作为一种实施方式，所述喷浆管尾端部设有锁止接口，所述锁止接口与注浆设备的管口对接。
13.作为一种实施方式，所有导向窗的开窗角度为100
°
。
14.作为一种实施方式，所述旋转套管侧壁上的开窗角度均为100
°
。
15.作为一种实施方式，在所述旋转套管侧壁上的开窗中，相邻两开窗中轴间角度偏转45
°
。
16.作为一种实施方式，所述喷浆面板可完全卡入导向窗边界范围内。
17.作为一种实施方式，所述旋转套管尾端部引导块的数量与导向窗的数量相对应。
18.作为一种实施方式，所述导向管尾端部对准槽为一个。
19.作为一种实施方式，所述引导块通过调整旋转套管的转动，实现与对准槽的对准，进而实现所述旋转套管侧壁上的开窗依次与相应导向窗重合。
20.本发明的第二个方面提供了一种基于如上述所述的定向注浆装置的注浆方法。
21.一种基于如上述所述的定向注浆装置的注浆方法，其包括：
22.从围护结构内侧向外侧地层中打下斜孔并将导向管插入钻孔中，确保导向管的导向窗对准围护结构外侧土体；
23.将旋转套管插入安装就位的导向管后，通过调整引导块与对准槽的位置，使得导向管上的导向窗和旋转套管上的最低位置开窗对准；
24.将喷浆管插入旋转套管中，固定喷浆面板的插入方向及进深距离后，启动注浆设备，使密封囊袋贴于旋转套管的内侧壁；
25.拽动注浆管道，确保喷浆面板位于旋转套管上的最低位置开窗及导向管上的导向窗范围内，以防漏浆；
26.加大压力进行喷浆并根据实际地层条件控制注浆量；
27.当前孔注浆结束后，转动注浆管道使其与开窗脱离，并拔出一定距离后，调整引导块与对准槽的位置，使旋转套管上更高位置的开窗与导向窗对准进行该区域位置的注浆。
28.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
29.本发明的定向注浆装置适用于坑底边脚外侧土体堵漏，能随基坑不断向下开挖过程对坑侧土体进行定向注浆，在降低浆液用量的基础上有效提升坑底边脚位置处土体强度，预防围护结构渗漏水现象的发生。
30.本发明的定向注浆装置结构简单，操作方便，与常规注浆套管操作规程类似，可被现场施工人员所接受；本装置部分组件可在注浆加固结束后进行回收再利用，降低了施工投入的成本；本装置在一定程度上可降低单孔注浆量，可明显降低施工成本，减小水泥浆对地层环境的污染。
31.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
33.图1是本发明实施例的定向注浆装置整体结构示意图；
34.图2是本发明实施例的导向管的结构示意图；
35.图3是本发明实施例的旋转套管的结构示意图；
36.图4是本发明实施例的喷浆管的结构示意图；
37.图5是本发明实施例的导向管和旋转套管的相对位置剖面示意图；
38.图6是本发明实施例的喷浆管和旋转套管的相对位置剖面示意图；
39.图7是本发明实施例的导向管、喷浆管和旋转套管的相对位置剖面示意图。
40.其中：
41.1-1、导向管，1-2、旋转套管，1-3、喷浆管；
42.2-1、导向窗，2-2、对准槽；
43.3-1、引导块，3-2、第一开窗，3-3、第二开窗，3-4、第三开窗；
44.4-1、锁止接口，4-2、注浆管道，4-3、喷浆面板，4-4、密封囊袋。
具体实施方式
45.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
46.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
47.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
48.本实施例提供了一种定向注浆装置，其适用于坑底边脚外侧土体堵漏。其结构如图1-图7所示，包括导向管1-1，旋转套管1-2和喷浆管1-3。
49.其中所述导向管1-1位于整套装置的最外层，直接与土体相接触。如图2所示，所述导向管1-1侧壁沿纵向设置有等距的导向窗2-1，且所有导向窗2-1中轴线重合；其中，所有导向窗的开窗角度为100
°
。所述导向管1-1尾端部设有对准槽2-2。所述导向管尾端部对准槽2-2可与所述旋转套管1-2尾端部的引导块3-1对准。
50.如图3所示，所述旋转套管1-2插设于所述导向管1-1中且两者侧壁相贴合；所述旋转套管1-2侧壁沿纵向设置有等距的若干开窗；相邻两开窗的中轴线偏转设定角度。
51.此处需要说明的是，旋转套管1-2侧壁上的开窗数量，本领域技术人员可根据实际情况来具体设置。
52.在本实施例中，旋转套管1-2侧壁上开设有三个开窗，分别为第一开窗3-2、第二开窗3-3及第三开窗3-4。
53.所述旋转套管1-2尾端部设置有多个与所述对准槽2-2对应的引导块3-1。可通过旋转一定角度使不同的引导块3-1与对准槽2-2相配合，进而实现导向窗2-1分别与第一开窗3-2、第二开窗3-3及第三开窗3-4对准，如图5所示。
54.在具体实施中，所述旋转套管尾端部引导块的数量与导向窗的数量相对应。
55.在本实施例中，所述导向管1-1的侧壁上设置有四个导向窗2-1，所述旋转套1-2管尾端部引导块3-1为四个。所述导向管1-1尾端部对准槽2-2为一个。
56.此处需要说明的是，本领域技术人员可根据实际情况来具体设置导向窗2-1及旋转套1-2管尾端部引导块3-1的数量。
57.其中，所述第一开窗3-2、第二开窗3-3及第三开窗3-4的开窗角度均为100
°
。在所述第一开窗3-2、第二开窗3-3及第三开窗3-4中，相邻两开窗中轴间角度偏转45
°
。
58.如图4所示，所述喷浆管1-3插设于所述旋转套管1-2中，所述喷浆管1-3的喷浆端头设置有喷浆面板4-3及密封囊袋4-4，所述密封囊袋4-4与喷浆面板4-3密封贴合。具体地，所述喷浆面板4-3可完全卡入导向窗2-1边界范围内。
59.具体地，所述喷浆管1-3尾端部设有锁止接口4-1，所述锁止接口4-1与注浆设备的管口对接。
60.所述喷浆管1-3前端的所述喷浆面板4-3可与所述导向窗2-1、第一开窗3-2、第二开窗3-3及第三开窗3-4紧贴合，实现在不同地层深度处弧面喷浆并在地层中形成一注浆加固圆弧体的目的。所述喷浆管1-3前端的所述密封囊袋4-4在管道注浆压力达到一定水平后，在所述旋转套管1-2中膨胀并为所述喷浆面板4-3提供贴合反力，防止喷浆面板4-3产生漏浆。所述喷浆管1-3尾端设置有锁止接口4-1，可与注浆设备的管道通过卡扣密封连接，如图6和图7所示。
61.下面以旋转套管1-2侧壁上开设有三个开窗为例，给出本实施例的该装置的安装使用过程，其具体步骤如下：
62.(1)随基坑开挖的过程中，随时检查坑底边脚位置处围护结构稳定状态，针对出现渗水或水土流失的部位，在该处从围护结构内侧向外侧地层中打下斜孔并将导向管1-1插入钻孔中，确保导向管1-1管体上的导向窗2-1对准围护结构外侧土体。
63.(2)将旋转套管1-2插入安装就位的导向管1-1后，通过调整引导块3-1与对准槽2-2的位置，首先将第三开窗3-4对准导向窗2-1。
64.(3)将喷浆管1-3插入旋转套管1-2中，固定喷浆面板4-3的插入方向及进深距离后，缓启动注浆设备，使密封囊袋4-4贴于旋转套管1-2的内侧壁。
65.(4)拽动注浆管道4-2，确保喷浆面板4-3位于第三开窗3-4及导向窗2-1范围内，以防漏浆。
66.(5)加大压力进行喷浆并根据实际地层条件控制注浆量。
67.(6)该孔注浆结束后，转动注浆管道4-2使其与开窗脱离，并拔出一定距离后，调整引导块3-1与对准槽2-2的位置，使第二开窗3-3与导向窗2-1对准。
68.(7)重复步骤(3)～(5)进行该区域位置的注浆。
69.(8)依次对准导向管1-1和旋转套管1-2上的开窗，并提拉喷浆管1-3使其依次对准开窗并注浆。
70.(9)注浆全部结束后拔出旋转套管1-2和喷浆管1-3并移至下一孔进行注浆作业。
71.本实施例的该定向注浆装置的工作原理为：
72.在导向管打入地层中后，依次插入旋转套管及喷浆管。启动注浆设备开始注浆后，注浆压力会使密封囊袋膨胀并挤压旋转套管内壁，使喷浆面板嵌入开窗内并紧压在土体临空面上，加速浆液入渗围护结构外侧地层，注浆结束的孔最终在导向管外侧形成一圆弧状
注浆体。
73.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。