一种海域袖阀管注浆浆液及注浆方法与流程

1.本发明涉及地铁盾构临海及下穿海域时的注浆加工领域，尤其涉及一种海域袖阀管注浆浆液及注浆方法。


背景技术：

2.现有一待施工区间，该区域注浆范围位于海底断层破碎带范围，注浆范围地质以强风化碎裂岩、强风化混合花岗岩为主，地质环境复杂，原注浆要求：注浆扩散半径≥1m，注浆压力1.0-2.0mpa，浆液注入速度7-10l/min，原注浆浆液的水泥浆水灰比0.5-1.0，注浆时外两排采用体积比为1：1的水泥-水玻璃双液浆止水封闭，注浆时其余均采用水泥浆注浆加固，由于海域地层常规的地面袖阀管注浆面临套壳料施工困难，海底袖筏管注浆与海水连通，采用先采用水泥浆注浆最后再采用水泥-水玻璃双液进行封孔的方式难以形成稳定及一定强度的保护层，导致浆液分散，注浆浆液在海水地层中难以凝结。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种注浆压力稳定、能在海域地面形成稳定保护层的海域袖阀管注浆浆液及注浆方法。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种海域袖阀管注浆浆液，包括浆料a、浆料b、浆料c和浆料d，浆料a为套壳料用浆料，浆料b为注浆用浆料，浆料c和浆料d为封孔用浆料，浆料a、浆料b、浆料c和浆料d的水灰比为0.5～1.0，浆料a中水玻璃和水的体积比为a，浆料b中水玻璃和水的体积比为b，浆料c中水玻璃和水的体积比为c，浆料d中水玻璃和水的体积比为d，满足5≥a＞4≥b＞d≥2＞c≥1。
6.作为上述技术方案的进一步改进：
7.优选地，a＝5。
8.优选地，b＝4。
9.优选地，c＝1。
10.优选地，d＝2。
11.作为一个总的发明构思，本发明还提供一种前述的海域袖阀管注浆浆液的注浆方法，包括以下步骤：
12.s1，钻孔安装外套管和袖阀管；
13.s2，在外套管和袖阀管之间注入浆料a至预设注浆区域以上1米；
14.s3，在外套管和袖阀管之间注入浆料c封孔；
15.s4，向注浆内管中注入浆料b直至充满预设注浆区域；
16.s5，向注浆内管中注入浆料d封孔。
17.作为上述技术方案的进一步改进：
18.所述外套管底部位于注浆地层。
19.在袖阀管内腔设有注浆内管，注浆内管下部侧壁安装有双塞管，所述注浆内管内腔通过双塞管与袖阀管内腔相联通，在袖阀管外侧壁自上而下间隔设置有出液孔。
20.靠近双塞管的袖阀管出液孔外套设有橡皮圈。
21.与现有技术相比，本发明的优点在于：
22.本发明的海域袖阀管注浆浆液，根据注浆的顺序采用了不同水玻璃和水体积比的浆料，浆料a、浆料b和浆料c的水玻璃和水的体积比依次减少，先采用浆料a置换出原有注浆孔内全部孔内泥浆解决了套壳料下料困难的问题，并采用最后采用凝结时间短的浆料c进行袖阀管外封孔，保证后续浆液b注浆过程中的稳定，再采用浆料b进行注浆，最后采用凝结时间短的浆料d进行封孔，保证了袖阀管对时间的要求，容易稳定压力。
23.本发明的海域袖阀管注浆浆液的注浆方法，具有以下优点：
①
在袖阀管外安装外套管，利用外套管护住周边地层，保证了袖阀管顺利安装和套壳料的顺利实施。
②
袖阀管外利用浆液a代替常规水泥土等套壳料，解决了套壳料下料困难的问题，同时根据浆液配比可有效控制在规定施工时间内其强度，有利于注浆浆液的扩散和凝结，还能保证浆液b注浆过程中的稳定。
③
套壳料上方利用浆液c作为袖阀管外封孔浆液，能防止海水进入，减少海水对注浆的影响，保证注浆浆液的稳定。
④
采用浆液b进行注浆是注浆量较为可控，与理论注浆量较为相近，注浆压力能达到预定值，且注浆过程稳定。解决了原有设计中采用水泥浆注浆，注浆量很大，且注浆压力上不去的技术问题。
⑤
最终采用浆液d对袖阀管内注浆范围以上区域进行封孔，可确保袖阀管断管后其上部密封，减少海水对注浆的影响，同时填充该区域空间。通过以上工艺保证了袖阀管对时间的要求，容易稳定压力，能够形成稳定的保护层，浆液可以很好的凝结。
附图说明
24.图1是本发明实施例1注浆装置的结构示意图。
25.图2是本发明实施例1注浆方法的流程图。
26.图中各标号表示：5、外套管；6、淤泥地层；7、袖阀管；8、套壳料；9、橡皮圈；10、注浆内管；11、双塞管；12、注浆地层；13、海床线；14、海平面；15、注浆芯管；16、封孔浆液线。
具体实施方式
27.以下将对本发明做进一步详细说明。除非特殊说明，本发明采用的仪器或材料为市售。
28.实施例1
29.本实施例的一种海域袖阀管注浆浆液，包括浆料a、浆料b、浆料c和浆料d，浆料a为套壳料8用浆料，浆料b为注浆用浆料，浆料c和浆料d为封孔用浆料，浆料a、浆料b、浆料c和浆料d的水灰比为0.5～1.0，浆料a中水玻璃和水的体积比为a，浆料b中水玻璃和水的体积比为b，浆料c中水玻璃和水的体积比为c，浆料d中水玻璃和水的体积比为d，满足5≥a＞4≥b＞d≥2＞c≥1。
30.本实施例中，a＝5，b＝4，c＝1，d＝2。本发明中，浆料c为袖阀管7外封孔浆料，浆料d用于袖阀管7内封孔浆料。
31.如图1所示，本实施例的注浆装置包括外套管5和袖阀管7，外套管5套设在袖阀管7
外，在外套管5和袖阀管7之间套壳料8，在袖阀管7内腔设有注浆内管10，注浆内管10下部侧壁安装有双塞管11，注浆内管10内腔通过双塞管11与袖阀管7内腔相联通，在袖阀管7外侧壁自上而下间隔设置有出液孔。
32.靠近双塞管11的袖阀管7出液孔外套设有橡皮圈9。
33.外套管5上部位于海平面14上方，穿过海床线13、淤泥地层6，底部位于注浆地层12内。
34.理论注浆压力：1.0-1.5mpa，注浆量：7.7m3，如图2所示，本实施例的注浆方法包括以下步骤：
35.1)注浆钻孔时，将外套管5打入海底淤泥地层以下1m。
36.2)在外套管5内钻孔，钻孔结束后，将袖阀管7放置于外套管5孔中心，并注入清水，先下袖阀管7，再下注浆芯管15。
37.3)采用注浆芯管15向套壳料8以浆料a的形式注入，置换孔内泥浆，待套壳料8(浆液a)注入超过设计预设注浆范围外1m,停止注入。浆料a组分按体积比为：水泥:水＝1:1，水玻璃：水＝1:5。
38.4)待注浆完成后，采用注浆芯管15在外套管5内、套壳料8顶部注入浆料c，进行封孔至海床线13(如附图1中封孔浆液线16所示)。
39.5)待套壳料8达到一定强度，开始向注浆内管10中注入浆料b。浆料b组分按体积比为：水泥:水＝1:1，水玻璃：水＝1:4。
40.6)浆料b自注浆内管10中进入双塞管11后，挤破橡皮圈9、冲破套壳料8分段进入注浆地层12扩散，达到地层加固的目的。
41.7)采用注浆内管10在袖阀管7内注浆顶面注入浆料d，用于注浆完成后袖阀管7顶部封孔，保证注浆时及注浆后的稳定性。
42.本实施例中，浆料c组分按体积比为：水泥:水＝1:1，水玻璃：水＝1:1，浆料d组分按体积比为：水泥:水＝1:1，水玻璃：水：＝1:2。
43.对比例1
44.本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料a中水玻璃和水的体积比为4。
45.对比例2
46.本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料a中水玻璃和水的体积比为6。
47.如表1所示，实施例1和对比例1-2的浆料a的注浆效果对比表，从表1中可知，实施例1的浆料a配比的注浆时注浆量和注浆压力与理论值相符合。
48.表1不同浆料a的注浆效果对比表
[0049][0050]
对比例3
[0051]
本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料b中水玻璃和水的体积比为1。
[0052]
对比例4
[0053]
本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料b中水玻璃和水的体积比为2。
[0054]
对比例5
[0055]
本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料b中水玻璃和水的体积比为5。
[0056]
对比例6
[0057]
本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料b中水玻璃和水的体积比为6。
[0058]
对比例7
[0059]
本对比例与实施例1大致相同，不同之处在于：浆料b中水玻璃和水的体积比为7。
[0060]
如表2所示，实施例1和对比例3-7的注浆效果对比表，从表2中可知，实施例1浆料b配比的注浆时注浆量和注浆压力与理论值相符合。注浆量太小会导致注浆范围小，未能实现预定范围地层空隙都能有浆液填充的技术目标。
[0061]
表2不同浆料b的注浆效果对比表
[0062][0063][0064]
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种海域袖阀管注浆浆液，其特征在于：包括浆料a、浆料b、浆料c和浆料d，浆料a为套壳料(8)用浆料，浆料b为注浆用浆料，浆料c和浆料d为封孔用浆料，浆料a、浆料b、浆料c和浆料d的水灰比为0.5～1.0，浆料a中水玻璃和水的体积比为a，浆料b中水玻璃和水的体积比为b，浆料c中水玻璃和水的体积比为c，浆料d中水玻璃和水的体积比为d，满足5≥a＞4≥b＞d≥2＞c≥1。2.根据权利要求1所述的海域袖阀管注浆浆液，其特征在于：a＝5。3.根据权利要求1所述的海域袖阀管注浆浆液，其特征在于：b＝4。4.根据权利要求1所述的海域袖阀管注浆浆液，其特征在于：c＝1。5.根据权利要求1所述的海域袖阀管注浆浆液，其特征在于：d＝2。6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的海域袖阀管注浆浆液的注浆方法，其特征在于：包括以下步骤：s1，钻孔安装外套管(5)和袖阀管(7)；s2，在外套管(5)和袖阀管(7)之间注入浆料a至预设注浆区域以上1米；s3，在外套管(5)和袖阀管(7)之间注入浆料c封孔；s4，向注浆内管(10)中注入浆料b直至充满预设注浆区域；s5，向注浆内管(10)中注入浆料d封孔。7.根据权利要求6所述的注浆方法，其特征在于：所述外套管(5)底部位于注浆地层(12)。8.根据权利要求6所述的注浆方法，其特征在于：在外套管(5)和袖阀管(7)之间安装有(15)注浆芯管。9.根据权利要求6至8中任一项所述的注浆方法，其特征在于：在袖阀管(7)内腔设有注浆内管(10)，注浆内管(10)下部侧壁安装有双塞管(11)，所述注浆内管(10)内腔通过双塞管(11)与袖阀管(7)内腔相联通，在袖阀管(7)外侧壁自上而下间隔设置有出液孔。10.根据权利要求9所述的注浆方法，其特征在于：靠近双塞管(11)的袖阀管(7)出液孔外套设有橡皮圈(9)。

技术总结
本发明提供了一种海域袖阀管注浆浆液，包括浆料A、浆料B、浆料C和浆料D，浆料A为套壳料用浆料，浆料B为注浆用浆料，浆料C和浆料D为封孔用浆料，浆料A、浆料B、浆料C和浆料D的水灰比为0.5～1.0，浆料A中水玻璃和水的体积比为a，浆料B中水玻璃和水的体积比为b，浆料C中水玻璃和水的体积比为c，浆料D中水玻璃和水的体积比为d，满足5≥a＞4≥b＞d≥2＞c≥1。本发明保证了袖阀管对时间的要求，容易稳定压力，能够形成稳定的保护层，浆液可以很好的凝结。浆液可以很好的凝结。浆液可以很好的凝结。


技术研发人员：樊思俊 周树红 石庆能 张宏伟 朱旭红 洪源 王骁鹏 樊周正 江峰 程珠峰 丁亮亮
受保护的技术使用者：中电建南方建设投资有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/13