本發(fā)明涉及巖土層注漿領(lǐng)域，具體涉及一種鉆孔分段后退式注漿的方法。

背景技術(shù)：

注漿是進行軟弱巖土層加固及強滲巖土層減滲的主要技術(shù)手段，已經(jīng)在地質(zhì)工程、巖土工程、土木工程等多領(lǐng)域大量應(yīng)用。

針對多注漿目的層位的狀況，如果注漿鉆孔不采取特殊措施而一次性穿越多個層位，鉆孔直接注漿時，由于各層位巖土性質(zhì)的差異及漿液滲漏路徑的長遠等原因，漿液在各個層位中擴散的距離將可能產(chǎn)生很大的差異。比如滲透性強的、物理力學性質(zhì)弱的地層，漿液擴散的距離可能遠，而滲透性相對弱的、物理力學性質(zhì)相對地層，擴散距離可能較小，起不到預想的效果。為消除這種影響，常采用逐級延伸注漿的工藝，即鉆孔先揭露最近的注漿目的層位，進行初次注漿；漿液凝固后，原位套孔延伸穿過已注漿的第一層，安裝二級套管，隔離第一層，再套孔延伸進入第二個注漿目的層，進行注漿；然后依次延伸，下套管，打鉆揭露注漿目的層，注漿……。如此以來，需要安裝多級的套管，注漿的程序極為繁瑣。針對多注漿目的層段還可采用止?jié){塞分段注漿工藝，止?jié){塞的使用受地層強度及穩(wěn)定性的影響，比如針對松散的土層、破碎巖層等，止?jié){塞往往無法下入，勉強下入后往往也起不到分段的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述存在的技術(shù)不足，本發(fā)明的目的是提供一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其原理簡單，操作方便，針對多層的軟弱、破碎地層注漿加固防滲具有應(yīng)用價值。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種鉆孔分段后退式注漿的方法，具體包括以下步驟：

s1、根據(jù)現(xiàn)場巖土層注漿段的多少，確定注漿用套管變徑層級數(shù)量，其與注漿段數(shù)量一致，注漿段數(shù)量設(shè)為n，則注漿用套管變徑層級為n，中間的某注漿段設(shè)為第x層；

s2、鉆孔先采用d1直徑鉆頭進行施工，施工深度達到第1層注漿段頂；換用d2直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第2層注漿段頂；再換用d3直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第3層注漿段頂，依次類推，換用dx直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第x層注漿段頂，最后采用dn直徑鉆頭穿過第n-1層注漿段，不揭露第n層注漿段；dx直徑鉆頭鉆出鉆孔的孔徑為dx，d(x-1)＞dx，設(shè)定d(x-1)-dx＝2a；

s3、制作連續(xù)變徑且分為n層級的套管，套管外徑從大到小依次劃分為n段，套管的管壁厚度為b，第一層套管外徑g1對應(yīng)d1鉆孔孔徑，依次類推，任意一層套管的外徑gx均小于與其對應(yīng)的鉆孔孔徑dx，即gx＜dx，同時gx＞g(x+1)，gx-g(x+1)＝2a，a＞b，gx-2b＝d(x+1)，套管制作完成后，下放至鉆孔中；

s4、對套管進行固管作業(yè)，固管采用粘稠的水泥漿液；

s5、固管完成漿液固化24h后，采用直徑dn鉆頭套孔鉆進，揭露底層第n層注漿段；孔口連接注漿管路設(shè)備，進行底層注漿段作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入其他注漿段，且gn-2b≤dn；

s6、漿液固化24h后，采用直徑d(n-1)的金剛石鉆頭套孔鉆進，鉆進深度至第n-1注漿段底，d(n-1)＝dn＝g(n-1)-2b，第n-1注漿段處的外徑gn的套管將被金剛石鉆頭全部鉆摩除，將暴漏第n-1注漿段；

s7、孔口連接注漿管路設(shè)備，進行第n-1注漿段作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入其上的注漿段；由于第n-1注漿段之下鉆孔中漿液固結(jié)體仍在，漿液也不會進入下部的注漿段；

s8、重復s6-s7依次類推,直至進行到第一層注漿段即可。

優(yōu)選地，步驟s3中，任意一層套管的外徑gx均小于與其對應(yīng)的鉆孔孔徑dx，即gx＜dx，且每層套管的內(nèi)徑gx-2b等于第x+1層鉆孔孔徑d(x+1),即gx-2b＝d(x+1)，每層套管之間采用錐形絲扣連接。

優(yōu)選地，步驟s4中，采用管內(nèi)注漿、管外返漿法進行固管。

優(yōu)選地，步驟s6中，d(n-1)＝dn＝g(n-1)-2b＞gn，依次類推。

本發(fā)明的有益效果在于：采用本鉆孔分段后退式注漿的方法僅需安裝固定一次套管，后續(xù)的注漿還能夠保持各注漿段的獨立，互不影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例s1中變徑鉆孔示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例s2中變徑套管安裝示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例s4中第三注漿段套孔鉆進示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例s5中第二注漿段套孔鉆進示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1，本實例舉例三個分段注漿層位，則注漿套管應(yīng)有三個變徑級，如圖1至圖4所示，一種鉆孔分段后退式注漿的方法，具體包括以下步驟：

s1、首先采用d1直徑鉆頭進行鉆孔施工，施工深度達到第一注漿段頂；換用d2直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第二注漿段頂；再換用d3直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度穿過第二注漿段，不揭露底層的第三注漿層，這樣就形成了三個層級，孔徑逐級減小的鉆孔，相鄰層級鉆孔的直徑相差2a，即d1-d2＝d2-d3＝2a(如圖1所示)，a需小于采用套管的管壁厚度b。

s2、制作并安裝3層級連續(xù)變徑套管，3層級套管外徑g1、g2、g3與鉆孔d1、d2、d3孔徑對應(yīng)，每層級套管外徑小于對應(yīng)的鉆孔孔徑；套管的壁厚為b，3層級套管內(nèi)徑g1-2b、g2-2b、g3-2b，每層級套管內(nèi)徑等于下一級鉆孔孔徑，即g1-2b＝d2、g2-2b＝d3(如圖2所示)；每層級套管間采用錐形絲扣連接；

s3、采用管內(nèi)注漿、管外返漿法進行固管，固管采用粘稠的水泥漿液；

s4、固管完成漿液固化24h后，采用直徑d3鉆頭套孔鉆進，d3＜g3-2b，揭露底層第三注漿段；孔口連接注漿管路設(shè)備，進行底層第三注漿段注漿作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入第一、第二注漿段；

s5、漿液固化24h后，采用直徑d2的金剛石鉆頭套孔鉆進，鉆進深度至第二注漿段底；此步驟中采用金剛石鉆頭的直徑等于第二層級套管的內(nèi)徑，也等于第三層級鉆孔的直徑，即d2＝g2-2b＝d3；如此以來，第二注漿段處的內(nèi)直徑d3的套管將被金剛石鉆頭全部鉆摩除，將暴漏第二注漿段；

s6、孔口連接注漿管路設(shè)備，進行第二注漿段注漿作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入其上的第一注漿段；由于第二注漿段下鉆孔中漿液固結(jié)體仍在，漿液也不會進入下部第三注漿段；

s7、依次進行掃孔、注漿即可。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

s1、根據(jù)現(xiàn)場巖土層注漿段的多少，確定注漿用套管變徑層級數(shù)量，其與注漿段數(shù)量一致，注漿段數(shù)量設(shè)為n，則注漿用套管變徑層級為n，中間的某注漿段設(shè)為第x層；

s2、鉆孔先采用d1直徑鉆頭進行施工，施工深度達到第1層注漿段頂；換用d2直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第2層注漿段頂；再換用d3直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第3層注漿段頂，依次類推，換用dx直徑鉆頭原位套孔施工，施工深度達到第x層注漿段頂，最后采用dn直徑鉆頭穿過第n-1層注漿段，不揭露第n層注漿段；dx直徑鉆頭鉆出鉆孔的孔徑為dx，d(x-1)＞dx，設(shè)定d(x-1)-dx＝2a；

s3、制作連續(xù)變徑且分為n層級的套管，套管外徑從大到小依次劃分為n段，套管的管壁厚度為b，第一層套管外徑g1對應(yīng)d1鉆孔孔徑，依次類推，任意一層套管的外徑gx均小于與其對應(yīng)的鉆孔孔徑dx，即gx＜dx，同時gx＞g(x+1)，gx-g(x+1)＝2a，a＞b，gx-2b＝d(x+1)，套管制作完成后，下放至鉆孔中；

s4、對套管進行固管作業(yè)，固管采用粘稠的水泥漿液；

s5、固管完成漿液固化24h后，采用直徑dn鉆頭套孔鉆進，揭露底層第n層注漿段；孔口連接注漿管路設(shè)備，進行底層注漿段作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入其他注漿段，且gn-2b≤dn；

s6、漿液固化24h后，采用直徑d(n-1)的金剛石鉆頭套孔鉆進，鉆進深度至第n-1注漿段底，d(n-1)＝dn＝g(n-1)-2b，第n-1注漿段處的外徑gn的套管將被金剛石鉆頭全部鉆摩除，將暴漏第n-1注漿段；

s7、孔口連接注漿管路設(shè)備，進行第n-1注漿段作業(yè)；由于套管的作用，漿液不會進入其上的注漿段；由于第n-1注漿段之下鉆孔中漿液固結(jié)體仍在，漿液也不會進入下部的注漿段；

s8、重復s6-s7依次類推,直至進行到第一層注漿段即可。

2.如權(quán)利要求1所述的一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其特征在于，步驟s3中，任意一層套管的外徑gx均小于與其對應(yīng)的鉆孔孔徑dx，即gx＜dx，且每層套管的內(nèi)徑gx-2b等于第x+1層鉆孔孔徑d(x+1),即gx-2b＝d(x+1)，每層套管之間采用錐形絲扣連接。

3.如權(quán)利要求1所述的一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其特征在于，步驟s4中，采用管內(nèi)注漿、管外返漿法進行固管。

4.如權(quán)利要求1所述的一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其特征在于，步驟s6中，d(n-1)＝dn＝g(n-1)-2b＞gn，依次類推。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種鉆孔分段后退式注漿的方法，其采用的分段后退式注漿用套管為階梯狀，從孔口向下套管的直徑逐級減小，根據(jù)注漿目的層位的多少，套管變徑數(shù)量與注漿層位數(shù)量一致，設(shè)N分段注漿層位，則注漿套管應(yīng)有N個變徑級，采用本鉆孔分段后退式注漿的方法僅需安裝固定一次套管，后續(xù)的注漿還能夠保持各注漿段的獨立，互不影響，注漿孔口不漏漿，漿液正常向預想地層擴散，本注漿方法簡單快捷，效果穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：錢自衛(wèi);胡東祥;范寶江;呂文茂;趙迎春

受保護的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學

技術(shù)研發(fā)日：2019.09.16

技術(shù)公布日：2019.12.27