一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟，1）投放砂袋；2）引孔；3）伸入噴射器、噴桿；4）旋噴注漿；5）提升旋噴預(yù)定高度；6）形成第一旋噴樁帷幕層；7）形成第二旋噴樁帷幕層，所述第一旋噴樁帷幕層和第二旋噴樁帷幕層的旋噴樁各樁之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；該施工方法采用人工填筑砂袋加大鋼護筒埋深和高壓旋噴注漿帷幕帷幕圈層進行加固再造覆蓋層的方式，保證鋼護筒在水下的穩(wěn)固性，而且方法操作簡單，經(jīng)濟效益良好，有利于技術(shù)的推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及深水區(qū)施工技術(shù)，特別是一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]覆蓋層指覆蓋在基巖之上的各種成因的松散堆積、沉積物，例如砂卵礫石層、砂土層和人工填筑的碎石土體等。而在海上大直徑鉆孔粧施工中遇到無覆蓋層或淺覆蓋層的幾率很大，導(dǎo)致鋼護筒無法打入或打入深度不夠的情況時出現(xiàn)，造成鋼護筒失穩(wěn)或護筒底漏漿等現(xiàn)象嚴重影響粧基施工成孔質(zhì)量與效率。在施工中若鋼護筒無法打入基巖，鉆錘進入粉細砂層后，容易發(fā)生穿孔與海水連通，造成施工過程成孔困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟:
1)確定粧位后，通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度；
2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器；
3)自下而上進行旋噴注漿；
4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處；
5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧圍繞鋼護筒位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層；
6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧圍繞第一旋噴粧帷幕層位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層，所述第一旋噴粧帷幕層和第二旋噴粧帷幕層的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；
7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層。
[0005]作為一個優(yōu)選項，所述步驟5)中旋噴提升速度15?18cm/min。
[0006]作為一個優(yōu)選項，所述步驟I)的砂袋中采用海砂。
[0007]作為一個優(yōu)選項，所述步驟4)中旋噴注漿過程的栗壓為20?32Mpa，轉(zhuǎn)速為700?900r/mino
[0008]作為一個優(yōu)選項，所述步驟4)中旋噴注漿過程所噴漿液為水泥漿、水混合漿液。
[0009]作為一個優(yōu)選項，所述步驟4)中旋噴注漿過程所噴漿液中水泥漿、水的水灰比為1:1。
[0010]作為一個優(yōu)選項，所述步驟4)中旋噴注漿過程的漿液流量70?90L/min。
[0011 ]作為一個優(yōu)選項，步驟6)中的第一旋噴粧帷幕層各個旋噴粧中心距鋼護筒外側(cè)
0.10?0.20m，按各個旋噴粧中心距0.3?0.5m沿鋼護筒周邊均勻布置。
[0012]作為一個優(yōu)選項，步驟6)中的第二旋噴粧帷幕層各個旋噴粧中心距鋼護筒外側(cè)
0.50?0.60m，按各個旋噴粧中心距0.3?0.5m沿第一旋噴粧帷幕層周邊均勾布置。
[0013]作為一個優(yōu)選項，所述步驟5)的旋噴過程在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:該施工方法采用人工填筑砂袋加大鋼護筒埋深和高壓旋噴注漿帷幕帷幕圈層進行加固再造覆蓋層的方式，保證鋼護筒在水下的穩(wěn)固性，而且方法操作簡單，經(jīng)濟效益良好，有利于技術(shù)的推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]圖1是本發(fā)明中的旋噴粧分布示意圖；
圖2是本發(fā)明中的旋噴粧施工示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為了使本申請的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。為透徹的理解本發(fā)明，在接下來的描述中會涉及一些特定細節(jié)。而在沒有這些特定細節(jié)時，本發(fā)明則可能仍可實現(xiàn)，即所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員使用此處的這些描述和陳述向所屬領(lǐng)域內(nèi)的其他技術(shù)人員有效的介紹他們的工作本質(zhì)。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本申請，并不用于限定實際保護范圍。而為避免混淆本發(fā)明的目的，由于熟知的其它技術(shù)已經(jīng)很容易理解，因此它們并未被詳細描述。參照圖
1、圖2的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟:
1)確定粧位后通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度；
2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器；
3)自下而上進行旋噴注漿；
4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處；
5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧I，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞鋼護筒2位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層3;
6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞第一旋噴粧帷幕層3位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層4，所述第一旋噴粧帷幕層3和第二旋噴粧帷幕層4的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；
7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層5。
[0018]本施工方法實際是采用人工填筑砂袋加大鋼護筒埋深和高壓旋噴注漿帷幕相結(jié)合進行加固再造覆蓋層的過程，要求本覆蓋層施工工藝與高壓旋噴注漿帷幕配套實施。在施工前，要先進行粧位測設(shè)以確定粧位位置，具體包括，①測量放線:根據(jù)設(shè)計施工圖在施工平臺放出施工軸線;②確定孔位:以施工軸線確定旋噴粧孔位并編上粧號、孔號、序號，測量各孔口高程。
[0019]鉆孔過程可使用直徑Φ91πιπι鉆具開孔，采用優(yōu)質(zhì)泥漿護壁鉆進，鉆孔深度要達到設(shè)計要求，使用的巖芯管長度應(yīng)大于2.5m，不建議使用三翼鉆頭引孔鉆進。一旦鉆機就位，鉆機主鉆桿對準孔位，用水平尺測量機體水平、立軸垂直，鉆機要墊平穩(wěn)牢固。鉆孔時要輕壓、慢鉆、多提，保證成孔垂直度。鉆孔口徑應(yīng)大于噴射管外徑50mm，以保證噴射時正常返漿、冒楽。
[0020]高壓旋噴粧可采用間隔跳粧法施工。鉆孔過程一旦有大量漏漿或塌孔，無法往孔內(nèi)加鉆桿，難以往下鉆進時，可采取自上而下分層分段逐層進行噴漿，噴漿6?8小時后鉆穿旋噴粧水泥固結(jié)體，繼續(xù)往下鉆孔施工。
[0021 ]高壓旋噴粧是利用高壓栗將水泥漿液通過鉆桿端頭的特制噴頭，以高速水平噴入土體，借助液體的沖擊力切削涂層，同時鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面低速徐徐提升，使土體與泥漿充分攪拌混合凝固，形成具有一定強度的圓柱固結(jié)體，即旋噴粧I，從而使地基得到加固。本方案高壓旋噴粧施工可采用單重管法。所述步驟3)中旋噴注漿過程的栗壓為20?32Mpa，轉(zhuǎn)速為700?900r/min，以保證施工效率和施工效果的兼顧。所述步驟3)中旋噴注楽過程所噴楽液為水泥楽、水混合楽液，例如采用P.042.5級普通娃酸鹽水泥，保證施工效果，作為優(yōu)選項，所述步驟3)中旋噴注漿過程所噴漿液中水泥漿、水的水灰比為1:1，保證旋噴粧I足夠堅固。所述步驟3)中旋噴注漿過程的漿液流量70?90L/min，保證旋噴注漿過程的效率。所述步驟4)中旋噴提升速度15?18cm/min，保證旋噴充分以保證旋噴粧I足夠堅固。
[0022]由于旋噴粧要求地質(zhì)情況具有較好的透水系數(shù)，因此作為優(yōu)選方式，所述步驟7)的砂袋中采用海砂，作為人工造覆蓋層的回填材料，利用海砂具有良好透水性的特性。投放砂袋時應(yīng)選在平潮期以盡可能降低水流擾動對于砂袋投放位置的影響。砂袋投放完畢后可派潛水員在水下探查確定人工造覆蓋層是否達到要求，若有缺陷之處，潛水員向技術(shù)員告知缺陷之處具體位置，平臺上繼續(xù)對該處投放砂袋。
[0023]覆蓋層再造其實就是在鋼護筒2的外側(cè)布置兩層高壓旋噴粧形成帷幕，步驟5)中的第一旋噴粧帷幕層3各個旋噴粧I中心距鋼護筒外側(cè)0.10?0.20m，按各個旋噴粧I中心距0.3?0.5m沿鋼護筒2周邊均勻布置，以保證第一旋噴粧帷幕層3的強度。步驟6)中的第二旋噴粧帷幕層4各個旋噴粧中心距鋼護筒2外側(cè)0.50?0.60m，按各個旋噴粧I中心距0.3?
0.5m沿第一旋噴粧帷幕層3周邊均勻布置，以第二旋噴粧帷幕層4的強度。第一旋噴粧帷幕層3和第二旋噴粧帷幕層4兩層高壓旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層，在粧處形成厚度不小于Im的保護層，保護層強度不小于4Mpa。另外兩層旋噴粧帷幕施工結(jié)束后，現(xiàn)場施工中可根據(jù)帷幕鉆孔引孔了解的實際情況及帷幕產(chǎn)生的效果進行分析后再決定是否增加第三層帷幕施工或者對于局部不良區(qū)域增加少量旋噴粧I。
[0024]由于每一孔的高壓噴射注漿完成后，孔內(nèi)的漿液會很快會產(chǎn)生析水沉淀，因此，所述步驟4)的旋噴過程在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況，即應(yīng)及時向孔內(nèi)充填灌漿，直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止。終噴后，充填灌漿是一項非常重要的工作，回灌的好與差將直接影響工程的質(zhì)量，必須做好充填回灌工作，具體可包括，1.將輸漿管插入孔內(nèi)漿面以下2m，輸入注漿時用的漿液進行充填灌漿；2.充填灌漿需多次反復(fù)進行，回灌標準是:直到飽滿，孔口漿面不再下沉為止;3.應(yīng)記錄回灌時間、次數(shù)、灌漿量、水泥用量和回灌質(zhì)量。每一粧位孔的高壓噴射注漿完成后，應(yīng)及時清洗灌漿栗和輸漿管路，防止清洗不及時不徹底漿液在輸漿管路中沉淀結(jié)塊，堵塞輸漿管路和噴嘴，影響下一孔的施工。
[0025]實施例1
其中此處所稱的“實施例”是指可包含于本申請至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。實施例包括參照圖1、圖2的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟:
1)確定粧位后通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度；
2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器；
3)自下而上進行旋噴注漿，旋噴注漿過程所噴漿液為水泥漿、水混合漿液，漿液中水泥漿、水的水灰比為I: I，旋噴注漿過程的漿液流量70L/min，栗壓為20Mpa，轉(zhuǎn)速為700r/min;
4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處，旋噴提升速度15cm/min，在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況；
5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧I，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞鋼護筒2位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層3，所述第一旋噴粧帷幕層3各個旋噴粧I中心距鋼護筒外側(cè)0.10m，按各個旋噴粧I中心距0.3m沿鋼護筒2周邊均勻布置；
6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞第一旋噴粧帷幕層3位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層4，所述第二旋噴粧帷幕層4各個旋噴粧中心距鋼護筒2外側(cè)0.50m，按各個旋噴粧I中心距0.3m沿第一旋噴粧帷幕層3周邊均勻布置，所述第一旋噴粧帷幕層3和第二旋噴粧帷幕層4的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；
7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層5，步驟7)的砂袋中采用海砂。
[0026]實施例2
參照圖1、圖2的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟:
1)確定粧位后通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度；
2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器；
3)自下而上進行旋噴注漿，旋噴注漿過程所噴漿液為水泥漿、水混合漿液，漿液中水泥漿、水的水灰比為I: I，旋噴注漿過程的漿液流量80L/min，栗壓為26Mpa，轉(zhuǎn)速為800r/min;
4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處，旋噴提升速度16cm/min，在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況；
5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧I，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞鋼護筒2位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層3，所述第一旋噴粧帷幕層3各個旋噴粧I中心距鋼護筒外側(cè)0.15m，按各個旋噴粧I中心距0.4m沿鋼護筒2周邊均勻布置；
6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞第一旋噴粧帷幕層3位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層4，所述第二旋噴粧帷幕層4各個旋噴粧中心距鋼護筒2外側(cè)0.55m，按各個旋噴粧I中心距0.4m沿第一旋噴粧帷幕層3周邊均勻布置，所述第一旋噴粧帷幕層3和第二旋噴粧帷幕層4的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；
7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層5，步驟7)的砂袋中采用海砂。
[0027]實施例3
參照圖1、圖2的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，包括以下步驟: 1)確定粧位后通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度；
2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器；
3)自下而上進行旋噴注漿，旋噴注漿過程所噴漿液為水泥漿、水混合漿液，漿液中水泥漿、水的水灰比為I: I，旋噴注漿過程的漿液流量90L/min，栗壓為32Mpa，轉(zhuǎn)速為900r/min;
4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處，旋噴提升速度18cm/min，在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況；
5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧I，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞鋼護筒2位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層3，所述第一旋噴粧帷幕層3各個旋噴粧I中心距鋼護筒外側(cè)0.20m，按各個旋噴粧I中心距0.5m沿鋼護筒2周邊均勻布置；
6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧I圍繞第一旋噴粧帷幕層3位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層4，所述第二旋噴粧帷幕層4各個旋噴粧中心距鋼護筒2外側(cè)0.60m，按各個旋噴粧I中心距0.5m沿第一旋噴粧帷幕層3周邊均勻布置，所述第一旋噴粧帷幕層3和第二旋噴粧帷幕層4的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層；
7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層5，步驟7)的砂袋中采用海砂。
[0028]根據(jù)上述原理，本發(fā)明還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0029]經(jīng)過實踐證明，旋噴帷幕注漿錨固填筑砂袋的人工造覆蓋層方法，通過實踐，證明方法可行，不僅可以有效固結(jié)粧基周圍不良地質(zhì)，解決惡劣海況和復(fù)雜地質(zhì)條件下跨海大橋粧基鉆孔過程中出現(xiàn)的榻塌孔、漏漿等難題，大幅提高海上粧基成孔效率與質(zhì)量，而且較于在孔內(nèi)拋填片石、水泥、黃土等反復(fù)處理且效果不甚理想的常規(guī)處理工藝，單根粧至少節(jié)約工期15天。
【主權(quán)項】
1.一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于包括以下步驟: 1)確定粧位后通過引孔鉆機在預(yù)定粧位處鉆機引孔到設(shè)計深度； 2)移開引孔鉆機，并通過旋噴鉆機向下伸入噴射器、噴桿至孔底，連接導(dǎo)流器； 3)自下而上進行旋噴注漿； 4)按預(yù)定壓力、提升速度旋噴到設(shè)計粧位頂部預(yù)定高度位置處； 5)完成一個粧位旋噴工作形成旋噴粧(I)，移機到另一旋噴位置進行另一個粧位的旋噴施工，完成的旋噴粧(I)圍繞鋼護筒(2)位置成一圈形成第一旋噴粧帷幕層(3); 6)在第一旋噴粧帷幕層的外圍繼續(xù)進行設(shè)計粧位旋噴施工，完成的旋噴粧(I)圍繞第一旋噴粧帷幕層(3)位置成一圈形成第二旋噴粧帷幕層(4)，所述第一旋噴粧帷幕層(3)和第二旋噴粧帷幕層(4)的旋噴粧各粧之間緊密膠結(jié)形成帷幕圈層； 7)投放砂袋形成砂袋覆蓋層(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟4)中旋噴提升速度15?18cm/min。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟7)的砂袋中采用海砂。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟3)中旋噴注漿過程的栗壓為20?32Mpa，轉(zhuǎn)速為700?900r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟3)中旋噴注漿過程所噴漿液為水泥漿、水混合漿液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟3)中旋噴注漿過程所噴漿液中水泥漿、水的水灰比為1:1。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟3)中旋噴注漿過程的漿液流量70?90L/min。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:步驟5)中的第一旋噴粧帷幕層(3)各個旋噴粧(I)中心距鋼護筒外側(cè)0.10?0.20m，按各個旋噴粧(I)中心距0.3?0.5m沿鋼護筒(2)周邊均勻布置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:步驟6)中的第二旋噴粧帷幕層(4)各個旋噴粧中心距鋼護筒(2)外側(cè)0.50?0.60m，按各個旋噴粧(I)中心距0.3?0.5m沿第一旋噴粧帷幕層(3)周邊均勻布置。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對在深水區(qū)打入鋼護筒的覆蓋層再造施工方法，其特征在于:所述步驟4)的旋噴過程在終凝前的孔口處及時補漿以消除漿液收縮下沉狀況。
【文檔編號】E02D7/00GK105862860SQ201610222400
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】曾浩
【申請人】中國鐵建港航局集團有限公司