一种用于钢管桩锁口的止水方法与流程

本发明涉及水域锁口钢管桩围堰施工领域，特别涉及一种用于钢管桩锁口的止水方法。

背景技术：

随着我国工程建设领域的发展，锁口钢管桩围堰施工技术得到一定程度的应用和推广。锁口围堰具有施工速度快，围堰刚度大，钢管柱可多次周转的优点，但锁口的止水问题，仍旧是制约其技术推广的一个重要的因素。

相关技术中，通常水域工程在进行锁口钢管桩围堰施工时，需要在锁口钢管桩围堰外侧搭设施工平台，采用膨润土、膨胀剂、水泥浆混合液等，通过塑胶管或帆布管包裹的方式注入锁口达到止水效果。但是这种施工方式成本较高，劳动强度大，且凝固时间较长，易被水冲散，使得施工效率低，同时，当锁口钢管桩底距水面高差较大时，现有方法施工难度更大，且难以保证能达到预期的止水效果。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于钢管桩锁口的止水方法，以解决相关技术中采用膨润土、膨胀剂、水泥浆混合液等，通过塑胶管或帆布管包裹的方式来对锁口止水效果较差的问题。

第一方面，提供了一种用于钢管桩锁口的止水方法，其包括以下步骤：通过钻杆向锁口底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层；通过所述钻杆向所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵。

一些实施例中，在通过钻杆向锁口底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层之前，先将水玻璃与水按1:1的体积比稀释成所述水玻璃溶液，将磷酸与水按1:10的体积比稀释成所述磷酸溶液。

一些实施例中，所述通过钻杆向锁口底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层，具体包括：将所述磷酸溶液和所述水玻璃溶液以1:1的体积比进行注浆形成所述止浆层。

一些实施例中，在通过所述钻杆向所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵之前，先将水玻璃与水按1:1的体积比稀释成所述水玻璃溶液，将水泥与水按1:0.36的重量比配制成所述水泥浆。

一些实施例中，所述通过所述钻杆向所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵，具体包括：将所述水泥浆与所述水玻璃溶液按1:0.4～1:0.6的体积比进行注浆。

一些实施例中，所述通过所述钻杆向所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵，具体还包括：当所述锁口中的注浆压力达到预设压力值时，将所述钻杆上移预设高度，然后继续同时注入所述水泥浆和所述水玻璃溶液，多次上移所述钻杆并向所述锁口中注入所述水泥浆和所述水玻璃溶液，直至水面以上有浆液漏出并逐渐消失为止。

一些实施例中，当水面以上0.5-1.0米处有浆液漏出并逐渐消失时，停止注浆。

一些实施例中，所述通过所述钻杆向所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵，具体还包括：所述锁口采用co型阴阳锁口，且o型阳口收容于c型阴口内，所述o型阳口设有多个开孔，所述开孔连通所述c型阴口的内腔与所述o型阳口的内腔；通过所述钻杆向所述o型阳口内同时注入所述水泥浆和所述水玻璃溶液，对所述o型阳口进行封堵；同时，所述水泥浆和所述水玻璃溶液通过所述开孔进入所述c型阴口与所述o型阳口之间的间隙，对所述c型阴口与所述o型阳口之间的间隙进行封堵。

一些实施例中，在通过钻杆向锁口底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层之前，先将钻机就位并且拼接所述钻杆，然后通过所述钻杆钻入所述锁口底部的设计高程。

一些实施例中，在通过钻杆向锁口底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层之前，先通过钢管桩露出水面的长度计算所需注浆的深度。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种用于钢管桩锁口的止水方法，由于在所述锁口的底部同时注入所述磷酸溶液和所述水玻璃溶液，磷酸与水玻璃可以发生化学反应，使其迅速凝固在一起，能够更快速、有效的在河床面以下形成所述止浆层；在所述锁口的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液，所述水泥浆越浓则所述水泥浆与所述水玻璃溶液凝固越快，所述水玻璃溶液浓度越稀则所述水泥浆与所述水玻璃溶液凝固越快，所述水泥浆与所述水玻璃溶液的凝固时间可调控，能够准确控制在几十秒至几十分钟范围内，可有效地控制浆液在水中的扩散速度和距离，确保在有水流动的情况下，迅速堵住水的流动通道，因此，止水效果较好，并且，通过所述钻杆来注浆可以深入所述锁口底部，从下至上饱和注浆，止水效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于钢管桩锁口的止水方法的钢管桩的主视示意图；

图2为图1中a-a的剖视示意图；

图3为本发明实施例提供的一种用于钢管桩锁口的止水方法的钢管桩锁口的俯视示意图；

图4为图3中b的放大示意图。

图中：1、钢管桩；2、锁口；21、c型阴口；22、o型阳口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种用于钢管桩锁口的止水方法，其能解决相关技术中采用膨润土、膨胀剂、水泥浆混合液等，通过塑胶管或帆布管包裹的方式来对锁口止水效果较差的问题。

参见图1所示，为本发明实施例提供的一种用于钢管桩锁口的止水方法，其包括以下步骤：

步骤1：通过钻杆向锁口2底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层。

参见图3和图4所示，在一些实施例中，于步骤1之前，所述锁口2可以采用co型阴阳锁口2，每一钢管桩1外壁的相对两侧分别设置o型阳口22和c型阴口21，其中一个所述钢管桩1的o型阳口22收容于与其相邻的另一个所述钢管桩1的c型阴口21中，所述o型阳口22和所述c型阴口21均可以采用钢管制成，且所述o型阳口22与所述c型阴口21之间可以存在间隙，所述o型阳口22可以为圆筒状，且所述o型阳口22的侧壁可以开设有多个开孔，所述开孔可以将所述o型阳口22的内腔与所述c型阴口21的内腔连通。

参见图1所示，在一些可选的实施例中，于步骤1之前，可以在所述钢管桩1附近搭设施工平台，并且确定所述锁口2的位置，并且可以先通过所述钢管桩1露出水面的长度计算所需注浆的深度。

参见图1和图3所示，在一些实施例中，于步骤1之前，先将钻机就位，并且在所述钻机上安装所述钻杆，所述钻杆可以由多节拼接而成，然后通过所述钻杆伸入所述o型阳口22中，并且钻入所述o型阳口22的底部至设计高程，其中，所述钻杆为中空结构，其上端和下端均设有开口，且其内部可以收容注浆液。

参见图3所示，在一些可选的实施例中，于步骤1之前，在通过钻杆向锁口2底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层之前，可以在其中一个拌浆机中先将水玻璃与水按1:1的体积比搅拌稀释成所述水玻璃溶液(其中，在现场配置所述水玻璃溶液时，可以根据实际的水玻璃进场浓度，以及后续所述水玻璃溶液与所述磷酸溶液两者所需的混合凝固时间，来具体调整水玻璃与水的体积配比)，在另一个拌浆机中将磷酸与水按1:10的体积比搅拌稀释成所述磷酸溶液。

参见图1所示，在一些实施例中，于步骤1之前，可以将注浆泵通过两个独立的注浆管分别与所述钻杆的上端开口连接。

参见图1和图3所示，在一些可选的实施例中，于步骤1中，所述通过钻杆向锁口2底部同时注入磷酸溶液和水玻璃溶液，形成止浆层，具体可以包括：可以将所述注浆泵的其中一个进浆口与所述水玻璃溶液的拌浆机连接，将所述注浆泵的另一个进浆口与所述磷酸溶液的拌浆机连接，从而将搅拌好的所述磷酸溶液和所述水玻璃溶液通过所述注浆泵以体积比为1:1的比例分别压注入两个独立的所述注浆管中，并且，通过所述注浆管同时输送至所述钻杆内部，所述磷酸溶液和所述水玻璃溶液再通过所述钻杆下端的开口注入所述o型阳口22的底部形成所述止浆层；由于磷酸与水玻璃可以发生化学反应，使其可以在所述o型阳口22的底部迅速凝固在一起，能够更快速、有效的在河床面以下形成所述止浆层。

步骤2：通过所述钻杆向所述锁口2的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵。

参见图1和图2所示，在一些实施例中，于步骤2之前，在通过所述钻杆向所述锁口2的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵之前，可以先将水玻璃与水按1:1的体积比搅拌稀释成所述水玻璃溶液(其中，在现场配置所述水玻璃溶液时，可以根据实际的水玻璃进场浓度，以及后续所述水玻璃溶液与所述水泥浆两者所需的混合凝固时间，来具体调整水玻璃与水的体积配比)，将水泥与水按1:0.36的重量比配制成所述水泥浆。

参见图2和图4所示，在一些实施例中，于步骤2中，所述通过所述钻杆向所述锁口2的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液进行封堵，具体可以包括：将搅拌好的所述水泥浆与所述水玻璃溶液通过所述注浆泵以体积比为1:0.4～1:0.6的比例分别压注入两个独立的所述注浆管中，并且，通过所述注浆管同时输送至所述钻杆内部，所述水泥浆与所述水玻璃溶液再通过所述钻杆下端的开口注入所述o型阳口22中，当所述水泥浆与所述水玻璃溶液的体积比为1:0.4～1:0.6时，其结合后抗压强度最高；由于通过所述注浆泵向所述o型阳口22中进行压注注浆液，使得注浆液受压力作用移动速度较快，可以缩短施工周期；并且与传统的使用塑料管和膨胀土来进行止水的方法相比，使用所述注浆泵、所述钻杆以及所述钻机均是常用施工设备，设备简单，施工成本较低，同时可以降低施工难度；采用所述磷酸溶液、所述水玻璃溶液以及所述水泥浆止水效果好，材料来源丰富，价格较低且浆液固结无毒、无污染，对场地的污染较小，有利于文明施工。

参见图1和图4所示，在一些实施例中，于步骤2中，在对所述o型阳口22中进行注入所述水泥浆与所述水玻璃溶液的过程中，所述注浆泵上的压力计可以检测到所述o型阳口22中的注浆压力，当所述o型阳口22中的注浆压力达到预设压力值时，表明所述o型阳口22中的混合注浆液刚好达到设定的高度，此时，需要将所述钻杆上移预设高度，并且将所述钻杆拆卸至少一节，然后继续以体积比为1:0.4～1:0.6的比例向所述o型阳口22中注入所述水泥浆和所述水玻璃溶液，达到预设压力值后再次上移所述钻杆并拆卸至少一节，然后继续注浆，多次上移所述钻杆并完成拆卸和注浆动作，直至水面以上0.5-1.0米处有浆液漏出并逐渐消失为止，完成注浆。

参见图1和图4所示，在一些实施例中，于步骤2中，由于所述o型阳口22的侧壁上设有多个所述开孔，注入所述o型阳口22内腔中的所述水泥浆和所述水玻璃溶液可以通过所述开孔进入所述o型阳口22与所述c型阴口21之间的间隙中，并迅速凝固，其凝固时间可以通过浓度准确控制在几十秒至几十分钟范围内，可以有效地控制浆液在水中的扩散速度和距离，确保在所述c型阴口21中有水流动的情况下，迅速填充所述o型阳口22与所述c型阴口21之间的间隙，堵住水的流动通道；且所述水泥浆和所述水玻璃溶液凝固之后，所述水泥浆越浓其与所述水玻璃溶液结合体的抗压强度则越高，通常为5～10mpa。

本发明实施例提供的一种用于钢管桩锁口的止水方法的原理为：

由于在所述锁口2的底部同时注入所述磷酸溶液和所述水玻璃溶液，磷酸与水玻璃可以发生化学反应，使其迅速凝固在一起，能够更快速、有效的在河床面以下形成所述止浆层；在所述锁口2的止浆层以上区域同时注入水泥浆和水玻璃溶液，所述水泥浆越浓则所述水泥浆与所述水玻璃溶液凝固越快，所述水玻璃溶液浓度越稀则所述水泥浆与所述水玻璃溶液凝固越快，所述水泥浆与所述水玻璃溶液的凝固时间可调控，能够准确控制在几十秒至几十分钟范围内，可有效地控制浆液在水中的扩散速度和距离，确保在有水流动的情况下，迅速堵住水的流动通道，因此，止水效果较好，并且，通过所述钻杆来注浆可以深入所述锁口2底部，从下至上饱和注浆，止水效果更佳。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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