[发明专利]一种前进式钻注一体装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种前进式钻注一体装置及使用方法，包括钻杆，钻杆一端与钻头连接，钻杆另一端与钻机连接；所述钻杆内设置内管，内管用以钻孔时注入钻孔液或注浆时注入浆液，所述内管延伸至钻杆外部并与多个外管连通；所述钻杆包括多段钻杆节，其中一段钻杆节的外侧设有膨胀式止浆水囊，膨胀式止浆水囊与注水管连通；钻进时，水流经由注水管流出膨胀式止浆水囊使膨胀式注浆水囊紧贴钻杆节外侧壁；注浆时，水流经由注水管进入膨胀式止浆水囊以封孔止浆。该装置可以在富水软弱地层实现前进式钻注一体化施工，极大地节省工作量，且具有封堵及时、密封性好、结构简单、可重复使用、安全可靠、操作方便等优点。

技术领域

本公开涉及地下工程注浆加固防渗领域，具体涉及一种前进式钻注一体装置及使用方法。

背景技术

在地铁、隧道、基坑等地下岩土工程中，经常遇到富水软弱地层，若不进行有效处理，常会导致塌方、突涌水等灾害，而注浆是加固软弱地层，封堵地下水的有效方法。

分段注浆相比普通注浆，具有扩散范围更加均匀，注浆效果更好的优点。钻杆后退分段式注浆和前进式分段注浆是目前常用的两种分段注浆方法。钻杆后退式注浆方法是采用钻杆一次性成孔，钻杆直接作为注浆管，利用钻杆后退实现分段注浆，但是该注浆方法在不同注浆段之间缺乏有效的隔离措施，导致注浆可控性有限，不能保证所有的浆液进入目标注浆区段。因此，为解决不同注浆段难以隔离的问题，实际注浆工程中多采用前进式分段注浆方式，即首段钻孔后下注浆管注浆，复钻至下一注浆段后再下注浆管注浆，直至达到设计深度。而富水软弱地层注浆加固及堵水重在快速及时，钻杆后退式注浆方式需钻孔至设计深度，钻孔时间长，且易形成导水通道，进而引发突涌水灾害，前进式分段注浆方式需要钻孔后再插入注浆管进行注浆，多个操作流程拖延了注浆时间易导致安全事故发生，且因地层软弱，存在钻孔后塌孔注浆管不易插入的问题。

发明内容

本公开目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种前进式钻注一体装置及使用方法；该装置可以在富水软弱地层实现前进式钻注一体化施工，极大地节省工作量，且具有封堵及时、密封性好、结构简单、可重复使用、安全可靠、操作方便等优点。

本公开的第一发明目的是提出一种前进式钻注一体装置，为实现上述目的，本公开采用下述技术方案：

一种前进式钻注一体装置，包括钻杆，钻杆一端与钻头连接，钻杆另一端与钻机连接；

所述钻杆内设置内管，内管用以钻孔时注入钻孔液或注浆时注入浆液，所述内管延伸至钻杆外部并与多个外管连通；

所述钻杆包括多段钻杆节，其中一段钻杆节的外侧设有膨胀式止浆水囊，膨胀式止浆水囊与注水管连通；钻进时，水流经由注水管流出膨胀式止浆水囊使膨胀式注浆水囊紧贴钻杆节外侧壁；注浆时，水流经由注水管进入膨胀式止浆水囊以封孔止浆。

作为进一步的技术方案，所述膨胀式止浆水囊包括弹性囊体，注水管端部延伸至弹性囊体内部，且注水管与弹性囊体之间密封连接。

作为进一步的技术方案，所述弹性囊体设置于钻杆节外侧壁的凹槽内。

作为进一步的技术方案，所述注水管设置于钻杆内部且紧贴钻杆内壁设置。

作为进一步的技术方案，所述内管与钻头配合的端部设置单向阀。

作为进一步的技术方案，所述钻杆节之间通过钻杆接头固定连接。

作为进一步的技术方案，所述内管、注水管、外管上均设置阀门。

本公开的第二发明目的提出一种前进式钻注一体装置的使用方法，包括以下步骤：

采用前进式分段注浆方式进行钻孔注浆；每一段钻孔后钻杆后退设定距离，向膨胀式止浆水囊内注水，再通过内管向钻孔内注浆，注浆结束后，卸除膨胀式止浆水囊的水压。