[实用新型]一种分层双通道地下灌浆结构

说明书

本实用新型属于灌浆加固土体地基及防渗堵漏技术领域，具体涉及一种分层双通道地下灌浆结构。该结构包括供浆系统、注浆系统以及监测系统。注浆系统中的串联注浆套管和张力固定分隔器可实现土体的分层注浆。双通道供浆、可开闭注浆孔及张力固定分隔器的协同作用可实现不同类型注浆液的分时分通道注浆。声波探测器可实时监测与评估土体的胶结程度。本实用新型的结构只需一次成孔即可满足地层灌浆加固中的不同胶结程度需求，减小了注浆管移动次数，提高了工作效率和浆液利用率。分层注浆以及胶结程度实时监测技术避免了浆液的浪费，提高了浆液利用率。该结构对推广MICP地下灌浆在地基加固或防渗堵漏等工程应用具有重要意义。

技术领域

本实用新型属于灌浆加固软土地基及防渗堵漏技术领域，涉及一种分层双通道地下灌浆结构。

背景技术

灌浆法是一种常用的地基加固，防渗堵漏处理方法。通过向目标区域中注入胶结液，可以成功修补岩石、水泥衬管的裂缝，减少堤坝侵蚀，防止管道渗漏，隔绝污染水源，降低土体渗透性以减少渗透变形等。传统的灌浆液，如水泥浆液，浆液粘度大，在应用于细粒土加固或者修补微小裂缝时，灌注比较困难，甚至会由于较高的灌浆压力造成原有结构劈裂破坏。化学浆液虽然具有较好的可灌性，但是现有的浆液材料往往存在一定毒性，容易对环境造成严重的破坏。

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种新兴的地基改良方法。其主要原理是利用微生物活性诱导生成碳酸钙。这是一种仿自然的绿色高效成矿技术。生成的碳酸钙作为胶结材料将土颗粒胶结在一起，提高土体强度，或者填充在土体孔隙或裂缝中，降低其渗透性，起到加固土体，防渗堵漏的作用。

MICP的成功应用依赖于微生物液以及胶结液在地层中的存在。通过灌浆法可以顺利地将微生物液与胶结液注入土体。然而目前关于应用MICP的灌浆技术，大都采用单一的灌浆管进行灌浆。已有研究表明微生物液在管道内运输时会有部分菌体吸附到管道壁上。采用单一管道注入微生物液以及胶结液，管道上吸附的微生物会诱导碳酸钙在管道内壁上生成，这造成了不必要的MICP消耗，降低了MICP的利用率。同时，碳酸钙长期在管道内产生，会减小管道内径甚至造成管道阻塞。因此，有必要采用双通道灌浆。此外，在MICP加固过程中，由于碳酸钙的迅速生成，灌浆孔容易被阻塞，在灌浆工艺设计时必须考虑到灌浆孔的阻塞问题。

如果在灌浆过程中仅采用单一点源，将浆液注入到目标土层中，往往会由于流径过大导致灌浆时间过长。另外，已有研究表明，微生物在多孔介质中的吸附沿注入方向呈指数衰减的分布规律，沿灌浆方向越来越少的微生物在土吸附量导致了碳酸钙产量沿灌浆方向递减。因此长时间依靠单一点源灌浆，可能会导致在灌浆口附近碳酸钙产量过高，甚至完全阻隔流通路径，而在远离灌浆口的区域，碳酸钙产量则不足的情况。而且，在实际工程中，需要加固或者防渗堵漏的目标区域地质条件并不一致，渗透性差异显著。灌浆液在不同渗透特性地层中的流动规律复杂，流径难以确定和控制。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种分层双通道地下灌浆结构及方法。

本实用新型的技术方案：

一种分层双通道地下灌浆结构，主要由供浆系统、灌浆系统以及监测系统组成；

所述的供浆系统包括贮液器1、恒压水泵2、PE软管3、电磁流量计4、管道转换接头5；贮液器1用于盛放灌浆液；PE软管3的一端放置在贮液器1的底部，另一端穿过恒压水泵2连接到管道转换接头5上；PE软管3上设置有电磁流量计4，用于测量灌浆量；恒压水泵2可调节灌浆压力，对不同深度以及不同渗透性的目标区域采用合适的灌浆压力；

所述的灌浆系统包括灌浆内管6、灌浆外管7、锥形钻头8、灌浆孔组9和张力固定阻隔器16组成；灌浆内管6位于灌浆外管7内，二者的下端分别与锥形钻头8焊接在一起；从灌浆内管6下端向上一定高度处设置多个灌浆孔组9；每个灌浆孔组9包括沿圆周方向以及高度方向的多个灌浆孔10，作为灌浆液的流通通道；在灌浆外管7上，与灌浆内管6的对应位置设置多个灌浆孔10；灌浆孔10的尺寸与灌浆内管6上的灌浆孔10的尺寸相同；