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高压注浆

发布人:兄弟扬天 发布时间:2013年3月16日 已被浏览 833 次

 (一)钻孔

     通过钻孔向岩层裂隙或破碎岩层注入浆液,达到堵水与加固的目的,所以应严格按照设计的钻孔方向、角度和孔径进行钻进。待钻孔方向和角度确定后,将钻机固牢即可开钻,采用清水钻进。开孔时,要轻加压、慢速、大水量,防止把孔开斜,钻错方向。钻孔过程中应做好钻孔详细记录,如取岩芯钻进,应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。如不取岩芯,应记录钻进进尺、起止深度、钻具尺寸、变径位置、岩石名称、岩石裂隙发育情况、出现的涌水位置及涌水量、终孔深度等。特别注意钻孔速度快慢,涌水情况,由此判断岩石的好坏。

如遇断层破碎带或软泥夹层等不良地层时,为取得准确详细的地质资料,可采用干钻或小水量钻进,甚至用双层岩芯管钻进。

注浆工程中,由于钻孔数量多,有时每段注浆钻孔累计总长达千余米,因而钻孔消耗时间多,注浆消耗时间少。尤其是水下隧道的施工,水中段的施工是工程的关键,且具有一定的危险性,需要采取有效措施。缩短注浆钻孔时间的途径,主要是提高钻机的钻进效率,或是采用多台钻机同时钻进。

  在采用多台钻机同时钻进时要根据现场条件和注浆设备能力,做到钻进和注浆平行作业。多台钻机同时钻进注意事项,对钻机进行合理编组,按设计注浆孔的方向、角度、上下左右孔位,开孔时问先后错开,避免同时钻进,造成注浆时串浆,并做好预防串浆的措施。

   一般对设计的注浆孔要分三批钻进。第一批钻孔问距可大些(即按设计钻孔间隔钻进),第二批钻孔间距小些,最后钻检查孔,并根据检查情况决定是否须再追加注浆孔。

(二)测定涌水量

  当钻孔过程中,遇到涌水,应停机,测定涌水量,以决定注浆方法。

(三)设置注浆管

根据钻孔出水位置和岩石好坏,确定注浆管上的止浆塞在钻孔内的位置。止浆塞应设在出水点岩石较完整的地段,以保证止浆塞受压缩产生横向变形与钻孔密封。如止浆塞位置不当,或未与钻孔密封,不仅浆液会外漏,而且会把注浆管推出孔外,造成事故。


(四)注水试验


利用注浆泵压注清水,经注浆系统进人受注岩层裂隙。注人量及注入压力须自小到大。压水时间视岩石裂隙状况而定,大裂隙岩石约须10~20min,中、小裂隙约15~30min或更长些。

注水试验的主要目的是:


(1)检查止浆塞的止浆效果。

(2)把未冲洗净还残留在孔底或粘滞在孔壁上的杂物推到注浆范围以外,以保证浆液的密实性和胶结强度。

(3)测定钻孔的吸水量,进一步核实岩层的透水性,为注浆选用泵量、泵压和确定浆液的配比提供参考数据。

(五)注浆

各道工序的具体做法、要求如以下。

1.备料

注浆站应存放足够的新鲜水泥。水泥的强度等级不低于32.5级,品种最好采用普通硅酸盐水泥。水玻璃应加水稀释至使用的波美度(35~40波美度)。

2.安装设备


应在钻进注浆孔的同时,将注浆所需注浆泵、搅拌机、贮浆槽等设备固定在适当位置建立注浆泵站,或将上述机械、贮浆槽等安装在台车上成为移动注浆泵站。这两种方案各有优缺点。固定注浆泵站操作方便,所需设备器材少,但注浆泵站距作业面有一定的距离,联络不便,注浆管路较长,易造成浆液的浪费,并须在隧道内占一定的地方等。移动注浆泵站可紧靠作业面,注浆管路短,联络方便,不易浪费浆液,但需要台车及移动配电设备、电缆等。

3.试泵

注浆前为保证注浆泵正常运转,必须先进行试验。试验方法是先将三通阀门调到回浆位置,开泵后,待泵吸水正常时,将三通阀回浆口慢慢调小,注浆泵的压力徐徐上升,当达到预定的注浆压力,并持续3min不出故障,即认为泵的性能正常。

4.选择注浆参数

以下参数必须在注浆前通过试验和计算进行初选,在压浆过程中再根据现场具体情况进行调整。

(1)浆液的凝胶时间

 根据注水试验,当采用水泥-水玻璃浆液时,如进水量很大,泵的压力长时间不升高,凝胶时间可选用1~2min;如进水量中等,泵的压力稳定上升,凝胶时间可选用3~4min如进水量很小,泵的压力升高很快,凝胶时间可选用5~6min甚至更长。

 (2)进浆量

  实践证明,采用水泥-水玻璃浆液注浆时,当进浆量大于300L/min,泵的压力长时间不升高,则为大进浆量;当进浆量在100~300L/min,泵压力稳定上升,则为正常进浆量;当进浆量小于100L/min,泵的压力升高较快,则为小进浆量。大进浆量时,应调整浆液浓度,加快凝胶时问。

(3)注浆压力

损失大小,取决于注浆管理、注浆技术以及按裂隙等级合理划分段高等因素。

裂隙率可根据岩芯实际调查选取,遇有岩溶大裂隙时,可取偏高值或按实际选取。


结石率与水灰比大小有关。

(5)确定注浆方式与分段长度。为使浆液在岩层裂隙中扩散较均匀,保证注浆质量,提高注浆堵水率,对单个注浆钻孔宜分段进行注浆。注浆段长度系根据裂隙发育程度和涌水量大小而定,当地下裂隙发育且涌水量较大,注浆段宜短,反之可较长。

为实现分段注浆,可采用上行式和下行式注浆两种方式。

分段下行式注浆是钻孔一段,注浆一段,在上段注浆结束后,进行扫孔,钻进到下一段再进行下段注浆作业。这种注浆方法,适用于岩层裂隙发育、涌水量大或者岩性差异很大的地层。下行式注浆质量高,但重复钻进耗工时多。分段上行式注浆是注浆钻孔一次打成,由孔底向上分段注浆,分段上行注浆宜用于裂隙不很发育岩层,主要优点是不必重复钻孔。注浆方式与分段长度可参考表10-2-4选用。

 

 

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