3)壁后注浆
建成后的井筒或正施工的井壁段,遇有井壁渗漏水,漏水带砂,壁后空洞或为提高围岩稳定性等,可采用壁后注浆进行堵水或加固,一般漏水量超过六立方米每小时/井筒深度小于600米或超过十立方米每小时/井筒深度大600米或井壁有集中漏水,漏水量超过0.5立方米每小时的出水点的情况均应进行壁后注浆处理,并应采取防止井壁破坏的措施。
壁厚注浆的工艺应根据井壁结构、质量、漏水特征与壁厚地质、水文地质条件等因素,经技术经济分析确定。壁后注浆的施工顺序应根据含水层的厚度分段进行。对漏水段较长的井筒宜采取由上往下逐段浇筑注浆,每个分段内宜先由下往上注浆,再由上往下复注一次。漏水的井筒段壁后为含水岩层时,注浆孔宜进入岩层1.0米以上,井壁漏水量较大的基岩段井筒宜布设导水孔和泄水孔。注浆管的埋设必须固结牢靠并装有阀门。采用套管法注浆时必须对套管的固结强度进行耐压试验。只有达到注浆终压力后方可使用。
4)注浆设计的主要内容
在进行注浆设计之前,要进行工程地质和岩土工程性质调查。在调查基础上进行注浆设计。目前,注浆参数的精确计算上有一定困难,故多根据经验来确定。注浆设计的主要内容包括:
(1)根据注浆的目的和加固体力学特性、防渗特性、确定注浆加固范围,进行注浆结构计算。
(2)确定注浆量,注浆量的确定应考虑注浆类型、岩土的孔隙率和裂隙率,浆液充填程度根据实际情况分别按渗透注浆、劈裂注浆、挤密注浆进行计算。
(3)确定注浆压力。合理的注浆压力是注浆工程成功的关键,压力过小浆液可能注不进去,压力过大则可能引起地面、基础、结构物的过量变形和破坏。因此,注浆压力应控制在边界条件允许的最大注浆压力范围内。
立井井筒地面预注浆采用水泥—水泥水玻璃浆液的注浆终压值应为静水压力值的2到4倍,采用粘土—水泥浆液的注浆终压值应为静水压力值的2.5到3倍,注浆孔深大于400米的注浆终压值应为静水压力值的2到2.5倍。立井井筒工作面预注浆的注浆终压值宜大于等于静水压力值的2到4倍。立井井筒壁厚注浆的压力宜大于静水压力的0.5到1.5兆帕,岩石裂隙中的注浆压力可适当提高。工作面预注浆和壁后注浆的压力不得大于井壁的承载能力。
(4)确定注浆孔的间距。浆液的扩散半径与浆液的流变特性、凝胶时间、注浆压力、注浆时间等因素有关。确定注浆范围和注浆半径后就可确定孔间距,孔间距的大小应尽可能的发挥每个孔的作用,又要考虑孔和孔之间浆液的相互搭接。
(5)确定注浆孔深度。井筒地面预注浆注浆深度应超过所注含水层地板以下十米,当井筒底部位于含水层中时,注浆深度应超过井筒底部十米以上,在井壁上钻注浆孔时,钻孔深度应小于井壁厚度。剩余的井壁应起止浆垫作用。井筒在流沙层部时,注浆孔深度必须小于井壁厚度200毫米。井筒采用双层井壁支护时,注浆孔应穿过内壁,进入外壁,进入外壁深度不应大于100毫米。当井壁破裂必须采用破壁注浆时,必须制定专门措施。
(6)确定注浆材料。选择注浆注浆材料,应考虑浆液的可注性,凝胶时间的可控性,结石体的强度和抗渗透性,以及浆液的稳定性,同时还应考虑浆液来源的难易程度及浆液对周围环境的污染性大小。
水泥浆液是由水泥和水配制成的浆液,常用的水泥品种主要是普通硅酸盐水泥。水泥浆液的优点是结石体强度高,透水性低,但其可注性和稳定性较差,凝固时间长且凝固时间难以控制。通常在水泥浆中加入添加剂制成改性水泥浆液。水泥浆属悬浊液,可注对象的渗透系数为十的负三次方到十的负一次方厘米每秒,适用于裂隙岩石或粗粒砂注浆、壁后充填加固。
水玻璃类浆液凝胶时间短,结石体强度高,耐酸性和耐热性好,是一种被广泛应用的化学注浆材料。水泥—水玻璃浆液亦称C—S浆液,是水泥和水玻璃两者按一定比例,采用双液方式注入,必要时加入速凝剂和混凝剂等。水泥—水玻璃浆液克服了单液水泥浆凝结时间长、动水条件下结石率低等缺点,提高了水泥注浆的效果和范围。在地下水流速较大的地层中使用可达到快速堵漏的目的。
3.适用条件
注浆法目前在井巷施工中应用十分广泛,它既可用于为了减少井筒涌水,加快凿井速度,对井筒全深范围内的所有含水层除表土外进行预注浆的打干井施工,又可对裂隙含水岩层和松散砂土层进行堵水加固,在大裂隙、破碎带和大溶洞等复杂地层中也可采用。
注浆施工法的应用主要取决于浆液的粘度(对于各种浆液)和粒度(对于无机浆液),直径为d的颗粒(团),一般只能进入开度大于3d的孔隙或裂隙。一般认为,现有浆液在含泥质较少的中砂,粗砂及卵砾石层中可实现渗透注浆,对于开度小于5 微米的孔隙岩体,(例如粉细砂岩)及裂隙岩体,则不适合进行注浆
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