注漿法施工方案

§一、概述以削減巖土的滲透性，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)固性，到達(dá)巖土加固和堵水的目的。是臨時(shí)轉(zhuǎn)變巖土的性質(zhì)，凍結(jié)解凍后巖土又恢復(fù)到原先的性能。一、注漿分類分類，礦山注漿通常按注漿工作與礦山掘砌工序的前后時(shí)刻挨次分類：預(yù)注漿、后注漿地面預(yù)注漿轉(zhuǎn)變圍巖性質(zhì)進(jìn)展預(yù)注漿工作面預(yù)注漿加固注漿法 〔施工地址不同〕后注漿壁后注漿治水方法〔注漿位置不同〕壁內(nèi)注漿(封水與加固)二、注漿法在礦山中的應(yīng)用一、國(guó)外：1882年南非第一次應(yīng)用工作面預(yù)注漿開鑿井筒1885年德國(guó)又成功地承受地面預(yù)注漿開鑿井筒1925年荷蘭承受水玻璃漿液注漿，開頭了化學(xué)注漿的歷史。60～70年月，英國(guó)有801657m1700m78年用75％。二、國(guó)內(nèi)：我國(guó)50年月初期開頭成功應(yīng)用注漿法，60年月開頭應(yīng)用水泥—水玻璃漿液及其它化學(xué)漿液。55年月汶張莊礦主井第一次承受工作面注漿，58年峰峰薛村礦主井副井承受地面預(yù)注漿。目前，注漿技術(shù)在礦山中應(yīng)用及其普遍，注漿深度已達(dá)900m，注漿技術(shù)即可用于術(shù)?！於⒆{材料藝進(jìn)程，注漿成效及注漿工程的本錢和工期。一、注漿材料分類一、對(duì)抱負(fù)注漿材料的要求①粘度低，流淌性好，可注性好。②具有可調(diào)劑操縱的凝固時(shí)刻③結(jié)石率高，強(qiáng)度大，抗?jié)B透性好。④穩(wěn)固性好二、注漿材料分類：?jiǎn)我核酀{水泥水玻璃雙漿液水泥漿液無機(jī)類水泥粘土漿水玻璃類丙烯酰胺類有機(jī)類鉻木素類化學(xué)漿液聚氨脂類脲醛樹脂類二、注漿材料的要緊性能一、粘度集中半徑、注漿壓力和漿液流量等。集中半徑、注漿壓力和漿液流量等。 ↑R↓ρ↑Q↓Ⅰ，曲線Ⅱ單液水泥漿15～140s曲線常常使用漿液粘度：水泥－水玻璃15～140s水玻璃類〔3～4〕×10－3Pa·s化學(xué)類 百〕×10－3Pa·s粒徑來表示，mm。單液水泥漿 mm水泥——水玻璃mm化學(xué)類～mm3、凝膠時(shí)刻——參與反映的全數(shù)成份，從混合時(shí)起，直到凝膠發(fā)生，漿液再也不流淌為止的一段時(shí)刻。h.min隨便調(diào)劑，并能準(zhǔn)確操縱。單液水泥漿 6～15h水泥水玻璃十幾秒～幾格外鐘化學(xué)類剎時(shí)～幾格外鐘4、滲透系數(shù)——漿液固化后，結(jié)石體抗?jié)B性強(qiáng) 弱的指標(biāo)，cm/s單液水泥漿 10－1～10－3 cm/s水泥水玻璃10－2～10－3 cm/s化學(xué)類10－2～10－6 cm/s壓強(qiáng)度——漿液固化后，結(jié)石體的極限抗壓強(qiáng)度，Mpa單液水泥漿 10～25 Mpa水泥水玻璃5～20 Mpa化學(xué)類～10 Mpa三、幾種要緊漿液液方式注入的漿液。水泥——一般硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥，級(jí)、級(jí)成份 〔Na2O·nSi2O〕——可縮短漿液凝膠時(shí)刻，參加量3％～％。外加劑 氯化鈣〔CaCl2〕——參加量5％。減水劑——1～2％，削減水灰比，使?jié){液變稀。硅粉〔Si2〕——顆粒細(xì)〔水泥的1/100，對(duì)水泥有活化作用，和增加作用，可增加結(jié)石體密度，3～4％?！３Ｊ褂谩?56～15h，且難以操縱。二、水泥——水玻璃雙液漿〔CS漿液〕Ca(OH)2、Na2HPO4等外加劑配置而成。①特點(diǎn)——抑制了水泥漿液凝固時(shí)刻長(zhǎng)，且凝固施工不易操縱、結(jié)石率低等缺點(diǎn)，又具有了水泥漿液強(qiáng)度高等優(yōu)勢(shì)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。②水泥——一般硅酸鹽水泥，級(jí)、級(jí)，水灰比～③水玻璃〔Na2O·nSi2O〕——泡化堿，常常使用模數(shù)與濃度表示水玻璃的參數(shù)模二氧化碳遇氧化鈉的物質(zhì)量之比。求模數(shù)M＝～較為適宜。Bé30～45Bé，50～56Bé。④配比〔水灰比小〕水玻璃越稀，反映越快。水泥與水玻璃的體積比1：～1：1用量較少，凝固時(shí)刻縮短。3、化學(xué)漿液——P97～101 自學(xué)四、漿液材料的選擇依照地質(zhì)條件和施工目的而定?！捕滤疄橹鳌吵惺軉我核酀{或水泥水玻璃漿液。二、松散沖擊層泥漿〔含水砂層〕——要緊堵水與加固屬于擠壓注漿，較少孔隙率：粗砂層——水泥水玻璃漿液；其它——化學(xué)漿。3、特別地層〔裂開帶，斷層〕——裂隙間隙大，用量大，主假設(shè)是充填加固。粗骨料＋水泥漿粗骨料＋水泥水玻璃漿 粗骨料——細(xì)砂、爐渣、粉煤灰、粘土等。4、選擇上優(yōu)先考慮水泥漿 水泥水玻璃 強(qiáng)度高，廉價(jià)，材料來源廣，工藝簡(jiǎn)潔。注漿泵，攪拌機(jī)，止?jié){塞，混合器等。一、注漿泵——輸送漿液的動(dòng)力設(shè)備>～倍最大注漿壓力②有足夠的流量，適應(yīng)大流量注漿要求③雙液注漿時(shí)，能保證兩液的比例關(guān)系常常使用注漿泵：一、YSB——250/120液力調(diào)力注漿泵二、2MJ——3/40型隔膜計(jì)量注漿泵3、其它注漿泵,50L/min泥漿泵壓力,150L/minKOBJ—礦用防爆砂漿泵壓力，m3/hHB50/15活塞式灌漿泵,50L/min二、攪拌機(jī)——拌漿設(shè)備要求：①漿液攪拌均勻，保證持續(xù)供漿三、止?jié){塞四、混合器§4、地面預(yù)注漿漿液壓送到注漿孔含水層中，以封堵裂隙，隔間水力聯(lián)系的一種注漿方式。一、注漿工程設(shè)計(jì)〔一〕注漿深度及段高劃分10m以上。但注漿成效差。依照巖層裂隙性及含水量大小，一樣按裂隙特性劃分：寬度〔mm〕初注〔m〕復(fù)注(m)細(xì)裂隙～330~4050~100中裂隙3～620~3040~50大裂隙6～1310~2030裂開地層裂開地層>134~1010〔二〕注漿參數(shù)——注漿壓力，漿液注入量，漿液集中半徑，注漿孔個(gè)數(shù)。一、注漿壓力——是漿液抑制流淌阻力，進(jìn)展集中，充塞和壓實(shí)的能量。PB

替。注漿應(yīng)選泵壓力P＝PB

，地面預(yù)注漿要緊操縱泵壓。qq

R2Hm

m3/孔式中：——巖層裂隙率，＝～3％?！獫{液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，＝～m——結(jié)石率，m＝～R——漿液有效集中半徑，H——注漿段高總注入量 Q＝nq m3 先注入孔量大，后注孔量小，并非均勻。關(guān)于含水砂層，q＝R2Hncn——砂層孔隙率，30～40％c——修正系數(shù)，c＝～％3、注漿孔個(gè)數(shù)〔同心圓等距離布置在井徑內(nèi)外〕D2①井內(nèi)布孔 ND

L2A②井內(nèi)布孔N 1 1LD——井筒凈徑，A——孔距井徑間距，A＝A1——孔徑距荒井的間距，A1＝0～6～9個(gè)孔，L＝〔～〕R裂隙連通性差，井徑小，承受井外布孔。裂隙連通性好，裂隙發(fā)育，井徑大，承受井內(nèi)布孔。4、漿液集中半徑——有效集中半徑漿液集中〔流失〕的范圍——集中半徑RR與注漿壓力、裂隙大小、注漿材料有關(guān)。關(guān)于單液水泥漿而言：注漿壓力〔MPa〕裂隙寬度〔mm〕集中半徑R〔m〕2～<2~67～105~306~25>10>30>25〔三〕注漿方式——分段注漿一、分段下行式——〔自上而下注漿式〕復(fù)注。特點(diǎn)：①上段已注漿，下段注漿時(shí)不跑漿。②注下段時(shí)，上段已復(fù)注，成效好。③鉆注交替，工期長(zhǎng)。二、分段上行式——〔自下而上注漿方式〕注漿孔一次鉆到注漿終深，利用止?jié){塞進(jìn)展自下而上的分段注漿。注漿段與未注漿段分開。特點(diǎn)①鉆孔一次到底，施工速度快。②需用止?jié){塞，且對(duì)地層條件要求嚴(yán)格，局限性大。適用條件：巖層堅(jiān)硬，孔壁完整的穩(wěn)固巖層中，且豎向裂隙不發(fā)育。3、一次注全深——注漿孔一次鉆到注漿終深，然后對(duì)全深進(jìn)展一次注漿。施工簡(jiǎn)潔，工期較短，但段高大，成效差。二、注漿鉆進(jìn)①注漿孔許諾偏斜率<500m時(shí)，e<1％。80～9070％。三、注漿施工〔一〕注漿前的預(yù)備工作等。10～20min，壓力比注漿終壓高。壓水試驗(yàn)?zāi)康模孩贆z查止?jié){塞的止?jié){成效。②測(cè)定鉆孔吸水率，核實(shí)巖層的透水性，選擇注漿參數(shù)。漿液結(jié)石體與裂隙面的結(jié)合強(qiáng)度及抗?jié)B力量。〔二〕注漿作業(yè)一、規(guī)律：①先注孔吸漿量大，后注孔吸漿量小②同一孔中，注漿壓力不變時(shí)，漿流量削減，漿液量不變時(shí)，壓力漸漸增加。二、故障①泵壓突然下降，吸漿量削減，或不吸漿，——吸漿籠頭堵塞。②泵壓上升，孔口壓力不上升——地面治理堵塞。③泵壓孔口壓力均上升，吸漿量下降或不吸漿——混合器或注漿管堵塞。④注漿壓力下降，增大流量也不上升——跑漿：間隙注漿，濃度變稀?！踩匙{終止標(biāo)準(zhǔn)注漿壓力上升，注漿量下降當(dāng)①主機(jī)那個(gè)壓力到達(dá)設(shè)計(jì)的泵壓，P＝〔～〕H50～60L/min100～120L/min20～30,即能夠?yàn)榈竭_(dá)注漿終止標(biāo)準(zhǔn)，能夠停頓注漿工作?！煳?、工作面預(yù)注漿砌的施工方式。層的裂隙含水層中。能用小型鉆機(jī)等設(shè)備。轉(zhuǎn)入工作面，并增加了巖帽或止?jié){墊罷了。一、注漿工程設(shè)計(jì)5個(gè)〔注漿方案、布孔方式與段高、注漿參數(shù)、止?jié){塞與止?jié){巖帽〕〔一〕注漿施工方案選擇兩種：?jiǎn)嗡阶{；多水平注漿一單水平注漿——由單一水平工作面打鉆注漿的施工 方案，適用于含水層埋深大層數(shù)多且層間距小的巖層需用大能 力鉆機(jī)。適用于含水層埋深大，層間距較大，需用小型鉆機(jī)即可。布置孔方式與段高3種方式一、直孔注漿——裂隙發(fā)育，連通性好的水平或緩傾斜裂隙含水層中。二、徑向斜孔注漿——裂隙發(fā)育，連通性一樣，徑向垂直裂隙發(fā)育較差的含水層。α——徑向角β——切向角3、徑向切向斜孔注漿——裂隙發(fā)育不均，連通性差，有徑向垂直裂隙分巖層。α——徑向角β——切向角段高——與布孔方式與鉆性力量有關(guān)。直孔——50～70m 鉆性力量大斜孔——30～50m 小型鉆機(jī)〔注漿壓力，漿液注入量，注漿孔徑，漿液集中半徑，斜孔徑向傾角，切向布孔的切線角〕HbcP——注漿終止時(shí)，注漿泵表的壓力。bc——漿液容重。T/m3H——孔口以上液柱高度，m二、漿液注入量Q＝Nq=Nλ式中：——巖層裂隙率，＝～3％?！獫{液在裂隙內(nèi)的有效充填系數(shù)，＝～＝～m——結(jié)石率，m＝～R——漿液有效集中半徑，H——注漿段高N——孔個(gè)數(shù)。

R2H1m3、注漿孔個(gè)數(shù)N

N

lA——孔徑與井筒凈徑間距，A＝～l＝〔～〕R大裂隙l＝2～3m小列席l＝1～SASAarctan H式中：A——注孔與井壁間距，A＝～H——注漿段高S——終孔位置超出井筒凈直徑的距離，S＝E＋m六、切向布孔的切線角，ββ＝110～130°〔四〕止?jié){巖帽——不透水巖層隔水層〕，其厚度取4

0

0——最大注漿壓力4PD42——7m。

B

[τ]——巖石許諾抗剪強(qiáng)度止?jié){墊，C25混凝土。形式：?jiǎn)渭?jí)平底型——構(gòu)造簡(jiǎn)潔，施工便利，受力差；單級(jí)球面型——受力狀態(tài)好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工困難。平底型 球面型按混凝土許諾抗壓強(qiáng)度與注漿凈壓力確信，其厚度為： 2Pr Pr2h2h=B0B0h=B0

PrnB 00.rn式中：R——球面內(nèi)半徑，[σ]——混凝土許諾抗壓強(qiáng)度，h——球面矢高，r——井筒掘進(jìn)半徑B——墊厚α——內(nèi)錐角一半P——注漿終壓，0α＝33°，R＝，h=。井壁強(qiáng)度驗(yàn)算：當(dāng)止?jié){墊在已砌壁的井筒內(nèi)構(gòu)筑，止?jié){墊是以井壁為支承，呈圓柱狀，構(gòu)造在此情形下，應(yīng)付井壁進(jìn)展驗(yàn)算： PD2E24h2 f式中：

P——注漿終壓0

0 04ED0

E rckD——井筒凈直徑0h——球面矢高f——止?jié){墊材料的抗壓強(qiáng)度crr＝～k k一、無水條件下澆注止?jié){墊止?jié){墊底成型后，按布孔要求〔位置，數(shù)量