注浆法施工方案

§一、概述以削减岩土的渗透性，增加其强度和稳固性，到达岩土加固和堵水的目的。是临时转变岩土的性质，冻结解冻后岩土又恢复到原先的性能。一、注浆分类分类，矿山注浆通常按注浆工作与矿山掘砌工序的前后时刻挨次分类：预注浆、后注浆地面预注浆转变围岩性质进展预注浆工作面预注浆加固注浆法 〔施工地址不同〕后注浆壁后注浆治水方法〔注浆位置不同〕壁内注浆(封水与加固)二、注浆法在矿山中的应用一、国外：1882年南非第一次应用工作面预注浆开凿井筒1885年德国又成功地承受地面预注浆开凿井筒1925年荷兰承受水玻璃浆液注浆，开头了化学注浆的历史。60～70年月，英国有801657m1700m78年用75％。二、国内：我国50年月初期开头成功应用注浆法，60年月开头应用水泥—水玻璃浆液及其它化学浆液。55年月汶张庄矿主井第一次承受工作面注浆，58年峰峰薛村矿主井副井承受地面预注浆。目前，注浆技术在矿山中应用及其普遍，注浆深度已达900m，注浆技术即可用于术。§二、注浆材料艺进程，注浆成效及注浆工程的本钱和工期。一、注浆材料分类一、对抱负注浆材料的要求①粘度低，流淌性好，可注性好。②具有可调剂操纵的凝固时刻③结石率高，强度大，抗渗透性好。④稳固性好二、注浆材料分类：单液水泥浆水泥水玻璃双浆液水泥浆液无机类水泥粘土浆水玻璃类丙烯酰胺类有机类铬木素类化学浆液聚氨脂类脲醛树脂类二、注浆材料的要紧性能一、粘度集中半径、注浆压力和浆液流量等。集中半径、注浆压力和浆液流量等。 ↑R↓ρ↑Q↓Ⅰ，曲线Ⅱ单液水泥浆15～140s曲线常常使用浆液粘度：水泥－水玻璃15～140s水玻璃类〔3～4〕×10－3Pa·s化学类 百〕×10－3Pa·s粒径来表示，mm。单液水泥浆 mm水泥——水玻璃mm化学类～mm3、凝胶时刻——参与反映的全数成份，从混合时起，直到凝胶发生，浆液再也不流淌为止的一段时刻。h.min随便调剂，并能准确操纵。单液水泥浆 6～15h水泥水玻璃十几秒～几格外钟化学类刹时～几格外钟4、渗透系数——浆液固化后，结石体抗渗性强 弱的指标，cm/s单液水泥浆 10－1～10－3 cm/s水泥水玻璃10－2～10－3 cm/s化学类10－2～10－6 cm/s压强度——浆液固化后，结石体的极限抗压强度，Mpa单液水泥浆 10～25 Mpa水泥水玻璃5～20 Mpa化学类～10 Mpa三、几种要紧浆液液方式注入的浆液。水泥——一般硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，级、级成份 〔Na2O·nSi2O〕——可缩短浆液凝胶时刻，参加量3％～％。外加剂 氯化钙〔CaCl2〕——参加量5％。减水剂——1～2％，削减水灰比，使浆液变稀。硅粉〔Si2〕——颗粒细〔水泥的1/100，对水泥有活化作用，和增加作用，可增加结石体密度，3～4％。～常常使用～756～15h，且难以操纵。二、水泥——水玻璃双液浆〔CS浆液〕Ca(OH)2、Na2HPO4等外加剂配置而成。①特点——抑制了水泥浆液凝固时刻长，且凝固施工不易操纵、结石率低等缺点，又具有了水泥浆液强度高等优势，工艺相对简单。②水泥——一般硅酸盐水泥，级、级，水灰比～③水玻璃〔Na2O·nSi2O〕——泡化碱，常常使用模数与浓度表示水玻璃的参数模二氧化碳遇氧化钠的物质量之比。求模数M＝～较为适宜。Bé30～45Bé，50～56Bé。④配比〔水灰比小〕水玻璃越稀，反映越快。水泥与水玻璃的体积比1：～1：1用量较少，凝固时刻缩短。3、化学浆液——P97～101 自学四、浆液材料的选择依照地质条件和施工目的而定。〔堵水为主〕承受单液水泥浆或水泥水玻璃浆液。二、松散冲击层泥浆〔含水砂层〕——要紧堵水与加固属于挤压注浆，较少孔隙率：粗砂层——水泥水玻璃浆液；其它——化学浆。3、特别地层〔裂开带，断层〕——裂隙间隙大，用量大，主假设是充填加固。粗骨料＋水泥浆粗骨料＋水泥水玻璃浆 粗骨料——细砂、炉渣、粉煤灰、粘土等。4、选择上优先考虑水泥浆 水泥水玻璃 强度高，廉价，材料来源广，工艺简洁。注浆泵，搅拌机，止浆塞，混合器等。一、注浆泵——输送浆液的动力设备>～倍最大注浆压力②有足够的流量，适应大流量注浆要求③双液注浆时，能保证两液的比例关系常常使用注浆泵：一、YSB——250/120液力调力注浆泵二、2MJ——3/40型隔膜计量注浆泵3、其它注浆泵,50L/min泥浆泵压力,150L/minKOBJ—矿用防爆砂浆泵压力，m3/hHB50/15活塞式灌浆泵,50L/min二、搅拌机——拌浆设备要求：①浆液搅拌均匀，保证持续供浆三、止浆塞四、混合器§4、地面预注浆浆液压送到注浆孔含水层中，以封堵裂隙，隔间水力联系的一种注浆方式。一、注浆工程设计〔一〕注浆深度及段高划分10m以上。但注浆成效差。依照岩层裂隙性及含水量大小，一样按裂隙特性划分：宽度〔mm〕初注〔m〕复注(m)细裂隙～330~4050~100中裂隙3～620~3040~50大裂隙6～1310~2030裂开地层裂开地层>134~1010〔二〕注浆参数——注浆压力，浆液注入量，浆液集中半径，注浆孔个数。一、注浆压力——是浆液抑制流淌阻力，进展集中，充塞和压实的能量。PB

替。注浆应选泵压力P＝PB

，地面预注浆要紧操纵泵压。qq

R2Hm

m3/孔式中：——岩层裂隙率，＝～3％。——浆液在裂隙内的有效充填系数，＝～m——结石率，m＝～R——浆液有效集中半径，H——注浆段高总注入量 Q＝nq m3 先注入孔量大，后注孔量小，并非均匀。关于含水砂层，q＝R2Hncn——砂层孔隙率，30～40％c——修正系数，c＝～％3、注浆孔个数〔同心圆等距离布置在井径内外〕D2①井内布孔 ND

L2A②井内布孔N 1 1LD——井筒净径，A——孔距井径间距，A＝A1——孔径距荒井的间距，A1＝0～6～9个孔，L＝〔～〕R裂隙连通性差，井径小，承受井外布孔。裂隙连通性好，裂隙发育，井径大，承受井内布孔。4、浆液集中半径——有效集中半径浆液集中〔流失〕的范围——集中半径RR与注浆压力、裂隙大小、注浆材料有关。关于单液水泥浆而言：注浆压力〔MPa〕裂隙宽度〔mm〕集中半径R〔m〕2～<2~67～105~306~25>10>30>25〔三〕注浆方式——分段注浆一、分段下行式——〔自上而下注浆式〕复注。特点：①上段已注浆，下段注浆时不跑浆。②注下段时，上段已复注，成效好。③钻注交替，工期长。二、分段上行式——〔自下而上注浆方式〕注浆孔一次钻到注浆终深，利用止浆塞进展自下而上的分段注浆。注浆段与未注浆段分开。特点①钻孔一次到底，施工速度快。②需用止浆塞，且对地层条件要求严格，局限性大。适用条件：岩层坚硬，孔壁完整的稳固岩层中，且竖向裂隙不发育。3、一次注全深——注浆孔一次钻到注浆终深，然后对全深进展一次注浆。施工简洁，工期较短，但段高大，成效差。二、注浆钻进①注浆孔许诺偏斜率<500m时，e<1％。80～9070％。三、注浆施工〔一〕注浆前的预备工作等。10～20min，压力比注浆终压高。压水试验目的：①检查止浆塞的止浆成效。②测定钻孔吸水率，核实岩层的透水性，选择注浆参数。浆液结石体与裂隙面的结合强度及抗渗力量。〔二〕注浆作业一、规律：①先注孔吸浆量大，后注孔吸浆量小②同一孔中，注浆压力不变时，浆流量削减，浆液量不变时，压力渐渐增加。二、故障①泵压突然下降，吸浆量削减，或不吸浆，——吸浆笼头堵塞。②泵压上升，孔口压力不上升——地面治理堵塞。③泵压孔口压力均上升，吸浆量下降或不吸浆——混合器或注浆管堵塞。④注浆压力下降，增大流量也不上升——跑浆：间隙注浆，浓度变稀。〔三〕注浆终止标准注浆压力上升，注浆量下降当①主机那个压力到达设计的泵压，P＝〔～〕H50～60L/min100～120L/min20～30,即能够为到达注浆终止标准，能够停顿注浆工作。§五、工作面预注浆砌的施工方式。层的裂隙含水层中。能用小型钻机等设备。转入工作面，并增加了岩帽或止浆垫罢了。一、注浆工程设计5个〔注浆方案、布孔方式与段高、注浆参数、止浆塞与止浆岩帽〕〔一〕注浆施工方案选择两种：单水平注浆；多水平注浆一单水平注浆——由单一水平工作面打钻注浆的施工 方案，适用于含水层埋深大层数多且层间距小的岩层需用大能 力钻机。适用于含水层埋深大，层间距较大，需用小型钻机即可。布置孔方式与段高3种方式一、直孔注浆——裂隙发育，连通性好的水平或缓倾斜裂隙含水层中。二、径向斜孔注浆——裂隙发育，连通性一样，径向垂直裂隙发育较差的含水层。α——径向角β——切向角3、径向切向斜孔注浆——裂隙发育不均，连通性差，有径向垂直裂隙分岩层。α——径向角β——切向角段高——与布孔方式与钻性力量有关。直孔——50～70m 钻性力量大斜孔——30～50m 小型钻机〔注浆压力，浆液注入量，注浆孔径，浆液集中半径，斜孔径向倾角，切向布孔的切线角〕HbcP——注浆终止时，注浆泵表的压力。bc——浆液容重。T/m3H——孔口以上液柱高度，m二、浆液注入量Q＝Nq=Nλ式中：——岩层裂隙率，＝～3％。——浆液在裂隙内的有效充填系数，＝～＝～m——结石率，m＝～R——浆液有效集中半径，H——注浆段高N——孔个数。

R2H1m3、注浆孔个数N

N

lA——孔径与井筒净径间距，A＝～l＝〔～〕R大裂隙l＝2～3m小列席l＝1～SASAarctan H式中：A——注孔与井壁间距，A＝～H——注浆段高S——终孔位置超出井筒净直径的距离，S＝E＋m六、切向布孔的切线角，ββ＝110～130°〔四〕止浆岩帽——不透水岩层隔水层〕，其厚度取4

0

0——最大注浆压力4PD42——7m。

B

[τ]——岩石许诺抗剪强度止浆垫，C25混凝土。形式：单级平底型——构造简洁，施工便利，受力差；单级球面型——受力状态好，构造简单，施工困难。平底型 球面型按混凝土许诺抗压强度与注浆净压力确信，其厚度为： 2Pr Pr2h2h=B0B0h=B0

PrnB 00.rn式中：R——球面内半径，[σ]——混凝土许诺抗压强度，h——球面矢高，r——井筒掘进半径B——垫厚α——内锥角一半P——注浆终压，0α＝33°，R＝，h=。井壁强度验算：当止浆垫在已砌壁的井筒内构筑，止浆垫是以井壁为支承，呈圆柱状，构造在此情形下，应付井壁进展验算： PD2E24h2 f式中：

P——注浆终压0

0 04ED0

E rckD——井筒净直径0h——球面矢高f——止浆垫材料的抗压强度crr＝～k k一、无水条件下浇注止浆垫止浆垫底成型后，按布孔要求〔位置，数量