***究注漿技術的內涵或內容,主要是解決和回答注漿對象能不能注漿、注什么漿液合適、采用何種工藝、注后***果如何等問題,包括注漿對象的可注性、漿液的性能、漿液在巖土和巖層中的流變特性及流動規律、注漿工藝、珠江設備及測量儀器、注漿***果的檢測方法和手段等。
提供注漿對象的工程地質和水文地質條件,是施工單位編制注漿工程施工組織設計的重要依據。只有了解了注漿工程的工程地質和水文地質條件,掌握含水巖層的分布,厚度和巖體特性、裂隙特點以及地下水性質(水源、水位、流向、流速、水質、含水量等),才能確定注漿層位、注漿段高、止漿塞的止漿位置,選擇漿液的種類、調節漿液凝膠時間,確定注漿參數(壓力、流量、終壓、終泵量和***終注入量)和選擇適宜的注漿設備等,并完成注漿工程的施工組織設計。因此,工程地質和水文地質的調查工作十分重要。由于地質勘探鉆孔數量有限,尤其是井筒檢查鉆孔的布置不一定能滿足要求,因此對檢孔提供的工程地質和水文地?**柿弦腥險娣治觥⒍員齲魑匾牟慰甲柿稀R竦媒銜既返墓こ痰刂屎退牡刂***柿希枰謐⒔鬃曜⒌墓討脅歡系鼗鄣刂***柿稀?br />
在進行注漿材料***究時,***先要對各種原材料進行物理、化學分析,然后再室內進行配方試驗。如在***究MG-646化學漿液時,當時國內尚無丙烯酰胺和雙丙烯酰胺產品,只能現在實驗室合成出來,在測定漿液性能,如測定漿液的密度(比重)、粘度、凝膠時間、結石率,結石體的抗壓強度、抗剪強度、耐老化性能等。對已知注漿材料進行性能改進時,也需要進行配方試驗,以達到某種確定的注漿要求,如縮短凝膠時間或延長凝膠時間、提高強度、增加流變性等。
通過室內注漿模擬試驗,可以觀測到注漿的全過程。有些模擬試驗的模型是有機玻璃制作的,能夠較直觀地觀察到漿液在地層中的流動和分布;有的模型是金屬制作的,能夠承受一定壓力,可以模擬較復雜地質條件下的水流、水壓對漿液的影響,為注漿設計提供參考依據。例如,黏土水泥漿的注漿模擬試驗,其模型是一個管道式裝置,由節長500mm、兩端帶法蘭盤的若干節鋼管連接而成。鋼管內填裝兩塊半圓柱形長條水泥砂漿預制塊,兩個半圓柱平面間的間隙即為裂隙,裂隙大小由試驗要求決定。利用高壓可調量微型泵,把儲漿缸內的黏土水泥漿壓入模型裂隙。通過試驗取得不同配比、不同裂隙大小、不同壓力條件下漿液的擴散距離、充填情況、抗壓抗滲能力等注漿參數,為現場注漿試驗提供重要的參考依據。根據室內試驗結果,便可組織現場工業性試驗,并在工業性試驗基礎上進行推廣應用,如綜合注漿法,就是成功地一例。
注漿現場試驗也稱為注漿工業性試驗,其內容包括檢驗注漿材料的性能、注漿工藝的合理性、注漿參數選擇的正確性、鉆孔設備的適用性、注漿泵的性能和可靠性、各種測量儀器是否能滿足注漿要求等多個項目。注漿工業性試驗需要動用大量的人力、物力和財力奧,是一個隊注漿材料、注漿工藝、注漿設備進行全面檢驗的大型綜合試驗項目和檢驗平臺。要集中精力全力做好注漿現場工業性試驗,以便取得寶貴的試驗數據和經驗,為以后的重大注漿工程項目的投標、注漿施工組織設計,以及工程管理打下堅實基礎。
比較有代表性的注漿工業性試驗,是1991年在棗莊礦務局傅村礦西風井和高莊混合井兩個立井進行的地面預注漿工程試驗,該試驗***次應用了我國自行***發的綜合注漿法。
傅村西風井和高壓混合井井徑均為5.0m,井筒深度分別為252.7m和272.2m,注漿起止深度分別為110-269m和135-277m。兩井布置在同一工業廣場內,相距64.03m,兩井上部沖積層和基巖風化帶均采用凍結法施工,下部基巖段均采用綜合注漿法地面預注漿施工。兩井基巖段預計涌水量分別為238.13m³/h和153.02m³/h。
兩個井筒各施工6個注漿孔,注漿孔等距布置在以井筒中心為圓心的同心圓上。根據注漿前的流量測井資料,兩井均穿過三個含水層,因此將每個注漿孔被劃分為三個注漿段高。兩井12個注漿孔采用上行注漿方式、配漿所用粘土為工業廣場內耕地下的粘土,塑性指數36.5。西風井18個注漿段共注漿22次,高莊混合井18個注漿段共注漿24次,***大多數孔段是一次注完一個段高。兩個井筒設計漿液注入量3703m³,實際共注入3717m³,注漿工期分別為67天和63天。井筒開鑿實測:西風井***大剩余涌水量為9.6m³/h,堵水率達96%;高莊井***大剩余涌水量為1m³/h,堵水率達99%以上。
傅村西風井和高莊混合井采用綜合注漿法與采用水泥注漿法相比,分別縮短注漿工期2.5個月和2.81個月,分別節約水泥1114.35t和1226.7t,綜合注漿法顯示出巨大優越性。此后綜合注漿法在國內推廣開來。
注漿技術的發展與應用,在世界已有200多年的歷史,在我國已有50-60年的歷史。在我國,一代又一代的注漿工作者不畏艱辛、不怕困難,攻克一道道科學難關,拿下一項項攻關項目,為加快煤炭、冶金、水電等工業的發展,為改善現場工人的勞動條件,默默地奉獻了自己的聰明才智,使得我國的注漿技術接近或部分達到世界先進水平。但也必須清醒的認識到,在注漿深度、鉆孔和注漿設備及某些注漿材料等方面,我們與國際先進國家相比還是有差距。
注漿技術的發展是無止境的。今后還要***究1000-1500m深井注漿關鍵技術,深井注漿定向鉆進新型高***設備、專用泵、小口徑測斜定向儀,經濟高***注漿材料及高性能深井高***止漿機具,深井注漿***果檢查方法等。
當前,在地面和地下工程中的各種復雜突水事故時有發生,采用注漿技術治水的難度不斷加大,這就要求我們要在注漿工藝、注漿材料和注漿設備等方面都要有所創新。只有不斷創新,才能有***解決工程中遇到的各種水害問題。這是擺在我們注漿工作者面前的永恒課題。