地勘水泥灌注实践

我们施工的矿区地层复杂，特别在浅部（50米以内），经常出现坍塌、掉块、漏水、涌水等复杂情况，常采用扩孔下套管方法来封隔，深部采用双聚泥浆护孔。但有时套管、泥浆也不奏效，故试用了地勘水泥灌注进行封堵，取得了较好的效果，保证了顺利施工。现将ZK401孔和ZK003孔护堵实践介绍如下：     

重庆松藻矿区复杂地层钻探技术探讨

重庆松藻矿区强风化地层厚度在700m左右,结构松软、涌水、漏失及水敏性地层反复出现。该区钻孔易出现坍塌、掉块、吸水膨胀缩径、孔斜等现象,施工难度较大,另外煤心采取率极低。在该矿区小鱼沱井田钻进时,采用快干水泥浆封堵及跟管钻进相结合的钻进工艺,并严格控制双聚低固相泥浆配方;在跟管钻进过程中,掌握控制其压力、转速,防止因压力过大或钻进太快而出现套管断脱。该孔历时4个月,终孔深度1261．72m,终孔斜度为8°,钻孔质量为特级。CK-28井成孔经验表明,在该区复杂地层钻进,采用边钻进边封堵及跟管钻进等技术,可有效解决易塌、涌水、漏失、孔斜等难题。     

富水粉细砂层盾尾同步注浆浆液渗透-压密扩散机制研究

为探究富水粉细砂层中盾尾同步注浆浆液扩散规律,将浆液扩散过程中滤饼开始生成的时间作为浆液渗透扩散与压密扩散转折点,建立考虑渗滤效应的浆液渗透扩散理论公式及浆液压密扩散影响半径理论公式,并通过自主研发设计的盾尾同步注浆系统进行相似模型试验,验证理论公式合理性。结果表明：（1）在富水粉细砂层中,浆液扩散规律与常规单一扩散模式不同,呈渗透-压密两阶段;（2）滤饼的作用在于将以孔压形式存在的浆液压力转化为有效应力作用于土体骨架,滤饼开始生成后,浆液扩散模式由渗透扩散转变为压密扩散;（3）由浆液压力有效应力转化率曲线变化规律可知,注浆压力越大,滤饼开始生成时间越短,即浆液渗透扩散持续时间越短;（4）随着注浆压力增大,浆液压密扩散阶段影响半径也变大,通过试验及理论计算确定注浆压力为0.4 MPa时对地层扰动范围约为1倍隧道开挖轮廓。该研究成果可为富水粉细砂层中盾尾同步注浆施工提供理论支撑。     

SJP水泥浆封堵强涌水钻孔可控注浆工艺技术研究

以云南毛坪铅锌矿勘查钻孔涌水治理实践为背景,针对金刚石钻进钻孔高涌水压力和大流量涌水的工程实际,对多种涌水治理方案进行了论证分析。依据实测的涌水量及涌水压力等参数,提出了可控注浆堵涌工艺。论述了SJP水泥浆基本组成及其性能特点,可控注浆止涌的工艺技术,分析了止涌注浆孔口压力变化与孔内浆液处境之间的关系,提出了止涌注浆压力变化中的“零起点”和“零末点”及h值等新概念,以及利用压力变化判断涌水通道类型的方法等。经3个涌水钻孔的注浆止涌的实践表明,按研究成果对大涌水量钻孔进行治理,有效封堵了这3个强涌水钻孔,保证了工程顺利施工。     

快速封堵巷道顶板高压大流量集中涌水的井下骨料添加工艺

为解决注浆封堵巷道顶板高压大流量集中涌水时注入的浆液被涌水冲散流失的问题,提出了利用井下钻孔在涌水裂隙内添加骨料阻水的工艺。井下钻孔内注入骨料要使用骨料添加器,利用注水方式把骨料推送到涌水裂隙中去。以某矿FL8-1处的巷道顶板涌水堵漏为例,对井下钻孔骨料添加工艺技术要求进行了较为全面的介绍。指出注浆连通试验是判断钻孔内是否具备注入骨料的重要手段,当试验时钻孔内注入的水泥浆在极短时间内全部跑出时,说明导水通道宽大、直短,适合注入骨料,注入时要采用粗细结合的方式进行;相反,与涌水点连通性差的钻孔内则不具备注入骨料的条件。     

南京江北新区中心区地下空间一期 基坑涌水事故处理与启示

南京江北新区中心区地下空间一期基坑涌水事故是由于基坑内废桩孔回填封堵不密实,导致深部承压含水 层中承压水击穿废桩孔,造成涌水的事故.事故发生后,采用混凝土回填反压涌水,后在桩孔内注浆封堵,但均未 成功.之后经过调查和分析研究,确定采取降水方案,即降低深部承压水水位至涌水口以下,在无涌水的情况下进 行注浆封堵.该降水封堵方案实施历时１８天,成功地解决了涌水事故.本工程涌水事故的处理为类似工程提供 了有益的经验.     

江底隧道垮塌涌水冒顶地质灾害的高压注浆防治

在江底隧道施工中，以砂岩和泥质砂岩为主的破碎、裂隙节理发育地层经钻眼爆破震动后，出现了垮塌、涌水、冒顶等事故，直接危及工程和江堤安全。针对事故突发性、破坏性及危害性，制定了严格周密的防治 方案。应用高压封闭注浆技术，进行地层改良。首先砌筑封闭墙是关键一步，务必完全封闭，并能承受高压，该墙直接影响注浆成败；其次，河床沉陷处注浆既与井下注浆相互补充，又稳固河床及江堤；第三，注浆使浆液充填裂隙通道和垮塌体空隙，在高压下充填饱满、密实；第四，浆液硬化使裂隙被封堵、垮塌体胶结成完整一体，初步达到防垮止水目的；第五，浆液养护后，破碎地层在浆液胶结硬化作用下具有一定强度，达到地层改良目的；最后，地层改良后务必钻眼芯进行检 测，以观注浆效果。经过高压封闭注浆治理，垮塌、涌水、冒顶地层得到完全改观，注浆区域内不再垮塌、涌水，使工程顺利通过该垮塌涌水区，进入下一步施工程序。     

辅助钻孔高压注浆封闭不合格旧钻孔技术

对不能通过原有旧孔扫孔钻进注浆封闭的钻孔,可在原孔邻侧补打辅助孔,选择合适孔段向辅助孔高压注浆,借助岩石孔隙,浆液渗透进原有旧孔后从孔内返浆,并渗入原孔周围一定范围岩体中,从而达到充填、封堵和加固原不合格的旧钻孔.     

新疆坡北矿区ZK2-6孔钻探施工技术

新疆坡北矿区ZK2-6孔施工中遇到多层蚀变带,最长连续强蚀变带达30 m,在以往施工过程中,因卤水配制的泥浆性能难以保证,不利于孔壁的稳定,导致在钻进过程中,孔壁剥落超径、断钻杆事故频发。钻杆断开后,由于孔壁坍塌,找不到事故头,从而导致钻孔报废。针对蚀变、破碎地层钻进易发生的孔壁坍塌、超径、掉块及卤水泥浆性能难以保证等问题,开展相关研究,提出相应的技术措施,圆满完成了坡北工区ZK2-6孔的钻探施工。     

新安县引畛济涧隧洞工程小导管注浆技术

新安县引畛济涧工程3号竖井开挖深度大,地下水极其丰富,存在涌水突水情况。采取小导管注浆措施进行涌水点2倍洞径范围内封堵渗涌水,浆液采用水泥水玻璃双浆液。注浆封堵加固一环开挖掘进一环,成功地完成了隧洞的开挖掘进。为类似工程施工提供了经验。     

斜井二次涌水原因分析及注浆治理措施

山西潞安集团黑龙煤矿副斜井在经过迎头预注浆后,在预注浆段内掘进时再次发生涌水现象,导致井筒被淹。分析其主要原因为初次注浆形成的软粘土与浆液共同的裂隙充填体稳定性差。对于涌水裂隙采取分流泄压再堵水的总体治理方案,即变不可控涌水为可控水后再注浆处理。涌水点注浆堵水严格控制注浆压力,采用水泥-水玻璃双液浆。通过布设检查孔对注浆效果进行检查分析注浆质量较好,为类似有软粘土充填裂隙岩体的注浆治理提供借鉴。     

煤层底板水害区域注浆治理影响因素分析与高效布孔方式

对于导、含水岩层进行超前区域注浆改造与加固是华北型煤田煤层底板岩溶水害防治的主要技术手段。根据超前区域注浆改造技术应用的矿井水文地质基本原理,结合煤层底板水文地质结构、采动影响、定向钻进成孔与浆液扩散能力,以及受注岩层边界条件等因素,分析了治理煤层底板薄层灰岩与厚层灰岩水害的超前区域注浆改造与加固的一般应用模式。并从受注岩层地质条件、注浆材料、注浆工艺等方面,分析得出受注层的空隙连通性、开启性、粗糙性、孔隙水承压性,注浆材料的粒度、黏滞性、时变性、结石能力,以及注浆压力、钻孔空间布置、注浆方式等,是影响煤层底板岩溶水害超前区域注浆治理效果的主要因素。另外,依据注浆过程中有效注浆压力计算公式,分析得出浆液在钻孔和裂隙中流动时由于受到钻孔和岩层空隙综合阻力的抑制,水平孔中沿程有效注浆压力逐步衰减,易形成“锥形”浆液扩散范围。最后,针对目前常用的超前区域注浆孔水平段分支孔平行布孔模式,由于间距过大和有效注浆压力衰减可能造成的注浆孔间盲区问题,根据注浆孔水平段有效注浆压力与浆液扩散范围的衰减规律,以消除注浆盲区为目标,提出了长距离错位平行分支孔、长距离逆向互补弧形分支孔、短距离羽状分支孔等3类注浆孔高效布孔模式,可为煤层底板水害超前区域高效治理技术科学应用提供依据。      

粉细砂层中锚索施工涌水涌砂的处理技术

广州市良业大厦基坑支护工程存在较厚的淤泥质粉细砂层,预应力锚索锚点位置处于粉细砂层中时,锚索施工易发生涌水涌砂现象而引发基坑事故。施工过程中通过采取跟管钻进干钻成孔、墙后孔口设置止浆袋及墙后注浆的处理措施,减少了锚索施工过程中涌水涌砂现象的发生,避免了因涌水涌砂水土流失造成基坑外地面下沉而引发的基坑事故。     

厚表土深立井基岩段探水预注浆施工技术

山东单县煤田陈蛮庄煤矿松散层厚度为527.5m,预注浆段井深为750.-758.40m,预计涌水量为26m^3/h,为有效治理工作面水害,确保井筒的安全施工和进度质量,根据基岩段围岩条件及水文地质条件设计了10个预注浆孔,注浆段混凝土材料由C40变为C70,确定含水层预注浆的止浆垫厚度为10m,预留岩帽厚度为4.5m。在注浆时采取高压分段注浆的方法,结果使主井涌水量减少到2.4m^3/h,效果显著。通过此次注浆,总结出了＂探、注、堵＂等一套深立井基岩含水层综合注浆堵水施工技术,对深立井井筒工作面探水预注浆和安全施工具有借鉴意义。     

数字钻孔摄像在小浪底帷幕灌浆检测孔中的应用

为了评价帷幕灌浆效果,将数字钻孔摄像技术应用到小浪底水利枢纽3号灌浆洞3个灌浆质量检查孔中。通过数字钻孔摄像得到的孔壁图像资料, 对钻孔内发育的节理裂隙、破碎带和砂浆充填情况进行了分析研究,结果表明：?灌浆时浆液在外压下,主要沿连通性较好、延伸较远的裂隙向孔外岩体渗透。与渗流路径相连通的裂隙或延伸较短的裂隙,被浆液直接充填凝固后形成水泥结石。与渗流路径没有连通的裂隙则被忽略,或在灌浆压力下劈裂而部分充填,造成全充填、半充填和砂浆流出等几种充填效果;?破碎带充填与否主要与破碎带的规模、性质和与灌浆洞连通性有关。小浪底水利枢纽3号灌浆洞内的灌浆效果是明显的;将数字钻孔摄像技术应用于检查帷幕灌浆质量,分析灌浆浆液渗流路径,也是可行的。     

湖南茶陵婆婆仙矿区锡湖区段钻探技术研究

研究区钻探施工难度主要表现为：强风化地层占三分二以上,异常松散、破碎,遇冲洗液冲刷即成泥、流沙状,坍塌、埋孔情况频繁;钻孔上段涌水、中段全漏失;钻具因沙埋孔,经常不能到底,下套管、岩矿心采取亦因此而显得异常困难。以ZK4608孔为主,结合ZZ4404孔,对整个矿区的钻探技术研究结果进行了介绍,总结出该区段的钻探工艺为：跟管钻进、安装飞管、及时取粉、边钻边封、双液双泵速效封堵、无水泵干钻卡取等,从而圆满完成了区内18孔计4260m钻探施工任务。     

考虑时变性影响的盾构壁后注浆浆液固结及消散机制研究

在盾构管片壁后注浆时,由于浆液渗透压的存在,浆液会向外渗透,浆体本身逐渐固结,作用在管片上的注浆压力逐渐消散。考虑到浆液往周边地层渗透过程中由于黏度的变化会引起地层渗透系数的变化,推导了基于浆液黏度时变性的浆体固结变形方程和浆液压力消散方程,分析了浆液固结、消散及浆液压力沿管片外壁分布规律,为精细化分析施工阶段管片受力提供了计算依据。计算结果表明：浆液从注浆口喷出后,浆液黏性的增大使浆液流动性减小,注浆压力消散幅度减小,浆液消散持续时间变短。浆液配比与围岩渗透系数变化对注浆压力消散幅度及消散持续时间存在一定影响。现场实测结果与理论计算结果较为一致。在进行壁后注浆时,应充分考虑时变作用下浆液消散作用的影响。     

砂土介质注浆渗透扩散试验与加固机制研究

设计了一套可视化砂土介质恒压注浆渗透扩散与加固模拟试验装置。选用普通硅酸盐42.5水泥（OPC）、超细硅酸盐水泥（MC）、超细硫铝水泥（MSAC）及自主研发材料（EMCG）,对砂土多孔介质进行了注浆渗透扩散与加固试验。研究了细砂土体不同浆液、注浆压力工况下扩散距离、注浆量随时间变化规律,以及不同浆液、砂样级配及注浆压力对加固效果影响。采用极差分析法确定了加固效果主控因素,获得了加固体宏观破坏模式,通过SEM分析了岩-浆界面微观加固模型,揭示了不同材料加固效果差异的本质原因。研究结果表明：注浆材料与颗粒质量分数主导着细砂土体可注性,注浆压力对可注性提高程度不大,EMCG可注性最强,MC、MSAC次之,OPC最差;在完全可注情况下,砂样级配越细,加固体强度改善效果越明显;EMCG材料加固体7、28 d强度明显高于MSAC、MC、OPC加固体;EMCG的7 d加固体强度达到28 d参数70%以上;注浆材料主导着注浆加固效果,EMCG对不同级配砂土体注浆加固效果显著优于其他水泥类材料,OPC最差;注浆后EMCG浆-岩界面生成的致密C-S-H凝胶体能够有效提高胶结强度。最后从注浆材料选型、注浆过程控制、钻孔布置方面对砂土层渗透注浆设计方法提出了工程治理改进建议。     

西南某水电站断裂构造和层间溶蚀带组合岩溶渗漏研究

西南某水电站坝址基岩为碳酸盐岩,坝区断层构造和岩溶较发育。水库蓄水后,坝址右岸抗力体1 315 m排水洞出现持续渗漏。随库区水位升高,涌水量逐渐加大至约1.9 m3·s?1,水库无法正常蓄水。为查明库水渗漏途径,有针对性地采取措施减少渗漏量,开展了岩溶渗漏研究。通过工程地质测绘、岩溶水文地质调查、钻探、压水试验、孔内电视、孔内电磁波CT等勘察手段,结合前期平硐、基坑开挖和物探等勘查成果,并利用灌浆孔灌浆过程试验数据,最终查明库水渗漏通道:在水压力作用下,库水沿断裂构造F₁₂下渗,在深部沿层间溶蚀带绕过防渗帷幕,呈30°倾角向下游逐步抬升,最终通过竖向岩溶发育带,从1 315 m排水洞地质薄弱点涌出。通过对灌浆帷幕采取补强措施,封堵了主要渗漏通道,库水渗漏得到有效控制,达到了设计要求。      

长江三角洲地区晚第四纪年代地层框架及两次海侵问题的初步探讨*

根据对长江三角洲地区两个以细颗粒沉积为主的晚第四纪钻孔进行OSL测年、U系测年、孢粉分析和微体古生物分析,试图建立高分辨率气候地层,从而建立本区晚第四纪的年代地层框架,并探讨本区晚第四纪的标志层和期间发生的两次海侵及其机制。研究结果显示,两孔记录的古气候波动可与深海氧同位素曲线进行对比：对应于深海氧同位素曲线第6阶段（MIS 6）,堆积厚层的河道相粗颗粒沉积及第3硬土层,反映当时气候寒冷;第5阶段（MIS 5）,为滨海湖沼沉积,沉积物的颗粒显著变细;第4阶段（MIS 4）,本区形成第2硬土层;第3阶段（MIS 3）的早期,本区也发育滨海湖沼沉积,中晚期则形成潟湖—砂坝体系,在滨海平原区普遍发育粉、细砂层;第2阶段（MIS 2）,地层由下粗上细的沉积序列构成,下部为黄灰、棕黄色粉砂,上部则为棕黄色或暗绿色硬粘土。其中MIS 6、MIS 4和MIS 2期间发育的3层硬土层可作为本区晚第四纪沉积的标志层。在MIS 5和MIS 3期间,本区均发生海侵,MIS 5时期由于古地势较高、淡水径流和陆源物质输入丰富,因此海水影响微弱;MIS 3时期的中晚期为缺乏淡水输入的潟湖—砂坝环境,从而形成广泛的海侵层。