建材矿山工程施工与验收规范 [附条文说明] GB50842-2013 建标库

12.7  预注浆法施工

12.7.1  裂隙含水层或含水砂层距离地表较浅,厚度较大,含水层较薄,且层数较多时,宜采用地面预注浆;含水层埋藏较深,分层间距较大,有良好隔水层时,宜采用工作面预注浆。

12.7.2  浆液品种的选择应适应受注含水砂层、岩层的渗透性,并应符合下列规定:

    1  当含水岩层的裂隙宽度大于0.15mm和水流速度小于200m/d时,应采用水泥浆液;当含水岩层的水流速度大于200m/d或裂隙宽度大于5mm和吸水量大于7L/(min·m)时,应采用水泥-水玻璃浆液。

    2  遇有溶洞、断层或破碎带时,可先灌注岩粉、中砂、粗砂或砾石等惰性材料,再进行注浆。

    3  含水砂层为粗砂层时,应以水泥类浆液为主,化学浆液为辅。

12.7.3  含水砂层、岩层注浆孔的数目及布置应根据砂层、岩层的裂隙发育程度及含水情况、井筒直径、浆液有效扩散半径和注浆壁厚度等因素确定:

    1  井内布孔时,布孔圈距井筒净径距离应为0.25m;井外布孔时,布孔圈距井筒外径应为1.5m;采用工作面预注浆时,注浆孔口与井壁距离应为0.5m~0.8m,井内布孔为斜孔时,孔底应超过井筒荒径2m~4m。

    2  注浆孔间距应保证相邻两个孔之间形成一定厚度的注浆壁,含水层为注浆液扩散半径的1.3倍~1.5倍,宜取4m~6m;含水砂层宜为注浆液扩散半径的1.3倍~1.6倍。

    3  注浆孔数目应按布孔圈径和注浆间距确定,地面预注浆宜为3个~6个;工作面预注浆宜为8个~12个。

    4  钻孔应按布孔圈周长等距排列,后钻的孔位、角度应根据已钻的孔进行调整,使各钻孔在相同注浆深度内呈均匀分布。

    5  含水砂层采用内外两圈注浆孔时,应按三角形布孔。工作面预注浆的预注浆孔应按同心圆呈圆锥台形布置,孔底超出井筒荒径的距离不得小于0.5m,孔口距井筒内壁应为0.2m~0.3m。

12.7.4  注浆孔的深度应符合下列规定:

    1  当含水岩层埋藏深度小于井筒设计深度时,全部注浆孔应伸入含水层底板10m;当含水岩层埋藏深度大于井筒设计深度时,全部注浆孔应超过井底10m。

    2  含水砂层的全部注浆孔应伸入到隔水层中1.0m~1.5m;当含水砂层界面不明显时,应加长注浆区段,伸入到可靠的隔水层中。

12.7.5  注浆钻孔每钻进20m~30m应测斜1次,钻孔偏斜率应符合表12.7.5的规定。

12.7.6  注浆钻孔需提取岩芯时,岩芯采取率不应低于75%。

12.7.7  注浆前的准备工作应符合下列规定:

    1  注浆孔钻成后,应用清水冲孔直至返清水为止。当裂隙小、冲孔效果不好时,应采用抽水洗孔。

    2  应对钻孔进行水压试验,检查止浆效果,了解岩层裂隙或砂层的渗透性,确定浆液品种、浓度及注浆压力,压水延续时间应根据钻孔吸水能力确定,宜为10min~30min。

    3  对整个注浆管路系统进行水压试验,压力宜为泥浆终压的1.2倍~1.5倍,试压时间不得小于15min。

12.7.8  注浆孔的施工顺序及注浆方式应符合下列规定:

    1  含水岩层为地面预注浆时,应符合下列规定:

      1)在水平方向,奇数组孔应先于偶数组孔施工。

      2)在垂直方向,采用止浆塞分段注浆时,宜采用分段下行式注浆,在同一段内钻孔与注浆应交替进行。

      3)每个孔由上而下分段注浆后,应由下而上再复注一次。

      4)当岩层稳定且垂直节理不发育,且在含水层中间有隔水层时,宜一次钻至终孔深度,并采用分段上行式注浆。

    2  含水岩层为工作面预注浆时,宜采用分段下行注浆方式。

    3  含水砂层应按布孔圈的注浆孔分组,相间逐步加密施工。采用内外圈布孔时,应先施工外圈孔,后施工内圈孔。注浆方式应根据含水砂层的渗透系数确定:

      1)渗透系数大致相同时,宜采用下行式分层注浆。

      2)渗透系数随深度增加明显增大时,宜采用上行式分层注浆。

      3)含水砂层渗透系数相差较大时,宜先注渗透系数大的层位,后注渗透系数小的层位的混合式注浆。

12.7.9  注浆段高应根据含水砂层、岩层的埋藏条件、裂隙发育程度、含水层厚度和渗透系数等因素确定:

    1  含水岩层地面预注浆的注浆段高可按表12.7.9-1确定。

    2  含水岩层工作面预注浆的注浆段高可按表12.7.9-2确定;对每个注浆孔段高内的分段高度可按表12.7.9-3确定。

    3  当含水砂层的厚度大,或上层与下层的渗透系数相差较大时,应采用分层注浆。渗透系数大时,分层厚度可大些,相反则小些。分层注浆厚宜为0.4m~1.0m,复注时可增大。

12.7.10  注浆应采用普通硅酸盐水泥,强度等级不得低于32.5级,水玻璃模数宜为2.3~2.8。

12.7.11  预注浆参数的选用应符合下列规定:

    1  浆液的有效扩散半径应为6m~8m;含水砂层应为0.50m~0.75m。

    2  注浆的有效终压应为静水压力值的2倍~4倍。

    3  水泥浆液的浓度可按表12.7.11-1确定。

    4  采用水泥-水玻璃浆液时,水泥浆的浓度宜为1:1~0.6:1,水玻璃浓度宜为35波美度~42波美度,水泥浆与水玻璃的体积比宜为1:0.4~1:1。

    5  浆液注入量(Q)可按表12.7.11-2确定。

    6  水泥-水玻璃浆液的凝胶时间可按表12.7.11-3确定,配合比应经现场试验确定。

12.7.12  采用工作面预注浆时,注浆前应对被注的含水岩层钻超前检查孔,并应核实含水层实际厚度与含水量。

12.7.13  工作面预注浆,在井筒掘砌至距预定注浆含水岩层约10m,或含水砂层以上5.0m时,应停止掘进,先浇筑混凝土止浆垫,然后进行钻孔和注浆作业。当含水岩层上方岩层致密时,可预留岩帽作止浆垫。

12.7.14  混凝土止浆垫的施工应采用强度等级为C25级以上的混凝土,宜与井壁一同浇筑,厚度应根据注浆压力计算确定。当工作面有涌水时,浇筑止浆垫时应铺设0.5m~1.0m厚的碎石滤水层,并安设集水盒、排水管及注浆管。当混凝土止浆垫达到强度后,应经注浆管注浆封水。

12.7.15  孔口套管宜用后埋法布设,并采用早强水泥固牢。套管固结后应进行抗压力试验,试验压力不得小于工作压力的1.2倍。

12.7.16  井筒遇到含水层、断层或工作面涌水量突增,采取强排水或直接堵漏法处理无效时,应待井筒涌水上升到静水位后,再在水下连续灌筑混凝土止浆垫,厚度应均匀。

12.7.17  工作面预注浆的参数可按本规范第12.7.11条规定的参数确定。

12.7.18  注浆施工时应符合下列规定:

    1  当连续注浆0.5h不见升压或吸浆量不下降时,应提高浆液浓度,当水灰比小于1.0时,每个浓度级可连续注入40min~50min后再提高浆液浓度,当双液浆液持续注浆20min不升压时,应调整浆液浓度与凝胶时间。

    2  当注浆中断时间超过浆液凝胶时间时,应在浆液凝胶前把浆液从管路系统中排出,并将全部管路系统用清水冲洗干净。

    3  注浆过程中,若发现压力骤然上升或浆液耗量突增,应停止注浆,待查明原因并处理后再恢复注浆。