大面积灰岩承压水注浆封底堵水技术

大面积灰岩承压水注浆封底堵水技术
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大面积灰岩承压水注浆封底堵水技术

大面积灰岩承压水注浆封底堵水技术是一种针对灰岩地区承压水涌水问题的高效治理方法,广泛应用于矿山开采、隧道施工及地下工程建设中。该技术通过注浆手段对灰岩裂隙和溶洞进行封堵,有效降低承压水对工程安全的影响,保障施工顺利进行。

灰岩地区由于地质条件复杂,常存在大量溶洞、裂隙和断层,这些构造成为承压水流动的主要通道。当工程施工穿越灰岩地层时,承压水可能沿裂隙或溶洞涌入,导致突水事故或工程失稳。为解决这一问题,注浆封底堵水技术应运而生。其核心原理是利用注浆材料填充灰岩裂隙和溶洞,形成一道屏障,隔断承压水与工程区域的联系,从而达到堵水目的。

具体实施过程中,首先需要对目标区域进行详细的地质勘察,明确灰岩裂隙发育特征、承压水水头高度及渗透路径。然后根据勘察结果设计合理的注浆方案,包括注浆孔布置、注浆压力、注浆材料选择等。常用的注浆材料包括水泥浆、水泥水玻璃双液浆以及化学浆液(如聚氨酯类浆液)。其中,水泥浆适用于较大裂隙的填充,而化学浆液则适合微细裂隙的渗透封堵。

注浆施工通常采用分段注浆法或高压劈裂注浆法。分段注浆法将注浆孔分为多个段落,逐段注入浆液,确保裂隙充分填充;高压劈裂注浆法则通过施加高压使浆液劈开岩石裂隙,扩大封堵范围。注浆完成后,需进行效果检测,如水压测试或物探检查,以验证堵水效果是否满足设计要求。

该技术具有以下优势:一是适应性强,可应对不同规模和类型的灰岩裂隙;二是经济性好,能够显著减少因承压水引发的工程损失;三是环保友好,注浆材料多为无毒无害物质,对周围环境影响较小。然而,施工过程中也需注意控制注浆压力,避免诱发次生灾害。

总之,大面积灰岩承压水注浆封底堵水技术在复杂地质条件下的水利工程、矿山开采及交通基础设施建设中发挥了重要作用,为保障工程安全和经济效益提供了可靠的技术支持。

台儿庄船闸工程是经国家计委交通部批准建 设的应急工程,位于京杭运河韩庄运河下游,山东省 台儿庄市区南郊,是京杭运河长江以北第九个通航 梯级,也是进入山东的第一个梯级。台儿庄船闸按二 级标准设计,主要尺度为:234m×23m×5m,可通 航2000t级的船舶.年通过能力为2100万t

灰岩承压水注浆封堵技术的提出

台儿庄船闸于1989年12月破土动工,在基坑 开挖至高程18m时(废黄河高程),即从地面下挖 85m处,发现地下水富集,涌水量大,水头高,认定 为地下承压水,基坑开挖被迫停止,且造成了地基的 局部破坏,船闸工程无法继续施工。建设单位邀请了 国内的水文、工程地质专家以及水运水利工程专 家,共同研究降水措施。根据地质资料确定采用排 水堵水及排堵结合"的降水方案。首先打了很多深 水井以及浅型井点,进行降水,没有能达到施工降水 要求,后又采用在基坑外钻孔截流,打注浆孔,注入 大量水泥浆,仍没有达到预期效果。对此,建设单位 组织技术人员,共同研究降水方案。根据地质资料及 已经采取措施的降水情况,确定采用注浆封底堵水 的降水方案

注浆封堵技术及施工工艺简介

1)注浆封底堵水的主要原理 通过钻孔在基岩内注入水泥浆,使基岩在一定 范围内的裂隙溶洞被水泥浆全部充填,浆液固化 后,在基岩内形成一定厚度的封闭的隔离层,把承压 水阻在隔离层下。 2)技术要求 要求在注浆过程中必须确保基岩上部覆盖土层 不受扰动而影响地基承载力

3)注浆深度的选定 封底厚度必须能够封堵基岩承压水,钻孔深度 能有效地控制相邻钻孔的高角度裂隙,只要裂隙被 钻孔揭露,将其浆液注入固化,就能达到止水的目 的,根据承压水头及基岩上覆盖土层厚度及地质资 料,确定注浆深度进入基岩10~12m。 4)注浆孔布置 根据船闸基坑开挖范围,其四周均向外延伸与 静水柱高度相等的距离进行布孔,因此确定注浆面 面积分别为: 上闸首:长×宽70×70=4900m² 闸室:长×宽200×54=10800m² 下闸首:长×宽80×70=5600m² 合计:21300m。 注浆孔从注浆范围的边线上安排布置,排距 7.5m,呈梅花形布置。 5)注浆方式 进入基岩15~20m处封隔钻孔,进行全孔 一次性注浆,遇到耗浆量大的钻孔,采用间歇式注 浆,每次停注前压足够的清水,以保留过浆通道,便 于再次注入的浆液向远处扩散,直至注浆结束。 6注浆材料 岩溶裂隙注浆实为充填浆液,注入的浆液沉淀 凝固,由上往下逐渐形成固结体。而注浆范围大,要 求浆液扩散距离远,采用单液水泥浆能满足注浆要 求,注浆孔之间因岩溶裂隙沟通造成帘浆时,或遇到 地下流动水时,需注入水泥加速凝剂(水玻璃)的浆 液封堵,注浆材料主要是水泥水,及少量速凝剂,只 有在水灰比B<1时方可加速凝剂

7.5m,呈梅花形布置

5注浆万式 进入基岩1.5~20m处封隔钻孔,进行全孔 一次性注浆,遇到耗浆量大的钻孔,采用间歇式注 浆,每次停注前压足够的清水,以保留过浆通道,便 于再次注入的浆液向远处扩散,直至注浆结束。 6注浆材料 岩溶裂隙注浆实为充填浆液,注入的浆液沉淀 凝固,由上往下逐渐形成固结体。而注浆范围大,要 求浆液扩散距离远,采用单液水泥浆能满足注浆要 求,注浆孔之间因岩溶裂隙沟通造成帘浆时,或遇到 地下流动水时,需注入水泥加速凝剂(水玻璃)的浆 液封堵,注浆材料主要是水泥水,及少量速凝剂,只 有在水灰比P≤1时方可加速凝剂

2004年3月No.

1)浆液扩散距离 注入岩层浆液的扩散距离受到岩层裂隙的影响 较大,岩溶发育而连通性好的岩层,浆液的扩散距离 较远,反之则扩散距离近。先施工的注浆孔都在闸址 中部,需尽量延续注浆时间,以增大浆液的注入量 延长扩散距离,尽可能将大溶洞和主要通道封死后, 才能使浆液产生压力,驱使浆液进入细小裂隙,能使 浆液有效扩散半径达到6m,各孔的注浆充填范围 能相应连接,才能形成有效的封水层。 2)注浆压力 要使浆液有效充填距离达到6m,而不扰动岩 面上覆盖的表土层,必须严格控制注浆压力。充填浆 液以静水压力来计算注浆压力为Q3~Q5MPa。注 入的浆液一般通过裂隙局部与表土层接触,表土层 底面很小一部分受到注浆压力的影响同时,注入的 浆液在裂隙中流动因克服摩阻力而消耗能量,只要 地表没有明显的抬高,注浆压力可适当提高到最大

不超过Q8MPa,以使浆液向远距离扩散,同时使细 小裂隙得到良好的充填,以保证注浆封堵质量。 3)注浆量 注浆量是指浆液的注入量和注浆泵的吸浆量 它们均是考核注浆质量的参数。 在注浆范围内岩石平均裂隙率以1.5%~ 25%计算,浆液的充填率按70%计,闸基范围应需 注入浆量V为: V=SHNB=21300m²×12m×Q015×70% =26838m3 V= SHNB= 21 300m²×12m× Q 025× 70% :4473m 式中: S一—注浆面积; H一注浆孔进入灰岩深度; N一一岩石裂隙率; B一充填率。 按水灰比P=1:1,则计算出的水泥用量与峻 工实际注入水泥2400t基本一致。 4)注浆结束标准 a注浆孔的结束标准 当注浆泵压力达到设计压力值,而泵的吸浆量 小于50Lmin时可结束该孔注浆。否则持续稳定注 浆时间不得小于20min b.注浆工程结束标准 在闸基范围内,选闸基注浆的薄弱部位打检查 孔,检查孔间距20m左右,进入岩石最小深度5m, 以30m水柱进行压水试验,钻孔吸水率w≤002 L/(min:m·N)时,注浆质量符合要求

采用注浆封底堵水技术封堵大面积灰岩承压 水,而又不扰动岩面上的覆盖层,是一种有效可行的 方法jc∕t 2205-2014 石英玻璃术语,国内尚属首次

WaterBlockageTechniques ofBottomSealingby

(1Stationof Quality Mon itoring ofShandongProvincial Department of Comm un ications,Jinan Shandong250002; uangNavigationManagementAuthority,ZaozhuangShandong,277100

Abstract The technical scheme and the construction technology ofw ater blockage by confined water groutingbottomsealing on the foundation rock are introduced in the paper Keywords shipbock;loweringwater;grouting;water blockage technique;constructiontechnology ?

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