CN114991774A - 破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法 - Google Patents

破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法 Download PDF

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CN114991774A CN202210699212.8A CN202210699212A CN114991774A CN 114991774 A CN114991774 A CN 114991774A CN 202210699212 A CN202210699212 A CN 202210699212A CN 114991774 A CN114991774 A CN 114991774A
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陈龙
袁东锋
司延强
许慧斌
李生生
邵晨霞
贺文
刘书杰
左永江
陈君
王桦
周禹良
杨雪
张德增
金德政
金增金
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Abstract

本发明公开破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，包括如下步骤：利用钻机施工S钻孔的非注浆段，并在S钻孔的非注浆段安装套管；根据地层破碎程度，将S钻孔的注浆段分成花管注浆段和裸孔注浆段；利用钻机施工S钻孔的花管注浆段；在S钻孔的花管注浆段安装花管，并在花管内外空间中充填套壳料；待套壳料凝固后，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下分段式扫孔注浆；利用钻机分段施工S钻孔的裸孔注浆段，并在每段裸孔注浆段施工完毕后，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下分段式注浆。本发明可以解决破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆过程中卡瓦式止浆塞易被卡在孔内及因地层围岩多裂隙导致的易返浆等问题。

Description

破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法
技术领域
本发明涉及破碎地层注浆技术领域。具体地说是破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法。
背景技术
在矿井施工过程中为了方便施工进行以及加快施工进度，通常需要施工竖井。若待施工竖井所穿越的地层的岩体为破碎地层，比如为破碎安山质玄武岩地层，这种破碎地层中通常有基岩裂隙水、溶隙水等地下含水层；如果不进行加固处理，则可能在竖井施工过程中出现涌水等引发安全事故。目前，对于这种情况，在竖井施工时，通常采用井筒地面预注浆法对含水层进行治理。在采用井筒地面预注浆法对破碎地层中的含水层进行涌水封堵和加固时，在安山质玄武岩破碎地层中进行分段下行式注浆成为施工的难点，且由于注浆时常用卡瓦式止浆塞进行止浆，而卡瓦式止浆塞实现止浆要求座封处的岩石完整、强度高，而安山质玄武岩地层破碎，岩石完整性差，在起下卡瓦式止浆塞过程中，止浆塞频繁被卡在钻孔内，事故处理难度大，影响工期；因此分段止浆也是井筒地面预注浆法分段下行式注浆施工中的难点。另外，现有技术中对破碎地层的加固也有采用自下而上的分段射孔注浆工艺(专利CN111365002A)进行加固，但这种方法需要装炮、起爆等操作，施工成本高，且施工安全性差，尤其是对破碎地层来说，射孔注射的工艺对破碎地层产生更大的扰动。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，以解决现有破碎地层注浆时使用的射孔注浆工艺对地层扰动大、施工安全性差，以及破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆施工难度大，以及注浆过程中卡瓦式止浆塞易被卡在孔内，因地层围岩多裂隙导致的易返浆等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，包括如下步骤：
步骤A：利用钻机施工S钻孔的非注浆段，并在S钻孔的非注浆段安装套管；
步骤B：根据安山质玄武岩地层的破碎程度，将S钻孔的注浆段分成花管注浆段和裸孔注浆段；花管注浆段地层围岩等级为V类，裸孔注浆段地层围岩等级小于或等于Ⅳ类；
步骤C：利用钻机施工S钻孔的花管注浆段；在S钻孔的花管注浆段安装花管，并在花管内外空间中充填套壳料；待套壳料凝固后，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下的分段式扫孔注浆；
步骤D：利用钻机分段施工S钻孔的裸孔注浆段，并在每段裸孔注浆段施工完毕后，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下的分段式注浆。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，套壳料由水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠和钠基膨润土组成。该套壳料中，普通硅酸盐水泥为胶凝材料，而微硅粉的存在可以提高套壳料的稳定性，硅酸钠能够缩短套壳料的初凝时间，钠基膨润土能够提高套壳料的稳定性并控制结石体的抗压强度。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠和钠基膨润土的质量之比为1:0.3:0.02:0.02:0.06；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥；微硅粉的平均粒径小于0.1um，比表面积为15～20m2/g。当套壳料中水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠和钠基膨润土的质量之比为1:0.3:0.02:0.02:0.06时，套壳料的漏斗粘度为59s，2h析水率为0，初凝时间为4h，3d无侧限抗压强度为1MPa～2MPa。该套壳料凝固后形成的泥浆结石体可以将花管固定在深部破碎的玄武岩地层中，且花管管壁与钻孔孔壁之间的环形空间的结石体在大于7MPa的注浆压力作用下可以被劈裂，实现注浆浆液向地层中的扩散的注浆效果。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，步骤C中，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下的分段式扫孔注浆方法为：
步骤(C-1)：将花管注浆段自上而下分成两个或两个以上的花管注浆段分段，自上而下依次为第一花管注浆段、第二花管注浆段…第N花管注浆段，N为正整数，每个花管注浆段分段的段高为25～35m；
步骤(C-2)：根据预先设定的段高扫孔至第一花管注浆段最下端，然后下放卡瓦式止浆塞进行注浆；在注浆达到结束标准时，在第一花管注浆段的花管管壁与钻孔孔壁之间的第一环形空间内充填水灰比为0.8:1的水泥浆，并养护至在第一环形空间内形成水泥浆结石体；第一环形空间内形成的水泥浆结石体可以实现对第一花管注浆段的第一环形空间的永久封堵，为第二花管注浆段创造更好地止浆条件；
步骤(C-3)：根据预先设定的段高扫孔至第二花管注浆段最下端，然后将卡瓦式止浆塞下放至邻近第一花管注浆段底部的位置，并进行注浆；待注浆达到结束标准时，在第二花管注浆段的花管管壁与钻孔孔壁之间的第二环形空间内充填水灰比为0.8:1的水泥浆(即水与普通硅酸盐水泥的质量之比为0.8:1，若水灰比大于0.8，则水泥浆结实率低，环形空间充填不密实；若水灰比小于0.8则会导致水泥浆的比重高、粘度大，水泥浆液不容易扩散)，并养护至在第二环形空间内形成水泥浆结石体；如此循环，直至第N花管注浆段完成注浆，并在第N环形空间内形成水泥浆结石体。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，步骤A中，套管的规格为Φ177.80mm×8.05mm；步骤C中，花管注浆段的钻孔孔径为152.4mm，花管的规格为Φ139.70mm×6.20mm；套壳料的凝固时间为70～75h；在第一环形空间、第二环形空间…第N环形空间内形成水泥浆结石体的养护时间均为70～75h。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，步骤D中，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下分段式注浆的方法为：
步骤(D-1)：将裸孔注浆段自上而下分成两个或两个以上的裸孔注浆段分段，自上而下依次为第一裸孔注浆段、第二裸孔注浆段…第M裸孔注浆段，M为正整数，每个裸孔注浆段分段的段高为25～35m；
步骤(D-2)：利用钻机施工第一裸孔注浆段，然后将卡瓦式止浆塞下放在邻近花管段底部处，并进行注浆；
步骤(D-3)：利用钻机施工第二裸孔注浆段，将卡瓦式止浆塞下放至邻近第一裸孔注浆段底部处，并进行注浆；如此循环，直至第M裸孔注浆段完成注浆。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，裸孔注浆段的钻孔孔径为117.5mm。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，步骤C和D中，在花管注浆段所用的注浆浆液由水和普通硅酸盐水泥按照0.8～1.5:1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，在步骤D中，裸孔注浆段注浆时，先施工Φ117.5mm注浆钻孔，下放Φ115mm卡瓦式止浆塞进行止浆；若不能止浆时再扩孔至Φ133mm，下放Φ125mm卡瓦式止浆塞进行试验；若仍不能止浆时再扩孔至Φ152.4mm，下放Φ140mm止浆塞进行试验；在止浆试验失败时，先注入单液水泥浆凝固50～70mi n，然后将止浆塞起出孔外，待凝固72h后再次下放止浆塞进行止浆试验。
上述破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，单液水泥浆由水和普通硅酸盐水泥按照0.8～1.5:1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
本发明根据安山质玄武岩地层的破碎情况，将注浆段分为花管注浆段和裸孔注浆段，其中，破碎程度较低的注浆段采用裸孔注浆，破碎程度较高的注浆段采用安装花管和填充套壳料的方式进行扫孔注浆；这种注浆方法可以最大程度的节约施工量，且本发明采用自上而下的分段式下行式注浆方式，可以有效防止因地层破碎程度较大而导致的止浆塞起下过程中出现的卡钻孔现象，提高注浆施工效率。另外，本发明破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法能够有效避免采用分段射孔注浆工艺中对地层扰动大、施工成本高以及施工安全性差的问题。
本发明在花管注浆段分段下行式注浆结束时，通过将水灰比为0.8:1的水泥浆留在每个花管注浆段分段的花管管壁与钻孔孔壁之间的环形空间内，以形成水泥浆结石体，环形空间的水泥浆结石体可以有效阻止下一个花管注浆段分段的浆液返浆，为下一个花管注浆段分段创造止浆条件；同时，还可以将止浆塞安装在花管内，可以有效避免因地层破碎程度高、孔壁稳定性差导致卡瓦式止浆塞止浆困难，同时避免因地层围岩多裂隙导致的易返浆问题。
本发明通过控制套壳料中各组分的配比，并控制套壳料的凝结时间和结石体强度，使得套壳料凝结后形成的结石体在注浆时既能够被本发明中的注浆浆液在一定的压力作用下劈裂，又能沿钻孔方向提供一定的支撑力，有效的控制注浆段高。
附图说明
图1本发明实施例中竖井井筒地面预注浆钻孔轨迹设计图；
图2本发明实施例中竖井井筒所穿越地层中安山质玄武岩岩芯图片；
图3本发明实施例中止浆过程中返浆情况示意图；
图4本发明实施例中下行式分段注浆示意图；
图5本发明实施例中所用花管的结构示意图。
具体实施方式
本实施例以滇中引水工程香炉山隧洞施工过程中竖井的施工为工程试验对本发明的注浆方法进行进一步阐述。
1.工程概况
滇中引水工程由水源工程和输水工程两部分组成，水源工程位于玉龙县石鼓镇；输水工程自丽江石鼓镇望城坡开始，途经丽江市、大理州、楚雄州、昆明市、玉溪市，终点为红河州新坡背。香炉山隧洞是滇中引水的控制性工程，而大理Ⅰ段施工2标是香炉山隧洞全线贯通的关键段，其中4#、5#施工支洞及其控制的主洞钻爆段及TBMa-2段是关键段中的关键线路。由于多种因素影响，导致包含4#、5#施工支洞工期滞后。隧洞工程施工中增加隧洞掌子面、实现长隧短打是实现追赶工期的有效措施，所以变更设计在4#、5#施工支洞间桩号新增了一条竖井。
2.竖井地质与水文地质
竖井自上而下穿越地层有第四系残坡积土夹碎块石、三叠系中统北衙组上段(T2b2)灰色、浅灰色灰岩、白云质灰岩、白云岩及第三系侵入岩(Nβ)灰色夹暗紫色、灰褐色安山质玄武岩。
(1)井身上段(K0～K0+174)，地表植被较稀疏，地形坡度10°～25°，地表为一缓台。表层分布第四系残坡积粉质粘土夹碎块石，厚度8m～12m，结构较松散。下伏基岩为(T2b2)强溶蚀风化灰岩、白云质灰岩，受断层影响，多见角砾岩和碎粒岩带，因受溶蚀风化及构造挤压影响岩体完整性差，裂隙发育；围岩为V类夹Ⅳ类。竖井桩号K0+000～K0+074段位于地下水位以上；地下水主要为基岩裂隙水～溶隙水，桩号K0+074～K0+174段水位最大抽排降深100m，经竖井涌水量估算，涌水量约240～2682m3/d，为涌水级别。
(2)井身中段(K0+174～K0+350)，埋深174～350m，围岩为弱溶蚀风化带灰岩、白云质灰岩，部分段受断裂构造影响明显，为断层角砾岩和碎粒岩，主要沿裂隙和部分断层破碎带溶蚀风化，岩体总体较完整至较破碎；围岩以Ⅳ类为主，夹Ⅲ类。地下水主要为基岩裂隙水～溶隙水，该段水位最大抽排降深276m，经竖井涌水量估算，涌水量约2167～6482m3/d，为涌水级别。
(3)井身后段(K0+350～K0+565.25)，埋深350～565.25m，围岩为安山质玄武岩，局部段见断层角砾岩、碎粉岩，以较软岩～中硬岩为主，岩体破碎，围岩为Ⅴ类夹Ⅳ类。地下水主要为基岩裂隙水，水位最大抽排降深约492m，经竖井涌水量估算，涌水量约2778～5516m3/d，为涌水级别。
本实施例中，围岩的分类按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》GB50086-2015中的分类标准进行。
3.竖井井筒地面预注浆设计
为保证竖井井筒的安全快速掘进，采用地面预注浆法封堵涌水、加固地层。地面预注浆的起止深度为70m～580m，采用直孔+S孔的地面预注浆设计，S孔注浆施工过程中与上部凿井平行作业，可以加快竖井井筒的建设速度。直孔的注浆起止深度为70m～360m，治理的地层为灰岩及白云质灰岩和交界地层；S孔注浆的起止深度为360m～580m，治理的地层为交界地层和安山质玄武岩。本实施例中破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，包括如下步骤：
步骤A：将S钻孔分成非注浆段和注浆段，利用钻机施工S钻孔的非注浆段，并在S钻孔的非注浆段安装套管；S孔的Φ177.80mm×8.05mm套管安装深度为360m(0～360m为S孔的非注浆段)，见图1；
步骤B：根据地层破碎程度，将S钻孔的注浆段分成花管注浆段和裸孔注浆段；花管注浆段地层围岩等级为V类(360～450m)，裸孔注浆段地层围岩等级为Ⅳ类(450～580m)；
步骤C：利用钻机施工S钻孔的花管注浆段；在S钻孔的花管注浆段安装花管，并在花管内外空间中充填套壳料；待套壳料凝固后，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下的分段式扫孔注浆；
步骤D：利用钻机分段施工S钻孔的裸孔注浆段，并在每段裸孔注浆段施工完毕后，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下的分段式注浆。
4.S孔注浆的问题分析
地面预注浆常用的止浆机具为卡瓦式止浆塞，而卡瓦式止浆塞实现止浆要求座封处的岩石完整、强度高；而安山质玄武岩地层破碎，如图2所示，分段止浆成为S孔注浆的主要难题。
5.S孔分段下行式注浆方法
5.1Ⅳ类围岩的下行式注浆方法(裸孔注浆段)
450m～580m段地层岩石完整程度较高，为Ⅳ类围岩，其止浆情况略好；450m～580m段的裸孔注浆段施工方法：施工Φ117.5mm钻孔，进行裸孔分段下行式注浆施工，如图4(Ⅳ)所示；首先钻孔至480m，然后在约450m位置下放卡瓦式止浆塞，然后进行450m～480m的注浆，达到注浆结束标准后；继续钻进至510m，在约480m位置下放卡瓦式止浆塞，然后进行480m～510m段的注浆，如此循环至完成裸孔段的分段下行式注浆施工；此段注浆浆液为水和普通硅酸盐水泥按照1:1～0.8：1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥。
(1)司钻详细记录钻进速度，分析不同层段的软硬情况；在强度高的地层尽量避免定向钻进，保持钻孔的真圆状态；正常钻进时，低转速钻进，避免转速过高将孔壁刷大。
(2)先施工Φ117.5mm注浆钻孔，下放Φ115mm卡瓦式止浆塞进行止浆；不能止浆时再扩孔至Φ133mm，下放Φ125mm卡瓦式止浆塞进行试验；不能止浆时再扩孔至Φ152.4mm，下放Φ140mm止浆塞进行试验，增大有效止浆的几率。
(3)部分情况是浆液通过裂隙导至止浆塞的上部而返浆，如图3所示。在返浆的情况下，注入单液水泥浆(单液水泥浆由水和普通硅酸盐水泥按照1:1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥)约1h后，及时将止浆塞起出孔外，对地层进行加固，等凝72h后再次下放止浆塞进行止浆。
(4)止浆塞座封后，一般通过压水来检验止浆效果，部分返浆量很小的情况，多是清水通过微裂隙而导通，如图3所示，可将压水检验止浆效果改为压黏土浆进行检验。
(5)注浆浆液为黏土水泥浆时，在返浆量小的情况下，可以持续注浆约8h，仍可以正常解开止浆塞，并安全的起出孔外。
5.2Ⅴ类围岩的下行式注浆方法(花管注浆段)
对于破碎程度高的地层，上述措施都不能实现有效止浆，采用在破碎地层安装花管的方法进行分段下行式注浆。本实施例中钻孔360m～450m段地层破碎严重，孔壁稳定性差，止浆难度大，因此采用先安装花管填充套壳料再进行自上而下分段式扫孔注浆。
具体方法为：首先施工Φ152.4mm钻孔至450m，如图4(Ⅰ)；在360m～450m段安装Φ139.70mm×6.20mm花管，如图4(Ⅱ)；花管结构如图5所示；利用套壳料(由水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠、钠基膨润土按照质量之比为1:0.3:0.02:0.02:0.06进行混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥；微硅粉的平均粒径小于0.1um，比表面积为15～20m2/g；该套壳料的漏斗粘度为59s，2h析水率为0，初凝时间为4h，3d无侧限抗压强度为1MPa～2MPa。该套壳料凝固后形成的结石体可以将花管固定在深部破碎的玄武岩地层中，且花管管壁与钻孔孔壁之间的环形空间的结石体在大于7MPa的注浆压力作用下可以被劈裂，实现注浆浆液向地层中的扩散的效果)；对Φ139.70mm花管的内外空间进行充填，等凝约72h后，进行扫孔注浆。按照30m的段高进行下行式注浆施工：先扫孔至390m，下放卡瓦式止浆塞，对360m～390m段进行注浆，注浆浆液为水和普通硅酸盐水泥按照1:1～0.8：1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥；注浆浆液会挤碎花管管壁与钻孔孔壁之间环形空间中凝固的套壳料并进入地层，在注浆达到结束标准时，控制注浆浆液的水灰比为0.8：1，即在花管注浆段的花管管壁与钻孔孔壁之间的形空间内充填水灰比为0.8:1的水泥浆，并养护72h至该环形空间内形成水泥浆结石体；环形空间的水泥浆结石体可以在390m位置止浆时，阻止浆液返出钻孔；接着继续扫孔至420m，利用卡瓦式止浆塞在约390m位置座封止浆，进行390m～420m段的注浆，随后采用同样的方法进行420m～450m段的扫孔注浆。
6.避免注浆钻孔内止浆塞事故的方法
本实施例中，安山质玄武岩地层破碎，岩石完整性差，在起下卡瓦式止浆塞过程中，止浆塞频繁被卡在钻孔内，事故处理难度大，影响的工期长。卡瓦式止浆塞在钻孔中试验止浆位置，每次止浆过程，止浆塞的三片卡瓦向外膨胀，挤压地层。在试验止浆失败后，需要将止浆塞砸下去，再次找止浆的位置，在此过程中，将有部分的岩屑落在止浆塞的上部，将止浆塞卡住或者止浆塞只能下移，不能上移。针对这种情况，制定了避免孔内止浆塞事故的技术手段。
(1)针对不同的钻孔孔径，选择最优规格的卡瓦式止浆塞；每次下放止浆塞前，检查止浆塞的各部件的完好性。
(2)在每次下放止浆塞前，调配钻孔泥浆，保证钻孔内泥浆的性能，维护孔壁的稳定性。
(3)在裸孔内试验止浆塞位，每试验止浆一次，连接泥浆泵循环钻孔泥浆，将岩屑携带出孔外，至过滤泥浆的振动筛不再出现岩屑为止，再进行下一次的止浆试验。
在香炉山隧洞竖井井筒地面S孔注浆施工过程中，采用上述注浆方法，减少了孔内事故的发生，提高了施工效率，保证了工程的顺利施工。

Claims (10)

1.破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A：利用钻机施工S钻孔的非注浆段，并在S钻孔的非注浆段安装套管；
步骤B：根据安山质玄武岩地层的破碎程度，将S钻孔的注浆段分成花管注浆段和裸孔注浆段；花管注浆段地层围岩等级为V类，裸孔注浆段地层围岩等级小于或等于Ⅳ类；
步骤C：利用钻机施工S钻孔的花管注浆段；在S钻孔的花管注浆段安装花管，并在花管内外空间中充填套壳料；待套壳料凝固后，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下的分段式扫孔注浆；
步骤D：利用钻机分段施工S钻孔的裸孔注浆段，并在每段裸孔注浆段施工完毕后，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下的分段式注浆。
2.根据权利要求1所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，套壳料由水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠和钠基膨润土组成。
3.根据权利要求2所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，水、普通硅酸盐水泥、微硅粉、硅酸钠和钠基膨润土的质量之比为1:0.3:0.02:0.02:0.06；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥；微硅粉的平均粒径小于0.1um，比表面积为15～20m2/g。
4.根据权利要求1所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，步骤C中，沿S钻孔的花管注浆段进行自上而下的分段式扫孔注浆方法为：
步骤(C-1)：将花管注浆段自上而下分成两个或两个以上的花管注浆段分段，自上而下依次为第一花管注浆段、第二花管注浆段…第N花管注浆段，N为正整数，每个花管注浆段分段的段高为25～35m；
步骤(C-2)：根据预先设定的段高扫孔至第一花管注浆段最下端，然后下放卡瓦式止浆塞进行注浆；在注浆达到结束标准时，在第一花管注浆段的花管管壁与钻孔孔壁之间的第一环形空间内充填水灰比为0.8:1的水泥浆，并养护至在第一环形空间内形成水泥浆结石体；
步骤(C-3)：根据预先设定的段高扫孔至第二花管注浆段最下端，然后将卡瓦式止浆塞下放至邻近第一花管注浆段底部的位置，并进行注浆；待注浆达到结束标准时，在第二花管注浆段的花管管壁与钻孔孔壁之间的第二环形空间内充填水灰比为0.8:1的水泥浆，并养护至在第二环形空间内形成水泥浆结石体；如此循环，直至第N花管注浆段完成注浆，并在第N环形空间内形成水泥浆结石体。
5.根据权利要求4所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，步骤A中，套管的规格为Φ177.80mm×8.05mm；步骤C中，花管注浆段的钻孔孔径为152.4mm，花管的规格为Φ139.70mm×6.20mm；套壳料的凝固时间为70～75h；在第一环形空间、第二环形空间…第N环形空间内形成水泥浆结石体的养护时间均为70～75h。
6.根据权利要求4所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，步骤D中，沿S钻孔的裸孔注浆段进行自上而下分段式注浆的方法为：
步骤(D-1)：将裸孔注浆段自上而下分成两个或两个以上的裸孔注浆段分段，自上而下依次为第一裸孔注浆段、第二裸孔注浆段…第M裸孔注浆段，M为正整数，每个裸孔注浆段分段的段高为25～35m；
步骤(D-2)：利用钻机施工第一裸孔注浆段，然后将卡瓦式止浆塞下放在邻近花管段底部处，并进行注浆；
步骤(D-3)：利用钻机施工第二裸孔注浆段，将卡瓦式止浆塞下放至邻近第一裸孔注浆段底部处，并进行注浆；如此循环，直至第M裸孔注浆段完成注浆。
7.根据权利要求6所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，裸孔注浆段的钻孔孔径为117.5mm。
8.根据权利要求1所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，步骤C和D中，在花管注浆段所用的注浆浆液由水和普通硅酸盐水泥按照0.8～1.5:1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥。
9.根据权利要求1所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，在步骤D中，裸孔注浆段注浆时，先施工Φ117.5mm注浆钻孔，下放Φ115mm卡瓦式止浆塞进行止浆；若不能止浆时再扩孔至Φ133mm，下放Φ125mm卡瓦式止浆塞进行试验；若仍不能止浆时再扩孔至Φ152.4mm，下放Φ140mm止浆塞进行试验；在止浆试验失败时，先注入单液水泥浆凝固50～70min，然后将止浆塞起出孔外，待凝固72h后再次下放止浆塞进行止浆试验。
10.根据权利要求9所述的破碎安山质玄武岩地层地面分段下行式注浆方法，其特征在于，单液水泥浆由水和普通硅酸盐水泥按照0.8～1.5:1的质量之比混合而成；普通硅酸盐水泥为P.O42.5水泥。
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CN117365376A (zh) * 2023-12-06 2024-01-09 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 在管棚钻孔施工中防止塌孔及卡钻的方法

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