1、巖土特殊施工復(fù)習(xí)總結(jié)第一章 凍結(jié)法主要內(nèi)容1、 凍結(jié)法的定義、實(shí)質(zhì)；答：定義：利用人工制冷技術(shù)，使地層中的水結(jié)冰，把天然巖土變成凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系，以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技術(shù)。實(shí)質(zhì)：利用人工制冷臨時(shí)改變巖土性質(zhì)以固結(jié)土層。2、 凍結(jié)法鑿井原理；答：在井筒開挖之前，用人工制冷的方法，將井筒周圍含水地層凍結(jié)成一個(gè)封閉的不透水帷幕凍結(jié)壁，用以抵抗地壓、水壓、隔絕地下水與井筒之間的聯(lián)系，而后在其保護(hù)下進(jìn)行掘砌施工。2.凍結(jié)法的特點(diǎn)和適用條件 優(yōu)點(diǎn)：絕對(duì)不透水；凍土墻的形狀、尺寸和強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)可調(diào)；形狀、尺寸和深度基本不受限制；適應(yīng)

2、復(fù)雜的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；經(jīng)濟(jì)合理；污染性小；靈活性好。缺點(diǎn)：凍脹和融沉；對(duì)土體加固為臨時(shí)性質(zhì)，不能長(zhǎng)期起作用。適用條件：通常，當(dāng)?shù)叵滤}量不大，且地下水流速較小時(shí)，均可采用凍結(jié)法。3.凍結(jié)壓力、結(jié)冰潛熱、制冷工質(zhì)概念 凍結(jié)壓力：因介質(zhì)凍結(jié)、體積膨脹而作用于井幫或井壁上的壓力。結(jié)冰潛熱：指在溫度保持不變的情況下,單位質(zhì)量的物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固態(tài)時(shí)所釋放出的熱量。制冷工質(zhì)：也叫制冷劑，在制冷機(jī)系統(tǒng)中起循環(huán)變化的物質(zhì)，用于實(shí)現(xiàn)制冷的目的。如：氨，氟里昂、溴化鋰5.凍結(jié)法的三大循環(huán)系統(tǒng)、各系統(tǒng)的功能；一級(jí)壓縮制冷（氨循環(huán)）原理組成圖及各過程氨的變化情況。 三大循環(huán)系統(tǒng)：氨循環(huán)、冷卻水循環(huán)、鹽水循環(huán)氨

3、循環(huán)：在制冷過程中起主導(dǎo)作用。液氨變?yōu)轱柡驼魵獍?，再被氨壓縮機(jī)壓縮成過熱蒸氣進(jìn)入冷凝器冷卻，高壓液氨從冷凝器經(jīng)貯氨器，經(jīng)節(jié)流閥流入蒸發(fā)器液氨在蒸發(fā)器中氣化吸收周圍鹽水的熱量；冷卻水循環(huán)：在制冷過程中的作用是將壓縮機(jī)排出的過熱蒸汽冷卻成液態(tài)氨，以便進(jìn)入蒸發(fā)器中重新蒸發(fā)。鹽水循環(huán)：在制冷過程中起著冷量（或熱量）傳遞作用。鹽水吸收地層熱量，在鹽水箱內(nèi)將熱量傳遞給蒸發(fā)器中的液氨；制冷三大循環(huán)構(gòu)成熱泵，其功能是將地層中的熱量通過壓縮機(jī)排到大氣中。1點(diǎn)表示氨處于飽和蒸汽狀態(tài)，經(jīng)壓縮機(jī)等熵壓縮（近似看作絕熱過程）變?yōu)楦邷馗邏旱倪^熱蒸汽氨2，再經(jīng)冷凝器等壓冷卻，冷凝為高壓常溫的液態(tài)氨3，再經(jīng)節(jié)流閥，高壓液態(tài)氨

4、變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)氨（等焓過程）4，進(jìn)入蒸發(fā)器中蒸發(fā)，吸收其周圍鹽水之熱量（等壓蒸發(fā)）變?yōu)轱柡驼羝?，周而?fù)始，構(gòu)成氨循環(huán)系統(tǒng)。壓縮機(jī)：將飽和蒸汽氨(1)等熵壓縮為高溫高壓的過熱蒸汽氨(2)； 冷凝器：將過熱蒸汽氨(2)等壓冷卻為高壓常溫液態(tài)氨(3)； 節(jié)流閥：將高壓常溫液態(tài)氨(3)等焓轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪阂簯B(tài)氨(4)； 蒸發(fā)器：將低壓液態(tài)氨(4)等壓蒸發(fā)為飽和蒸汽氨(1)。 6. 凍結(jié)井筒掘進(jìn)施工的特點(diǎn)。7. PPT：無(wú)水、低溫（）答：凍結(jié)井筒較普通掘進(jìn)簡(jiǎn)單，井內(nèi)無(wú)淋水、涌水，不需要井筒排水設(shè)備。由于凍結(jié)壁起著臨時(shí)支護(hù)作用，一般也無(wú)需臨時(shí)支護(hù)。挖掘工具如裝載機(jī)具用風(fēng)鎬、風(fēng)鏟、抓巖機(jī)或凍土挖掘機(jī)等。在低溫環(huán)境

5、下挖掘凍土相當(dāng)艱苦。為了防止風(fēng)動(dòng)機(jī)具凍死，在地面需安裝除濕設(shè)備，壓風(fēng)在入井之前應(yīng)先除去其中的水分，否則，風(fēng)動(dòng)機(jī)具因凍堵氣壓無(wú)法正常工作，掘進(jìn)速度將大大降低。需安裝機(jī)械通風(fēng)設(shè)備。一般情況下，人工掘進(jìn)時(shí)，采用自然通風(fēng)。7.凍結(jié)井筒施工過程。 凍結(jié)站安裝 鉆孔施工井筒凍結(jié)井筒掘砌首先在井筒周圍打一定數(shù)量的凍結(jié)孔，孔內(nèi)安裝凍結(jié)器，凍結(jié)器由帶有底錐的凍結(jié)管和底部開口的供液管所組成。冷凍站的低溫鹽水（30左右）經(jīng)去路鹽水干管、配液圈到供液管底部，沿凍結(jié)管和供液管之間的環(huán)形空間上升到集液圈、回路鹽水干管至冷凍站的鹽水箱，形成鹽水循環(huán)。低溫鹽水在凍結(jié)管中沿環(huán)形空間流動(dòng)時(shí)，吸收其周圍巖層的熱量，使周圍巖層凍結(jié)，

6、逐漸擴(kuò)展連成封閉的凍結(jié)圓筒（凍結(jié)壁）。隨著鹽水循環(huán)的進(jìn)行，凍結(jié)壁厚度逐漸增大，直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度和強(qiáng)度為止（積極凍結(jié)）。然后進(jìn)行井筒的開挖和襯砌。在掘砌期間進(jìn)行維護(hù)凍結(jié)（消極凍結(jié)），直至井筒永久結(jié)構(gòu)完成停止凍結(jié)。8凍結(jié)法施工中水位觀察孔和測(cè)溫孔布置方式和作用。 水文觀察孔布置 ：位置：距井心1m左右，以不影響掘進(jìn)時(shí)井筒測(cè)量；數(shù)量：13個(gè)；深度：穿過所以含水層，但不應(yīng)大于凍結(jié)深度或偏出井筒 ；結(jié)構(gòu)：13層，可實(shí)現(xiàn)單管多報(bào)導(dǎo)；注意：防止含水層竄水影響交圈水位觀察孔作用：當(dāng)凍結(jié)圓柱交圈后，井筒周圍便形成一個(gè)封閉的凍結(jié)圓筒，由于水變成冰后體積膨脹作用，使水位觀察孔內(nèi)水位上升，以致溢出地面。水位觀察孔溢水

7、是凍結(jié)圓柱交圈的重要標(biāo)志。測(cè)溫孔布置數(shù)量：25個(gè)；位置：內(nèi)緣、外緣，兩圈之間；深度：穿過凍土發(fā)展較慢地層，如粘土層；測(cè)溫管徑：一般108mm作用：確定凍結(jié)壁厚度和平均溫度；9.影響掘進(jìn)段高的因素、以及各因素與掘進(jìn)段高關(guān)系。 影響因素：地壓越大，段高越?。ㄒ话銇碚f，地壓隨井筒深度增加而增大，而段高卻應(yīng)隨之增加而減小。）；當(dāng)深度相同時(shí)，塑性巖土較非塑性巖土壓力大，段高也相應(yīng)減??；井筒掘進(jìn)直徑、凍結(jié)壁厚度及其形狀（對(duì)稱程度）等，均對(duì)段高選取有影響；掘進(jìn)速度。掘進(jìn)速度反映了片幫暴露時(shí)間的長(zhǎng)短，凍土是流變體，當(dāng)?shù)貕翰蛔儠r(shí)，變形隨暴露時(shí)間增加而增大。因此，掘進(jìn)速度快時(shí)段高可大一些，反之，段高應(yīng)小一些。凍結(jié)

8、壁內(nèi)的平均溫度。凍結(jié)壁內(nèi)的平均溫度越低，凍土強(qiáng)度就越大，凍結(jié)壁的承載能力也就越大，段高相應(yīng)地可大一些。凍結(jié)壁形成過程。凍土中的水變?yōu)楸臓顩r和凍結(jié)速度有關(guān)，如果鹽水溫度低，低凍結(jié)速度快，巖土中的水才會(huì)變成六面冰晶體，否則將變成針狀冰晶體。由于六面冰晶體較針狀冰晶體強(qiáng)度高，故凍結(jié)速度較快時(shí)，段高可大些，否則段高則應(yīng)小一些。10.凍結(jié)井壁施工的特點(diǎn)。 1.井壁應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和防水性能，以適應(yīng)不穩(wěn)定表土層含水豐富和地壓大的特點(diǎn)。2.井壁在礦井投產(chǎn)后，能承受采動(dòng)壓力的影響。3.井壁在低溫環(huán)境下施工，混凝土井壁養(yǎng)護(hù)條件差，水化不充分，影響強(qiáng)度增長(zhǎng)，不能達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度等級(jí)。4.井壁在凍結(jié)壁的環(huán)抱下施工，從

9、一開始使承受著凍結(jié)壓力，根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果凍結(jié)壓力有時(shí)可能超過地壓，因此，要求井壁有較高的初期強(qiáng)度來限制凍結(jié)壁的徑向變形，否則，可能導(dǎo)致凍結(jié)管斷裂。11.常用的凍結(jié)方案及影響因素、各方案特點(diǎn)、適用條件，如何進(jìn)行凍結(jié)方案優(yōu)化。 1.等深全長(zhǎng)凍結(jié)方案：同圈(排)孔的長(zhǎng)度（深度）相同，同圈(排)孔全長(zhǎng)同時(shí)凍結(jié)。施工工序簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，能一次穿過多個(gè)含水層等優(yōu)點(diǎn),不足是凍結(jié)站制冷量大，凍結(jié)壁厚度上下不均勻。2.差異凍結(jié)方案：同圈(排)管的深(長(zhǎng))度不同。應(yīng)有條件：下（后）部巖土易于凍結(jié)時(shí)對(duì)下（后）部?jī)鐾翂Φ膹?qiáng)度要求低或主要起封水作用時(shí)。該方案可以少挖凍土，有效地利用冷量，加快了掘進(jìn)速度，從而降低鑿井成本。3

10、.分段（分期）凍結(jié)方案：沿管長(zhǎng)分若干段，按一定順序凍結(jié)。應(yīng)有條件：為了節(jié)省冷量?jī)鼋Y(jié)時(shí)；工程或地層條件具備分段條件時(shí)；分段位置要合理，一般在厚隔水層中。分段凍結(jié)要求在分段處一定要有較厚的隔水層（粘土層）搭接，分段要盡量均勻，使每段供冷均衡。4.局部?jī)鼋Y(jié)方案：如果只需局部地段需要凍結(jié)，可采用此方案。應(yīng)用于事故處理，特殊地層條件5.斜井凍結(jié)方案：鉆孔和下管難度大，鉆孔量最小，凍結(jié)管用量最小，最節(jié)省冷量。斜井凍結(jié)方案有斜孔、直孔和直斜孔凍結(jié)三種。6.分圈異步凍結(jié)方案：將各圈管視為單井單圈凍結(jié)，各圈(排)管開凍時(shí)間不同。作用是降低高峰需冷量，減少夾層水凍脹力，節(jié)省冷量。影響因素：地質(zhì)條件：巖性及分布,冰

11、點(diǎn),地溫；水文條件：含水層位置、水壓、流速流向等；施工設(shè)備：制冷能力，打鉆孔水平等；技術(shù)水平：掘砌速度等；井筒的工程特征：深度、直徑、壁厚等。方案選擇：應(yīng)以安全可靠和取得技術(shù)經(jīng)濟(jì)最佳效果為原則。12巖土中水凍結(jié)過程。 如圖1-40：1冷卻段2過冷段3釋放潛熱段 4結(jié)冰段5凍土繼續(xù)冷卻段13.凍結(jié)法施工中對(duì)水源井位置的要求及原因。水源井位置：為避免人為加大地下水流速，影響凍結(jié)壁交圈：1.水源井的布置應(yīng)使凍結(jié)井筒在其降水漏斗影響范圍以外。2.位于地下水流的上游。3.水源井應(yīng)距凍結(jié)井筒300以上，兩水源井間距不小于150m。14.凍結(jié)法施工中鉆孔偏斜的原因及防治措施。 原因：1、地層方面：軟硬不均，

12、傾角不同，有空洞、裂隙等2、安裝與操作技術(shù)方面：導(dǎo)向管和鉆機(jī)主軸安裝不正，鉆壓過大，泥漿質(zhì)量不好等防治措施：采用糾偏鉆具：渦輪鉆具、戴納鉆具等專用鉆具。15.凍結(jié)法施工中常見問題及處理方法。凍死風(fēng)動(dòng)工具 -壓風(fēng)除濕（干燥、冷凝）；爆破破壞凍結(jié)管-多打眼、少裝藥；凍結(jié)管偏入井內(nèi)-關(guān)閉，割去；水文觀察孔堵塞、壓扁；凍結(jié)管斷裂，嚴(yán)重時(shí)透水淹井；片幫 -加防片幫孔、加強(qiáng)凍結(jié)；凍結(jié)壁未交圈；凍結(jié)壁變形大，壓壞外層井壁(縮段高、強(qiáng)化凍結(jié))。16.凍結(jié)法施工的井筒，砌筑中保證井壁質(zhì)量的措施和方法。 1.提高混凝土等級(jí) -增加12級(jí)；2、提高入模溫度 >20 ；加入化學(xué)添加劑 防凍劑,早強(qiáng)劑,減水劑,密

13、實(shí)劑等；3.加入礦物添加劑 硅粉、粉煤灰、礦渣等；4.改井接茬方式 單斜面-雙斜面,止水帶,鋼板接茬 ；5.鋪泡沫塑料板隔溫、隔水、均壓、讓壓17.凍結(jié)法施工的井筒，加快掘砌速度的措施和方法。1、凍掘配合，盡量少挖凍土；2、采用挖掘機(jī)等機(jī)械； 3、適當(dāng)使用爆破破土；4、實(shí)行正循環(huán)作業(yè)；5、注意風(fēng)動(dòng)設(shè)備除濕；6、鑿井設(shè)備機(jī)械化配套18.加速和強(qiáng)化凍結(jié)的方法。 降低鹽水溫度；縮短間排距；加長(zhǎng)凍結(jié)時(shí)間強(qiáng)化換熱效果 加大管徑 強(qiáng)化管壁傳熱效果（如：銅管） 加大鹽水流量19.凍結(jié)管斷裂的原因及防治措施。 （內(nèi)因：鉆孔及凍結(jié)器問題；外因：凍結(jié)壁變形大，凍結(jié)管受力過大）內(nèi)因：（凍結(jié)管材質(zhì)及其連結(jié)結(jié)構(gòu)在低溫工

14、作條件下的物理力學(xué)性能不良）1.鉆孔偏斜及彎曲大：控制孔偏斜及孔間距2.凍結(jié)壁形狀嚴(yán)重不規(guī)則：在孔質(zhì)量合格的前提下，保證各凍結(jié)管流量一致3.管材及接頭強(qiáng)度低 ：一般能滿足，完全隨凍結(jié)變形4.管接頭適應(yīng)變形能力差:采用內(nèi)襯管接頭、采用形接頭外因：1.凍結(jié)壁變形大：【地壓大；凍結(jié)粘土的強(qiáng)度低；凍結(jié)壁平均溫度偏高；凍結(jié)壁的有效厚度?。痪蜻M(jìn)段高大；凍結(jié)壁暴露時(shí)間長(zhǎng)】 通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、強(qiáng)化凍結(jié)解決2.爆破震動(dòng)力過大： 控制裝藥量及炮孔至凍結(jié)管間距防斷管措施：1.取最薄弱粘土層和最深土層為控制層：設(shè)計(jì)凍結(jié)壁的厚度與平均溫度2.強(qiáng)化凍結(jié)：降低平均溫度，增大厚度3.提高凍結(jié)管的變形能力：采用低溫塑性好的管材；變

15、形能力好的接頭4.實(shí)施信息化施工，保證凍、掘科學(xué)配合5.合理進(jìn)行爆破作業(yè) 20.凍結(jié)井壁結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程、井壁結(jié)構(gòu)類型及雙層復(fù)合井壁各組成部分作用。 井壁結(jié)構(gòu)類型：?jiǎn)螌泳凇㈦p層井壁、復(fù)合井壁復(fù)合井壁（在雙層井壁中間設(shè)一防水及可塑性?shī)A層），作用：防水、緩沖地壓，允許外壁上下和徑向滑動(dòng)。 第2章 注漿法-主要內(nèi)容1.注漿法的概念、分類。 注漿法是在裂隙含水巖層或松散的含水砂土層中，注入可凝結(jié)的漿液，充塞裂隙堵水或固結(jié)砂土、減小涌水，從而改善工程條件，利于井筒施工。2、注漿施工的主要工序。 答：注漿孔施工；安裝注漿設(shè)備；壓水試驗(yàn)、測(cè)定巖層的吸水率；配制漿液、注漿施工及效果檢查；井筒掘砌。2.注漿法的

16、分類方法很多，通常下列幾種： (1)按注漿材料種類分為 : 水泥注漿、粘土注漿和化學(xué)注漿；(2)按注漿施工時(shí)間不同分為:預(yù)注漿和后注漿；(3)按注漿對(duì)象不同分為:巖層注漿和表土層注漿；(4)按注漿工藝流程分為:單液注漿和雙液注漿；(5)技注漿目的分為:堵水注漿和加固注漿；(6)按作用機(jī)理分為:充塞注漿、滲透注漿和擠壓注漿。3.水玻璃模數(shù)、注漿壓力等概念 水玻璃模數(shù)：玻璃可根據(jù)堿金屬的種類分為鈉水玻璃和鉀水玻璃，其分子式分別為Na2O·nSiO2和K2O·nSiO2.式中的系數(shù)n稱為水玻璃模數(shù)，是水玻璃中的二氧化硅和堿金屬氧化物的物質(zhì)量之比。注漿壓力：是漿液克服流動(dòng)阻力，進(jìn)行

17、擴(kuò)散、充塞和壓實(shí)的能量4.止?jié){墊的概念及止?jié){墊的作用 止?jié){墊：是指井筒工作面預(yù)注漿時(shí)，預(yù)先在含水層上方構(gòu)筑的，能夠承受最大注漿壓力（壓強(qiáng)）并防止向掘進(jìn)工作面漏跑漿的混凝土構(gòu)筑物。（止?jié){墊一般是整體澆筑混凝土，其結(jié)構(gòu)形式主要有單級(jí)平底型和單級(jí)球面型兩種。） 止?jié){墊的作用在于封閉含水層涌水，安裝注漿導(dǎo)向管和保證在用最大壓力注漿時(shí)，不使?jié){液從含水層翻入井內(nèi)。5.注漿施工的主要工序。 1）注漿孔施工2）安裝注漿設(shè)備；3）壓水試驗(yàn)、測(cè)定巖土層的吸水率；4）配制漿液、注漿施工及效果檢查。5）井筒掘砌。6.常用注漿方式及其特點(diǎn)和適用條件。 對(duì)不同孔：?jiǎn)慰醉樞蜃{：一次注一個(gè)孔。如：先注單號(hào)孔，后注雙號(hào)孔；多

18、孔同時(shí)注漿：一次注幾個(gè)孔對(duì)同一孔不同深度：分段下行式（工藝：自上而下鉆一段孔、注一段漿；同段內(nèi)先鉆孔后注漿。特點(diǎn)：向上冒漿少，鉆孔和掃孔工作量大 ）；適用于巖石破碎、裂隙發(fā)育、孔壁不易設(shè)止?jié){塞的巖層和涌水大、厚度不大于40m的含水層。分段上行式（工藝：一次鉆到終深，用止?jié){塞實(shí)現(xiàn)自下而上的注漿。特點(diǎn)：無(wú)重復(fù)鉆孔量，要求止?jié){塞可靠。）；適用于注漿深度不大于200m，比較穩(wěn)定的裂隙巖層。一次全深注漿方式（工藝：鉆孔一次鉆到終深，對(duì)全段高進(jìn)行注漿。特點(diǎn)：段高大時(shí)，漿液擴(kuò)散不均；對(duì)供漿量要求大）；適用于埋藏較淺、裂隙比較均勻的含水層內(nèi)。7.常用注漿材料及特點(diǎn)。 無(wú)機(jī)漿液(單液水泥漿、水泥-水玻璃漿、水泥

19、-粘土漿液、水玻璃類等)單液水泥漿：優(yōu)點(diǎn)：來源廣、便宜、環(huán)境友好；結(jié)石體強(qiáng)度高、抗?jié)B性能好；凝膠時(shí)間可調(diào)；工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：一般水泥顆粒平均粒徑約為0.08mm （<3d 難）；超細(xì)水泥顆粒平均粒徑約為0.004mm 水泥-水玻璃漿：優(yōu)點(diǎn)：來源廣、便宜、環(huán)境友好;結(jié)石體強(qiáng)度高、結(jié)石率高;凝膠時(shí)間可調(diào);工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)：同水泥漿液水泥-粘土漿液: 與單液水泥漿相比：更便宜;結(jié)石體強(qiáng)度低;可注性略好水玻璃類: 優(yōu)點(diǎn)：來源廣、便宜、環(huán)境友好;凝膠時(shí)間可短;結(jié)石體強(qiáng)度較高;工藝、設(shè)備簡(jiǎn)無(wú)機(jī)系漿液：成本低，一般對(duì)環(huán)境污染小，一般優(yōu)先選用。當(dāng)以堵水為主要目的時(shí)，選用粘土漿液、粘土-水泥漿液、

20、水玻璃漿液；當(dāng)以堵水和加固為主要目的時(shí)，選用水泥漿液、水泥-水玻璃漿液、水泥-粘土漿液。有機(jī)系漿液（丙烯酰胺類、鉻木素類、脲醛樹脂類、聚氨酯類、糠醛樹脂類等）丙烯酰胺類：特點(diǎn)：粘度近似于水，可注性好； 凝膠時(shí)間準(zhǔn)確可調(diào)；價(jià)格昂貴鉻木素類：特點(diǎn)：粘度低，可注性好；凝膠時(shí)間可控，抗?jié)B性好；來源廣、價(jià)格低；6價(jià)鉻離子污染地下水脲醛樹脂類：特點(diǎn)：強(qiáng)度高，但易脆；凝膠時(shí)間可控；來源廣、價(jià)格低；甲醛有刺激味；在酸性條件下固化，對(duì)設(shè)備有腐蝕，對(duì)人體不安全聚氨酯類：特點(diǎn)：WPU漿液粘度低，可注性好； PM漿液遇水膨脹；凝膠時(shí)間可調(diào)；價(jià)格昂有機(jī)系漿液：可注性好、堵水效果好，但漿材的來源不廣，有的對(duì)環(huán)境有污染，且

21、造價(jià)一般為單液水泥漿的1050倍；有機(jī)系漿液多只用于小體積的注漿工程中。一種理想的注漿材料應(yīng)該是：粘度低、流動(dòng)性好；具有可調(diào)節(jié)控制的凝膠時(shí)間；結(jié)石率高、強(qiáng)度大、抗?jié)B透性強(qiáng)；穩(wěn)定性好；價(jià)格低廉、來源富足，并且不污染環(huán)境、對(duì)人體無(wú)害。8.注漿過程中常見的故障及其處理方法。 1.注漿孔傾斜：以防為主，只要在上場(chǎng)前做好場(chǎng)地平整工作，并在施鉆時(shí)適當(dāng)加長(zhǎng)開孔管即可。 2. 可灌性差：可在正式注漿前增大試注漿孔數(shù)，使之能正確反映整個(gè)施工區(qū)域的情況，并調(diào)整注漿壓力、配比等相關(guān)參數(shù)。如在正式注漿工程中發(fā)現(xiàn)局部區(qū)域存在可灌性差的現(xiàn)象，可采用局部增加注漿孔進(jìn)行補(bǔ)救。3.冒漿：調(diào)整注漿壓力，限制進(jìn)

22、漿量，間歇注漿以及重新嵌套管（或加止?jié){塞）可對(duì)該質(zhì)量問題加以防治，必要時(shí)在止?jié){處下套管，用水泥砂漿封住，重新掃孔注漿。 4. 串漿：可采用加大孔間的間距，適當(dāng)延長(zhǎng)相鄰孔施工時(shí)間的間隔，用止?jié){塞塞于被串孔串漿部位上方23m處，相鄰串漿孔同時(shí)注漿這幾種方法進(jìn)行處理。 5.漿液過量流失到非注漿部位 ：可采用（1）低壓或自流注漿；（2）改用較濃漿液；（3）加速凝劑；（4）加粗骨料；（5）間歇注漿；（6）控制注漿施工程序，在注漿范圍的邊緣和底部用水泥水玻璃漿液，調(diào)整配合比，使其在十幾分鐘內(nèi)凝固以封閉外圍及地層；（7）用泵量較小的泵。9.注漿參數(shù)注漿壓力；漿液注入量

23、（一個(gè)注漿孔的受注段注入的漿液量）；注漿段高（一次注漿的長(zhǎng)度，段高越大則鉆孔與注漿工序的重復(fù)次數(shù)越少，工期越短）；擴(kuò)散范圍（用擴(kuò)散半徑和有效擴(kuò)散半徑表示）10.注漿材料改性措施和方法。 技術(shù)路線：降低平均粒徑；降低粘度；降低對(duì)人和環(huán)境的不利影響11.注漿法有待研究的問題。納米注漿材料及注漿工藝；注漿效果檢測(cè)技術(shù)；新型注漿工藝與設(shè)備；漿液在裂隙網(wǎng)中的流動(dòng)理論；孔隙水注漿堵水技術(shù) 第3章 鉆井法-主要內(nèi)容1.鉆井法的概念、特點(diǎn)、適用條件、主要工序。 概念：鉆井法是用鉆頭破碎巖石，用洗井液進(jìn)行洗井排碴和護(hù)壁，當(dāng)井筒鉆至設(shè)計(jì)直徑和深度以后，在洗井液中下沉井壁進(jìn)行支護(hù)的機(jī)械化鑿井方法。 特點(diǎn)：1、鉆井法

24、施工的地面化(掘進(jìn)機(jī)組除外)、機(jī)械化，改變了傳統(tǒng)的井下作業(yè)方式，工作安全可靠，施工質(zhì)量好。 2、在軟巖中，鉆井直徑小于6米時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好。 3、直徑大的井筒，或巖石很堅(jiān)硬時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不夠理想。 4、現(xiàn)鉆井深度和直徑都還受到鉆井設(shè)備能力的限制。 適用條件：從技術(shù)上講鉆井法可用于任何地層。主要工序：鉆進(jìn)、泥漿洗井護(hù)壁、下沉預(yù)制井壁和壁后注漿固井等。2.立井鉆機(jī)鑿井的基本工藝流程。鉆進(jìn)、洗井、支護(hù)3.鉆機(jī)的四大功能系統(tǒng)及各系統(tǒng)功能。 一、鉆具系統(tǒng)：鉆具系統(tǒng)包括鉆頭和鉆桿。它的主要功用是使鉆頭在旋轉(zhuǎn)中破碎工作面巖石。二、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：包括轉(zhuǎn)盤及其傳動(dòng)裝置(簡(jiǎn)稱“轉(zhuǎn)盤”)，方鉆桿。轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩

25、經(jīng)方鉆桿傳遞給鉆桿和鉆頭，使鉆頭旋轉(zhuǎn)。三、提吊系統(tǒng)：包括鉆塔、絞車及其傳動(dòng)裝置(簡(jiǎn)稱“絞車”)復(fù)滑輪組(包括天車、游車、鋼過繩等)、大鉤。提吊系統(tǒng)的主要用途是提升或下放鉆具，以及在鉆進(jìn)時(shí)提吊鉆具并調(diào)節(jié)給進(jìn)速度，以達(dá)到控制鉆壓的目的，砌井時(shí)它提吊和下放井壁。 四、洗井系統(tǒng)：煤礦大直徑鉆井一船用反循環(huán)洗井。洗井液自溝槽依自重流入井筒，在壓氣排液器的作用下，洗井液流動(dòng)沖洗工作面上的巖碴至鉆頭的吸入口進(jìn)入鉆桿，上升至水龍頭，流入排漿管，經(jīng)溜槽到沉淀池。洗井系統(tǒng)的功用是及時(shí)清除鉆頭破碎的巖碴，同時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行冷卻。 4.洗井與凈化的概念。在鉆井中使用連續(xù)流動(dòng)的介質(zhì)將鉆碎的巖碴從工作面清除并帶出井筒的過程叫

26、洗井。為了能重復(fù)使用洗井介質(zhì)，將含有巖碴的洗井介質(zhì)在地面進(jìn)行分離叫凈化。洗井循環(huán)一般指的是洗井和凈化的總合。5.鉆井偏斜的原因及防偏、糾偏措施及原則。原因：1、操作和設(shè)備的因素 2、地質(zhì)條件糾偏措施：1首先保證鉆機(jī)制造和安裝質(zhì)量。在鉆頭上加穩(wěn)定器，證明對(duì)防偏能起到一定的作用。2堅(jiān)持減壓鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)初期采用低鉆壓低鉆速以保持垂直，對(duì)下段井垂直有很大作用。根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)：鉆壓保持在大鉤懸重的l/3以下就可以保持井直。3定時(shí)測(cè)斜及時(shí)了解井筒偏斜情況，以便及時(shí)采取措施糾正或預(yù)防。原則：防偏為主、糾偏為輔6.常見的鉆進(jìn)故障及其原因與處理防治方法。 （一）表土鉆井的泥包問題泥包鉆頭產(chǎn)生的原因和防治方法：1刀

27、具結(jié)構(gòu)不合理。特別在表土層中，刀具型式和布置不合理都容易形成泥包鉆頭。經(jīng)驗(yàn)證明：在表土層用刮刀宜采用鏵犁式為好，行星式帶斜面的刮刀泥包次數(shù)明顯減少。鉆頭的刀盤最好不用敝開式的，以改善洗井效果。應(yīng)當(dāng)指出：在表土層中鉆井的刀具和鉆頭體結(jié)構(gòu)形式是尚在研究和改進(jìn)的一個(gè)課題。2泥漿濃度過大也容易產(chǎn)生泥包鉆頭。洗井效果不好或洗井能力不足也是造成泥包鉆頭的原因。鉆粘土層時(shí)泥漿濃度必須經(jīng)常調(diào)整。在加大鉆壓提高鉆速時(shí)，必須加大洗井能力，使鉆速和洗井兩者協(xié)調(diào)。(二)巖石鉆進(jìn)中的跳鉆問題大直徑鉆井中跳鉆的原因和處理方法：1刀具脫落時(shí)，在工作臺(tái)上能感到不均勻的間斷跳鉆現(xiàn)象，這時(shí)需提鉆打撈落物，以免損傷其它刀具或刀盤。

28、2由于刀具布置不當(dāng)而使井底工作面形成規(guī)則的鋸齒形。當(dāng)?shù)洱X到達(dá)工作面齒頂時(shí)向鋸齒谷滑動(dòng)形成有節(jié)奏的連續(xù)跳動(dòng)。特別在硬巖中使用球齒時(shí)容易發(fā)生。3巖層有大裂隙或嚴(yán)重不均勻，使刀具受力不均而產(chǎn)生跳動(dòng)。遇到這種情況只能減小鉆壓低轉(zhuǎn)數(shù)，加強(qiáng)洗井謹(jǐn)慎的通過這一地段。(三)井內(nèi)落物的處理鉆井中刀具脫落，鉆桿拆斷，風(fēng)管或鉆頭落井等事故時(shí)有發(fā)生。對(duì)落物必須及時(shí)打撈。我國(guó)鉆井工地對(duì)打撈落物積累并創(chuàng)造了一些切實(shí)可行的經(jīng)驗(yàn)和方法。如電磁打撈器用來打撈牙輪；刮刀等較輕的鋼質(zhì)物體；回形打撈器用于打撈鉆桿；鉗形打撈器可打撈非圓形的落物。此外還有龍門式打撈器、繩式打撈器、套筒式打撈器等。總之隨著落物的不同和井深的不同，而采取不

29、同的打撈方式。 (四)卡鉆問題在表土層鉆進(jìn)多是由于泥包鉆頭；或泥漿失水大而形成厚泥餅；或井幫坍塌；或下放鉆頭時(shí)下到工作面沉淀物中都能造成卡鉆。井斜大又不規(guī)則也容易造成卡鉆。 為防止卡鉆應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1提鉆頭之前進(jìn)行一段時(shí)間洗井使工作面清潔。在下鉆頭時(shí)，下放到離工作面12米即開始洗井，邊洗井邊下放鉆頭至工作面。2經(jīng)常檢查和調(diào)整洗井液性能，防止井幫坍塌。如已發(fā)生坍塌應(yīng)加強(qiáng)洗井排除坍塌物并調(diào)整泥漿性能。3井筒偏斜值大且方向又不規(guī)則，在提升鉆頭時(shí)也容易造成卡鉆。這時(shí)用局部擴(kuò)大井徑的方法努力糾斜。 (五)洗井液的漏失這里所說漏失指的是在大裂隙或礫石層中的大量漏失洗井液。這時(shí)應(yīng)進(jìn)行堵漏。當(dāng)用泥漿作為洗井

30、液時(shí)可調(diào)節(jié)泥漿性能用它作為堵漏材料。如果用清水洗井時(shí)，可以用水泥漿去堵漏。最好是在鉆井前，對(duì)可能發(fā)生漏失的地層進(jìn)行預(yù)注漿。7.泥包鉆頭定義。鉆頭在粘土層或軟巖中鉆進(jìn)時(shí)，由于破碎下來的泥塊不能及時(shí)清洗，以致粘糊在刀具、刀盤和鉆頭體上，無(wú)法再繼續(xù)鉆進(jìn)。這種現(xiàn)象叫泥包鉆頭或鉆頭泥包。8.大直徑鉆井的井壁材料和結(jié)構(gòu)形式 井壁材料：鋼筋、鋼材、混凝土 結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)螌愉摻罨炷?、單層鋼筋混凝土與鋼板復(fù)合； 同凍結(jié)井壁內(nèi)壁或外壁。 9.鉆井法中壓氣排液器的原理及作用。在壓縮空氣沒有注入混合器之前，井筒與排漿管的液面高是相同的(其比重相等)。當(dāng)壓縮空氣通入排漿管，并與洗井液較均勻的混合后，混合液的比重小于洗井液的比重，在井筒內(nèi)液柱壓力的作用下使混合的氣液上升，氣泡上升過程中由于外界壓力減小而繼續(xù)膨脹，其膨脹功轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，提高了混合液上升的速度，直到管內(nèi)外壓力差消失為止。 (在反循環(huán)洗井方式中，使洗井液循環(huán)的動(dòng)力設(shè)備就是壓氣排液器。)10.泥漿的作用