改性粘土浆结石体抗压强度性能测试与分析

改性粘土浆因流动性好、塑性强度高、抗水冲刷性好并且价廉而广泛应用于矿山堵水工程,尤其是岩溶大水帷幕注浆工程。新桥矿帷幕注浆工程采用改性粘土浆作为注浆材料,因此,钻取了浆液结石体芯,进行了动态数值化全应力应变强度破坏试验,试验结果验证,改性粘土浆在注浆压力作用下,结石体强度不亚于水泥浆结石体强度,具有很高的抗压强度,可完全代替水泥浆液。     

铁路岩溶路基塌陷机理与注浆加固方法

浅埋隐伏型岩溶塌陷基本特征是地下水水位变化频繁和地层浅部土洞、溶洞发育,岩溶塌陷的形成往往是多种机制综合作用的结果,如地下水位下降形成真空吸蚀作用、地下水潜蚀作用、列车或采石放炮震动作用等,构成铁路安全营运隐患。针对洛湛铁路益娄段岩溶发育特征与规律,利用粘土固化浆液具备施工成本低、工艺简单易行、堵水防渗及抗震性能好等诸多优势,通过试验确定粘土固化浆液的最佳配比为:粘土粉占20%~45%,水泥占10%~30%,水玻璃占3%~5%,固化剂占1%~3%,粘土原浆漏斗粘度值为30s,对洛湛铁路浅埋隐伏型岩溶路基实行溶洞充填注浆和路基水平帷幕注浆并举加固,加固层的厚度一般为5m左右。经多种手段检验,表明注浆加固工程质量得到很好的控制。     

岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料性能及适用性研究

针对某矿区岩溶裂隙发育地层突水灾害帷幕注浆治理工程,开展适用于岩溶裂隙发育地层帷幕注浆材料的性能及适用性研究。通过室内试验对硅酸盐水泥单液浆、水泥-粉煤灰浆液、水泥-粉煤灰-黏土浆液基本性能以及最佳配比进行研究,并根据该矿区地层性质及帷幕注浆扩散方式要求,从材料性能、技术可行性、注浆过程控制、治理效果及经济环保性等方面系统研究了注浆材料适用性,对注浆实际工程材料选择提供参考及指导。研究结果表明:浆液水固比是影响浆液结石体强度、黏度、结石率、凝结时间等基本性能指标的主控因素,粉煤灰及黏土掺量配比也会影响复合材料基本性能参数。根据提出的注浆材料适用性评价方法以及不同配比不同类型材料性能参数,确定了不同区段注浆材料及配比等注浆参数,对该矿区突涌水进行了有效封堵。     

水泥黏土浆在浅成岩地区注浆适用性的分析

水泥黏土浆在岩溶地区矿山帷幕注浆施工中取得了较好效果,但在浅成岩地区的注浆应用较少。以安徽黄屯硫铁矿帷幕注浆工程为例,分别从原材料性能要求、水泥黏土浆的性能指标、浆液制备要求、注浆施工技术要求、注浆效果评价等方面,讨论了水泥黏土浆在浅成岩地区注浆的适用性,供类似矿山参考。     

粘土改良的尾砂浆液在矿山帷幕注浆中的应用

在鲤泥湖铜铁矿床防治水帷幕注浆工程中,为改善浆液的输送性能,通过在水泥尾砂浆中添加粘土浆来改良浆液,并通过正交试验确定了最佳配比。工程实践表明,该施工技术解决了浆液输送过程中堵管频繁的现象,达到了缩短工期、节约成本的目的,实现了较好的注浆效果。     

岩溶矿床帷幕注浆截流新技术

岩溶矿床地下水害的防治一直是矿山防治水界的一个难题,而传统的帷幕注浆技术存在堵水率低、投资高、针对性不强等问题。以新桥矿为例,总结了我院在帷幕注浆截流技术方面取得的新进展,包括运用数值模拟技术对帷幕进行优化设计及动态指导、采用超声波透视技术探查导水通道并指导布孔、大量使用改性粘土浆控制浆液扩散。     

双液注浆工艺在岩溶地区桩基施工中的应用

在溶岩发育地区的旋挖桩施工中,因溶洞过大、水位高、充填物松散而无法有效成孔的情况较为常见,单液(水泥浆)注浆工艺被广泛应用于各类软弱地基加固工程中,但对于溶洞多发的岩溶地区桩基施工中,单液注浆工艺的施工效果并不理想。我公司在广西区三0七核地质大队危旧房改住房改造项目桩基工程中,通过在单液注浆施工工艺的基础上改良,在单浆液中加入硅酸钠(水玻璃),利用"水泥浆—硅酸钠"双液注浆工艺有效解决了岩溶地区旋挖钻机遇到溶洞成孔困难的问题,并取得了明显的经济技术效益。     

水泥尾砂浆在某矿充填封堵中的应用

某矿水文地质条件复杂,矿井开采过程中曾发生过突水现象,为保证矿床的安全开采,在矿井四周建设止水帷幕。通过进行水泥尾砂浆室内试验,掌握浆液的性能参数,结合帷幕注浆截流工程的现场施工经验,对水泥尾砂浆与水泥黏土浆浆液进行对比,提出水泥尾砂浆的优势、适用范围及施工过程中要注意的问题,为防止注浆孔随深度增加而提高注浆压力后产生地表冒浆,以及加强溶洞等宽大裂隙的强度,利用水泥尾砂浆进行充填注浆,取得很好的封堵效果,对类似项目施工起到一定的指导作用。     

混合浆液在矿区帷幕注浆工程中的效果分析

混合浆液相比水泥单液浆,具有单价低、注浆效率高的优势,在保证注浆效果的同时能有效控制工程投资费用。以南李庄帷幕注浆中使用的混合浆液注浆施工方案为例,对混合浆液扩散性及结石强度进行分析,取得了很好的注浆效果,表明混合浆液在以裂隙为主的矿区帷幕注浆工程中是合理可行的。     

矿山治水改性粘土浆高压固结机理研究与应用

基于因地制宜、绿色环保的要求,矿山帷幕注浆领域越来越多采用粘土类注浆材料,粘土类注浆材料的非工业成品特点使之在性能上与传统注浆材料具有较大差异。为了开展非工业成品注浆材料固结机理研究,建设了专门的注浆材料高压固结装置,并在此基础进行了相应试验。试验结果表明,高压注浆状态下,给定配比改性粘土浆液固结时间约为110min,固结体结构为复合结构形式,根据此结果计算注浆浆液扩散半径为纯水泥浆液3.375倍,此研究结果在现场工业试验中得到了验证。该试验装置、试验方法及研究结果为改进现有注浆工艺提供了技术支撑,为帷幕注浆领域新材料研究与应用提供了借鉴。     

高浓度胶结材料在空洞型采空区中的堆积扩散规律试验研究

以大空洞采空区充填治理技术为出发点,选取水泥为胶凝材料,标准砂为骨料,对不同骨料和胶凝材料配比条件下高浓度充填浆液的堆积扩散性能进行研究。结果表明,堆积密度测定仪、倒置混凝土塌落度试验仪、常规混凝土塌落度筒测定的同种参数配比的高浓度浆液的堆积形态可分别概化为“凸”字形、“凹”字形和圆弧形。随着骨胶比的增加,浆液的堆积时间呈增加趋势,浆液塌落度明显减小,浆液堆积高度呈增加趋势,堆积浆液底面直径呈减小的趋势。骨胶比在2.6~3.0时,某一骨胶比下,注浆高度越小,注浆孔孔径越小,浆液堆积高度越大,浆液堆积体底面扩散直径越小,所形成的“凸”字形堆积体更有利于大空洞采空区充填治理中结构的稳定和材料的节约。     

福建省永武高速公路岩溶路基处治技术

对福建永武高速公路岩溶路基处治技术进行总结,针对溶土洞的埋藏深度、溶洞顶板厚度、规模大小、充填物性质、地下水情况及路基填方挖方高度等,分别采用冲击碾压、充填式注浆、支柱式注浆、旋喷注浆、盖板跨越、加筋处理、强夯、岩溶水治理等措施进行治理,对类似工程有一定的参考价值和借鉴意义。     

注浆新工艺在铜录山矿帷幕工程中的应用

铜录山矿在治理矿区地面塌陷及地下水截流中,采用了帷幕注浆技术。针对该矿典型动水注浆的特点,在工程中应用了一些新的注浆工艺。在防止浆液流失、控制浆液扩散范围及溶洞含砂层水泥注浆等方面的研究,均获得成功。所采用的水泥—水玻璃双液注浆、海带堵漏以及钻杆注浆等项技术,经室内试验及现场工业性试验,均获良好效果。这些新工艺的应用成功,使帷幕注浆技术水平进一步提高,为解决复杂地质条件的大水矿山防止地表塌陷及减少矿坑涌水量,提供了切实可行的方法。     

瓦斯抽放系统下伏多层采空区充填注浆治理技术

为了保证地面瓦斯抽采系统建(构)筑物基础的长期稳定性,通过验证孔钻探和钻孔电视技术对场地下伏采空区物探成果进行检验,综合确定了采空区治理范围。采用地面充填注浆技术对下伏3层采空区进行治理,共布置注浆钻孔34个;地面充填注浆采用下行式分层治理方式,并共用注浆孔;注浆材料主要为水泥粉煤灰浆液,外围孔采取投骨料、添加速凝剂等方式控制浆液扩散距离。注浆结束后,检查孔取芯及压浆试验结果表明,采空区及覆岩裂隙充填效果良好,为采空区建筑物基础稳定性评价及治理提供参考。     

“鱼刺型”钻孔改性黏土帷幕注浆工艺试验研究

在深埋矿体和井巷工程内等特殊条件下施工帷幕注浆工程所面临的技术难题一直是限制该行业技术发展的重要因素之一。依托云南某水患矿山,在井巷内成功实施了"鱼刺型"钻孔改性黏土浆帷幕注浆试验工程,其主要特点是:深埋矿体巷道内施工环境下,采用大钻孔孔距以及改性黏土注浆材料,在高注浆压力条件下实现构造导水地质环境下渗流含水层注浆,钻探方面所实施的"鱼刺型"分支孔曲率半径均小于5 m,分支角度大于30°,方位角偏差小于±10°。经研究验证该试验工程地层注浆量大大提高,达到设计注浆量1.5倍,堵水效果达到行业内要求。该项目在注浆材料和钻探工艺方面的研究成果不仅为该矿山水患治理提供了技术支撑,同时也为国内类似条件矿山帷幕注浆工程提供了借鉴。     

强岩溶地区动水注浆技术探讨

帷幕注浆是目前解决矿山开采水患问题的重要方案之一,尤其在强岩溶地区,长期大量抽排地下水容易导致环境地质灾害。从帷幕设计、钻孔技术要求、注浆材料、注浆段长、注浆压力、浆液浓度选择、注浆结束标准、跑浆处理措施、效果检验等方面,详细阐述了强岩溶地区动水注浆技术。     

某铁矿注浆帷幕体中浆液结石体可见度的影响因素

注浆技术已在大水矿山及各类地下工程建设中得到了广泛应用。Ⅱ、Ⅲ序注浆孔及检查孔岩芯中含有浆液结石体已成为判断浆液扩散半径达到要求的重要依据。注浆施工中受钻探取芯工艺、不同岩体、岩溶裂隙的发育程度及产状等因素影响,浆液结石体可见度差别较大。以某铁矿山主井地面预注浆工程为例,详细分析了浆液结石体可见度的影响因素,通过对浆液结石体的统计分析和检测,讨论了间接评价帷幕注浆的施工质量和帷幕体防渗性能的思路,供类似工程施工参考。     

旋挖钻孔灌注桩施工遇串珠状溶洞处理技术

溶洞严重影响桩基正常施工作业,造成成本工期失控。分析了与溶洞类型相适应的几种溶洞处理办法。其中对溶洞注浆施工技术工艺过程进行详细说明,列举工程实例,说明溶洞注浆是一种有效的溶洞处理技术措施,在岩溶地区多层串珠状溶洞处理中应用效果良好,为岩溶地区溶洞处理施工提供借鉴,供广大工程同仁参考。     

高浓度浆液充填采空区堆积扩展规律试验研究

高浓度浆液在采空区内的充填堆积形态及扩散范围直接影响治理方案设计及治理效果。基于此,建立室外高浓度浆液充填堆积试验平台,以水泥为胶凝材料,河砂为骨料制备高浓度充填浆液,通过3D扫描设备量测不同坍落度及充填高度条件下高浓度浆液充填空区过程中的堆积特征,研究其堆积扩展规律,结果表明,高浓度浆液充填采空区过程可分为自由堆积阶段、接顶扩展、整体扩展3个阶段。浆液堆积角主要受材料坍落度影响,角度与坍落度负相关,与充填高度相关性弱。试验成果可有效指导高浓度浆液充填采空区的浆液配比设计及注浆工艺控制。     

改性粘土浆的基础理论研究

探讨了改性粘土浆加促进剂前后的流变性能和浆液固结机理。认为浆液剪切稀释作用有利于注浆工程,改性粘土浆塑性强度主要受原浆浓度、促进剂和结构剂用量的影响,其流变性能和结石体的墙水性能明显优于水泥浆。