地面预注浆工法.doc
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地面预注浆工法.doc
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地面预注浆
经
验
总
结
报
告.
审核:
编写:
资料收集:
二○一二年八月三日
目录
1、概况------------------------------------------------------------------------2;
2、注浆方案的确定---------------------------------------------------------2;
2.1资料来源----------------------------------------------------------------2;
2.2参数确定----------------------------------------------------------------2;
2.3计算公式----------------------------------------------------------------5;
2.4工艺流程----------------------------------------------------------------7;
3、注浆过程控制-------------------------------------------------------------8;
4、注浆设备操作------------------------------------------------------------18;
5、注浆参数监测------------------------------------------------------------19;
6、注浆设备配制------------------------------------------------------------19;
7、注浆人员配置-------------------------------------------------------------22;
8、注浆成本核算-------------------------------------------------------------22;
9、附图表----------------------------------------------------------------------28。
1、概况:
注浆工程处按照上级领导的指示,于2012年2月20日组织主要的技术和管理人员在铁矿进风井学习地面预注浆工程。
通过与公司项目部相配合,技术人员加入到注浆施工的班组里,进行现场实践学习、收集资料、总结经验。
现将本次学习的实际成果总结如下:
2、注浆方案的确定
2.1资料来源:
1)甲方提供的招标文件
2)《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213—90)
3)《金属、非金属安全规范》
4)《冶金矿山井巷工程质量检验评定标准》(YBJ218-89)
5)甲方提供的竖井工程岩土工程勘察报告
6)现场实际勘察收集到的资料。
2.2参数确定
地面预注浆的主要参数有:
注浆起止深度—注浆孔间距及孔径--注浆段高--注浆压力—浆液类型--浆液粘度—浆液比重—水泥浆水灰比—水玻璃的浓度—浆液配合比—浆液类型调换标准
2.2.1注浆起止深度
1)甲方提供的招标文件
2)甲方提供的竖井工程岩土工程勘察报告
3)现场实际勘察收集到的资料。
主要原则为:
上限为静水位或高于冻结深度10m开始,注浆下限为超过井筒底部或含水层底部10m。
2.2.2注浆孔间距及孔径
注浆孔采用双圈布孔,每圈孔数为6个,单层圈径距井筒毛断面为1.5~2.9m。
冷冻段孔径为φ220mm,下入φ168×8mm护壁管并采用水泥浆固管;注浆段孔径为φ130mm,裸孔。
2.2.3注浆段高
破碎带的段高不大于30m,一般基岩段高不大于80m,复注时注浆段高可合并但不大于150m。
打钻、注浆分三个段序进行,第二、第三个段序要进行段高合并,设计时要在方案中详细分开并说明。
2.2.4注浆压力
岩帽段注单液水泥浆,终压为2.5倍的静水压力。
常规的非断层段2.5-3.0静水压力。
断层带终压不小于静水压力的3倍。
合并段高后的注浆压力取高值。
2.2.5浆液类型
岩帽段选用425#普通硅酸岩水泥浆;
非断层带一般岩石选用粘土水泥浆;
断层带先注粘土水泥浆,后注单液水泥浆,以便使微细裂隙得到进一步充填,饱满密实,加固断层带及其围岩的抗压、抗剪强度和岩体的稳定性。
同时节省水泥用量,降低工程成本。
2.2.6浆液粘度
粘土的质量要求为含砂量小于5%,塑性指数大于17,粘度为24~35秒。
2.2.7浆液比重
单液水泥浆液为1.36~1.8(g/cm³),粘土原浆比重为1.15~1.22(g/cm³),粘土水泥浆液为(1.21~1.34g/cm³)。
2.2.8水泥浆水灰比
重量比ρ=1.5:
1~0.5:
1
2.2.9水玻璃的浓度
水玻璃的浓度30~45Be´,模数为2.4~3.4。
2.2.10浆液配合比
单液水泥浆液加入5‰工业盐和0.5‰的三乙醇胺。
常见配比如下表所示:
地面预注浆单水泥浆配比表
水灰比
水泥
水
/L
盐
/kg
三乙醇胺/kg
比重g/cm³
制浆量/m3
/n
/kg
1.5∶1
22
1100
1650
5.50
0.55
1.36
2.02
1.25∶1
25
1250
1563
6.25
0.63
1.42
1.98
1∶1
30
1500
1500
7.50
0.75
1.50
2.00
0.8∶1
35
1750
1400
8.75
0.88
1.59
1.99
0.6∶1
43
2150
1290
10.75
1.08
1.71
2.01
0.5∶1
48
2400
1200
12.00
1.20
1.80
2.01
粘土水泥浆液。
常见配比如下表所示:
粘土水泥浆配比表
黏土浆
水泥/Kg
水玻璃
/L
制浆量
/m3
浆液比重g/cm³
比重g/cm³
用量/L
1.15
1910
200
20
2.00
1.21
1.15
1870
300
30
2.00
1.25
1.15
1830
400
40
2.00
1.28
1.18
1910
200
20
2.00
1.24
1.18
1870
300
30
2.00
1.27
1.18
1830
400
40
2.00
1.30
1.2
1910
200
20
2.00
1.26
1.2
1870
300
30
2.00
1.29
1.2
1830
400
40
2.00
1.32
1.22
1910
200
20
2.00
1.28
1.22
1870
300
30
2.00
1.31
1.22
1830
400
40
2.00
1.34
2.2.11浆液类型调换标准
注混合浆液时,先注单液粘土浆后注单液水泥浆,注浆时注浆压力距注浆终压1-2Mpa时调换浆液类型。
2.3计算公式:
浆液注入量公式--压水试验公式--渗透系数公式--注后井筒涌水量公式—经验公式
2.3.1浆液注入量公式
按《矿山井巷工程施工及验收规范公式计算》
其中式中:
Q--浆液注入量,m³;
A--浆液不均匀扩散系数(单液水泥浆取1.5,粘土水泥浆取1.8);
R--以井筒中心为基点的浆液有效扩散半径(R=注浆圈径+浆液扩散半径,单液水泥浆取7m,粘土水泥浆取8m);
H--注浆段长,m;
--岩层裂隙率,取4%;
--浆液充填系数,取0.98
m--结实率,单液水泥浆取0.7,粘土水泥浆取0.85
2.3.2压水实验公式
压水试验公式:
w=Q/(P*L)
式中:
w单位吸水率L/min.m.m
Q压水量L/min
P压水压力m,水头高度
L压水段段长m
2.3.3渗透系数公式
压水试验求渗透系数公式
k--渗透系数,m/d;
Q--压水流量,L/min;
r0--压水孔半径,m;
P--压水压力,(相当于水柱高度)m;
L--压水段长度,m。
2.3.4注后井筒涌水量预测公式
计算注后井筒涌水量公式选用承压转无压稳定流大井法计算公式:
式中Q--井筒涌水量,m3/h;
K--渗透系数,m/d;
H—最大水位降深,m;(孔底到水位高度);
M--含水层厚度,m;
R0--井筒水位降之影响半径,m;R0=10√HK
r0--井筒半径,m。
2.3.5现场实验经验公式
1)V粘土=2~3V粘土浆
式中V粘土—粘土固态体积m³;
V粘土浆—粘土制成浆液后的体积m³。
2)每m3单液水泥浆----水泥0.75t/m3;
----NaCl5‰;
----三乙醇胺0.5‰
3)每m3粘土水泥浆----水泥0.20t/m3;
----水玻璃20L/m3;
----粘土0.35m3/m3;
2.4工艺流程
造孔→下止浆塞→安孔口逆止阀→接注浆高压胶管→开启注浆泵→压水试验→注浆→压定量清水→停泵→起止浆塞→养护→扫孔→进行下一个注浆循环。
注浆施工工艺流程如下图示
注浆工艺流程示意图
打钻过程中如卡钻或埋钻,经过处理后无法施工的,可对原孔进行水泥浆封孔,而后进行偏斜钻进,穿过钻具区,用纠偏钻具进行纠偏后,再进行正常的钻进。
钻杆外Φ89mm,内Φ65mm,接头外Φ121mm,
加重杆外Φ115mm,内Φ65mm
3、注浆过程控制
具体施工顺序如下述:
3..1粘土原料场及过滤站
粘土原料经泥浆泵高压泥浆水冲拌后,由过滤站网片流入溶浆池。
过滤站网片的密度为:
孔径25mm。
污水泵将清水池里的水抽至溶浆池。
人工用铁锨将过滤网片积淀的杂物及时清理干净。
污水泵2台。
泥浆泵2台。
泥浆泵冲浆高压管路为:
内Φ51mm,冲头变径内Φ22mm。
人员:
杂工2名
图1-1粘土原料场及过滤站
图1-2粘土原料场冲浆
3.2溶浆的制备:
以上操作反复进行,溶浆池里的浆液浓度达到设计要求时,溶浆制成。
图2溶浆池
图3溶浆泵站
3.3制浆
用污水泵将合格的溶浆抽至制浆泵里,制浆泵将溶浆进行粉碎拌制后流入制浆池内。
制浆泵型号2台。
污水泵2台。
人员:
杂工1名。
图4制浆泵站(制浆泵)
3.4过滤:
用污水泵将制浆池内的浆液抽至泥浆净化机里,将浆液进行过滤,过滤后的浆液流入原浆池内。
再用污水泵进行循环抽排。
泥浆净化机2台。
污水泵2台
人员:
杂工1名。
图5过滤泵站(泥浆净化机)
图6粘土原浆池
3.5储浆:
用污水泵将原浆池内的浆液抽至储浆池里,再用污水泵进行循环抽排。
污水泵2台。
人员:
1名。
图7粘土储浆池
图8清水池
3.6浆液的配制:
先用污水泵将定量的储浆池内的粘土浆抽至一级搅拌池进行搅拌,再加入定量的水泥进行搅拌。
搅拌机2台。
人员:
杂工1名。
图9注浆泵站外观
图10注浆泵站室内(一级搅拌池)
3.7注浆:
压水试验:
用二档压水,如无压则改成三档压水,时间为15~30分钟,计算出单位吸水量。
将一级搅拌池内的浆经过滤筛网流入二级搅拌池,加入定量的水玻璃进行搅拌。
技术人员进行浆液检测符合设计要求后进行注浆,开注浆机边搅拌边进行注浆。
检测方法为:
测浆液的比重、粘度。
记录:
压水试验记录、检测试验记录、注浆过程的记录。
注浆机数量2台。
电缆型号:
3×95mm²+70mm²,数量300米。
3×70mm²+--mm²,数量100米。
过滤筛网孔径:
4~6mm,孔距为25mm。
搅拌池过滤球阀内孔Φ65mm
注浆管:
内Φ51mm,抗压为35Mpa。
搅拌机2台。
人员:
注浆泵司机2人,技术员1人,拌料员3人。
图11-1注浆泵站室内(二级搅拌池及泵组)
图11-2过滤筛网
图11-3注浆泵
图11-4测量比重计
图11-5测量粘度计
图12注浆管与钻杆联接枢纽
3.8注浆结束标准:
1)采用水泥浆液注浆:
达到或超过设计终压;②终量<100L/min;③稳定时间20~30min。
2)采用粘土水泥浆液注浆:
达到或超过设计终压;②终量<200L/min;③稳定时间大于30min。
注单液水泥浆结束后8个小时开始扫孔,注单液粘土浆结束后10个小时开始扫孔。
一般经验为注浆达到结束标准后,注水15~30分钟后,等孔口压力表自然降到4Mpa以下后泄压,开始扫孔进行下一步的施工。
4、注浆设备操作
先制浆:
开动一级搅拌机,用污水泵压入一定量(做好标记)的粘土浆,启动水泥控制器加入调好的水泥量,进行搅拌机一级制浆,搅拌3分钟以上后,打开控制阀放浆到二级搅拌池,开动二级搅拌机,加入定量的外加,进行二级浆液配制
打开孔口及混合器前的逆止阀,开动机器压水20分钟(126L/min),开始注浆,当流量、压力不符合要求时,应予调节,为防止因注浆时间长而堵塞回路,一般每隔10分钟左右开关一次回浆阀,以流出少量浆液并达到畅通回路为准;设专人看管吸浆笼头,及时清理笼头上的糊堵物;注浆时,机电维修人员不能离开注浆站,要精心维护注浆设备,发现问题及时处理。
当注浆压力达到设计值时,最后一次放浆完毕后,由水箱放定量清水(水量等于缸套、输浆管路及钻杆的体积)至水泥浆的一次搅拌池,在吸浆池的水泥浆即将吸干前,要同时完成以下工作:
把一次搅拌池内的定量清水放入吸浆池;开大水注浆泵的进浆阀门,直至使压清水压力比注浆终压大5kg/cm²左右,以防由于压力低,流速慢而造成浆液凝胶堵管事故,但也不可高于安全销的压力,否则切断销子也会造成堵管事故;定量清水压完后,立即关闭注浆泵、孔口逆止阀、解开孔口附近活接头。
开水注泵,冲洗注浆管路
压水15分钟,关闭排浆管阀,打开注浆泵泄压阀,等1~2小时,井口压力表值自然降到4Mpa以下后进行孔口泄压(加阀或是直接泄),当孔口压力消失后,松开压缩钢丝绳、卸掉压力叉,开始轻轻提动止浆塞,待胶塞恢复原形后,提出止浆塞,并加以拆洗,组装;拆洗注浆泵、吸浆管和试运转,达到流量、压力正常;清洗水泥浆搅拌池、孔口混合器及逆止阀等。
再进行下一个施工程序。
5、注浆参数监测
5.1水泥检测:
每500吨进行一次常规报告,由实验室提供
5.2粘土:
进场后进行同一土源的常规报告,由实验室提供
5.3粘度:
注浆前现场技术员用粘度计测量粘土浆液的粘度,合格时方可注浆。
每10分钟测量一次并记录。
5.4比重:
注浆前现场技术员用比重计测量粘土浆液或水泥浆液的比重,合格时方可注浆。
每10分钟测量一次并记录。
5.5配合比:
一级搅拌池的有效体积为2米³,在池子中间做好测量记号,按照这个标准进行各种浆液的制做。
5.6压力:
观测好注浆泵上的压力,每10分钟测量一次并记录。
6、注浆设备配制
注浆设备现场配制
39
--
注浆设备统计表
序号
名称
规格及型号
电机功率(kw)
数量
小计功率(kw)
单价(元)
价格(元)
产地
备注
1
注浆泵
BQ-350(132KW/380V、Y315L2-6)
132
2
264
370000
740000
兰州:
09312921641
带柜
2
泥浆泵
TBW850/5A
90
2
180
112000
224000
河北:
03197576988
3
粘土制浆机
NJ-30
30
2
30
60000
120000
山东
4
泥浆净化机
65m³/h--30-60目(0.75-3kw)
3.75
2
7.5
9500
19000
河北:
03192620686
13930907136
5
污水泵
3PNL-22
7.5
12
30.0
2000
24000
6
注浆带
4PS-51-35Mpa
200
0
250
50000
欧亚管业股份有限公司
3*249+
200
300000
7
电缆A
3х95mm²+50
40
0
8
电缆B
3х70mm²+50
200
0
9
电缆C
0
0
10
设备备件
0
150000
11
工具车
1
0
120000
12
变压器
1
0
0
13
电源柜
1
0
0
14
主配电柜
1
0
0
15
配电柜
2
0
0
16
电费
1620000
0
0.7
1134000
120天计450kw计
17
材料
2000000
18
止浆塞
20
3600
72000
山东
19
下浆管及接头
Φ47.8mm,内Φ30mm
520
0
150
78000
20
办公、后勤、招待
100000
合计
263.25
2E+06
511.5
4911000
7、注浆人员配置
注浆人员的配置如下表所列:
注浆人员统计表
序号
姓名
性别
年龄
专业技术职称
岗位职务
本岗位工作年限
文化程度及专业
数量
工资基数
工资
备注
1
经理
1
10000
10000
2
生产经理
1
8000
8000
3
技术总工
1
8000
5000
4
内业技术员
1
4000
4000
5
安全员
兼
6
现场实验员
记录员兼
7
记录员
3
4000
12000
8
财务
1
4000
4000
9
厨师
2
2500
5000
10
司机
1
3000
3000
11
后勤
1
3000
3000
12
注浆泵司机
6
5500
33000
13
修理工
1
5500
5500
14
电工
1
5500
5500
15
班长
注浆泵司机兼
16
拌料员
12
3000
36000
合计
32
134000
每月
8、注浆成本核算
按510米深度,210米冷冻,300米预注浆计算
8.1人工费投入:
据上表按10个月计为:
1340000元。
8.2设备、电费、材料费、备件费用:
如下表示:
4911000元。
总投入约:
625.1万元。
8.3总收入:
8.1单液水泥浆单价
说明:
本预算根据《煤炭建设特殊凿井工程综合定额》(2007基价)为依据编制而成,单位:
100m³
定额编号:
30088
注浆深度/m:
7300
浆液配比:
0.75:
1
费用项目
直接费基价:
57144元
1.其中人工5022元
材料调差.水泥:
定额0.34元/kg.市场价:
0.46元/kg
每立方浆用水泥969kg.
补差:
100×969×(0.46-0.34)=11628元
小计57144+11628=68772元。
企业管理费:
人工费×相应费率=5022×59.1%=2968元.
利润:
人工费×相应费率=5022×53%=2661.66元。
组织措施费:
(临时设施费、安全施工费、文明施工费、环境保护费、冬雨季施工费、夜间施工费、生产工具使用费等)
人工费×相应费率=5022×49.57%=2489.40元。
规费:
社会保障费
(基价+企业管理费+组织措施费)×1.02%
即(68772+2968+2489.40)×1.02%=74229.4×1.02%=757.14元
工程排污费、住房公积金、危险作业意外伤害保险费、工程定额测定费
(基价+企业管理费+组织措施费)×0.94%
即(68772+2968+2489.40)×0.94%=74229.4×0.94%=690.33元
税金:
3.41%
=78338.53×3.41%=2671.34元
总价:
78338.53+2671.34=81009.87元/100m³。
8.2粘土浆单价
根据《煤炭建设特殊凿井工程综合定额》、(2007基价)为依据编制而成。
单位:
100m³
定额编号:
30112
注浆深度/m:
7300
浆液配比:
1.25
费用项目
㈠、直接费基价:
27997元
1.其中人工6774元
材料调差.
(1)水泥:
定额0.34元/kg.市场价:
0.46元/kg
每立方浆用水泥204kg.
补差:
100×204×(0.46-0.34)=2448元
(2)黏土:
定额8.21元/m³.市场价:
40元/m³
每立方浆用黏土0.131m³
补差:
100×0.131×(40-8.21)=416.449元
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- 地面 预注浆工法