Инъектирование грунтов. Требования при проектировании

При проектировании инъекционных завес должны учитываться ряд природных факторов и технических требований:

  • гидролого-метеорологические данные;
  • топографические планы района месторождения в масштабах, устанавливаемых проектной организацией;
  • характеристику геологического строения, тектонической нарушенности толщ, неотектоники, сейсмических условий и особых условии (наличие вечной мерзлоты, карста, оползневых явлений и др.);
  • геологические разрезы и профили;
  • характеристику гидрогеологических условий, инженерно-геологическую характеристику и сведения о физико-механических свойствах горных пород; сведения о водоносных слоях, источниках и областях их питания и разгрузки, взаимосвязи между ними и с поверхностными водами, их химическом составе, температурах;
  • данные о фильтрационных свойствах пород, определенные с помощью опытных откачек и с учетом схематизации гидрогеологических условий;
  • карты распространения водоносных слоев, рельефа их кровли и подошвы, а также гидроизогипс и гидроизольез.
  • Геологические и гидрогеологические данные должны относиться ко всей зоне депрессии и на глубину, охватывающую все водоносные слои, из которых возможны фильтрация или прорыв подземных вод.
  • Материалы изысканий должны отвечать требованиям СНиП II-9-78
  • При надлежащем обосновании допускается предусматривать инъекционные завесы (линейные и контурные) для защиты от подземных вод.
  • В зависимости от геологических и гидрогеологических условий залегания водоносных пород допускается проектировать инъекционные завесы в сочетании со свайными или траншейными системами.
  • Допускается предусматривать инъекционные завесы для закрепления горных пород и придания им водонепроницаемости на отдельных участках горных выработок.
  • При проектировании следует предусматривать устройство инъекционных завес и тампонаж горных пород на отдельных участках с применением цементации, глинизации, смолизации и силикатизации.
  • Цементацию (инъекцию цементных, глиноцементных и глиноцементно-песчаных растворов), как правило, следует применять для устройства завес в скальных трещиноватых породах с раскрытием трещин свыше 0,10 мм, свободных от заполнения или же заполненных легко поддающимися промывке вторичными материалами, при скорости движения подземных вод по трещинам не более 600 м/сут. При большей скорости применение цементации должно быть обосновано опытным путем. Допускается предусматривать применение цементации в гравийно-галечниковых и песчаных водоносных породах с коэффициентом фильтрации свыше 50 м/сут.
  • Выбор состава и консистенции раствора при цементации следует производить в зависимости от назначения инъекционной завесы, состояния и инженерно-геологических свойств закрепляемых пород, их трещиноватости и закарстованности, а также химического состава подземных вод.
  • Для приготовления цементных растворов следует предусматривать портландцемент марки не ниже 300. Допускается использование сульфатостойкого цемента, шлакопортландцемента, тампонажного портландцемента и специальных видов цемента. При наличии агрессивных вод следует предусматривать цементы, стойкие по отношению к данной агрессивной среде.
  • Глинизацию (инъекцию глиносиликатных растворов) следует предусматривать в случаях, когда цементация неэкономична или ненадежна из-за наличия агрессивных вод, способных корродировать цемент.
  • Смолизацию (инъекцию растворов синтетических смол с отвердителем) следует предусматривать для устройства завес в песчаных (с коэффициентами фильтрации 0,2-50 м/сут) и в скальных тонкотрещиноватых и пористых горных породах.
  • Силикатизацию (инъекцию двух или одного химических растворов) следует предусматривать для устройства завес в песчаных породах. При этом в песках с коэффициентами фильтрации 2-80 м/сут следует предусматривать поочередно нагнетание в поры пород растворов силиката натрия и хлористого кальция, в мелких песках с коэффициентом фильтрации 0,5-2,0 м/сут - одного раствора силиката натрия с добавкой фосфорной или кремнефтористо-водородной кислоты.
  • Допускается предусматривать комбинированное применение цементации, глинизации, смолизации и силикатизации.
  • Допускаемый градиент напора Ia на инъекционную завесу и ее фильтрационную характеристику при отсутствии специальных экспериментальных данных допускается принимать в зависимости от задаваемой в проекте величины удельного водопоглощения закрепляемых горных пород по СНиП II-16-76.
  • Выбор расстояния между скважинами (шаг скважин) инъекционной завесы следует производить из условия обеспечения ее сплошности и установленной в проекте плотности (допустимой величины удельного водопоглощения и коэффициента фильтрации тела завесы). Оптимальное расстояние между скважинами, как правило, следует определять на основании опытных работ. При отсутствии опытных данных расстояние между скважинами допускается определять исходя из величины радиуса распространения инъецируемого раствора rin, вычисляемого по формуле:

                                          rin =  (qint /¶×hin×aee )½, где       

                       qin - расход раствора, нагнетаемого в скважину, м3/ч;

                       t - продолжительность нагнетания раствора в скважину, ч;

                       hin - толщина споя закрепляемого грунта, м;

                       ae - коэффициент неравномерности распространения трещин и пор в горной породе,

                       е - коэффициент пористости горных пород.

  • При проектировании завесы следует устанавливать очередность бурения и инъецирования скважин в ряду по методу последовательного сближения, располагая скважины первой очереди на расстоянии, исключающем их связь по трещинам в процессе нагнетания раствора.
  • Устройство инъекционных завес следует предусматривать с поверхности или из горных выработок. Направление (угол наклона) скважин следует задавать с учетом пересечения наибольшего числа преобладающих водопроводящих трещин и контактов напластований.
  • Диаметры буровых скважин при выбранном способе бурения следует назначать в соответствии с их глубиной, составом и строением проходимых пород, а также с учетом обеспечения пропуска требуемых расходов воды и нагнетаемых растворов. Диаметры скважин допускается назначать в пределах 42-91 мм, а при заполнении крупных полостей и пустот вязкими растворами - 91-110 мм.
  • В песчаных породах вместо бурения скважин допускается предусматривать забивку перфорированных инъекторов с предельной глубиной погружения 12-15 м. Погружение инъекторов на большую глубину следует предусматривать в пробуренные скважины.
  • При проектировании инъекционных завес давление инъецируемых растворов, как правило, следует устанавливать по данным опытных работ; при их отсутствии допускается устанавливать давление на основании данных выполнения завес в аналогичных условиях.
  • В проекте следует предусматривать необходимые мероприятия для предотвращения прорывов нагнетаемых растворов на поверхность земли или в подземную часть сооружения.
feedback