水泥灌漿在地?zé)峋械膽?yīng)用

【關(guān)鍵詞】 鉆探，水泥灌漿， 地?zé)峋瑧?yīng)用分析

【摘要】 目前水泥灌漿隔水法在常規(guī)地質(zhì)鉆探中得到很好的應(yīng)用，本文通過實(shí)際工作中將此方法很好的應(yīng)用到地?zé)徙@進(jìn)中，以彌補(bǔ)以往該類鉆孔所采用海帶或托盤止水法的不足。

在地?zé)徙@進(jìn)中，由于孔經(jīng)大，開孔鉆進(jìn)至基巖中后，需要下定向套管，目的是隔住松散層以防垮塌，保證往下的順利鉆進(jìn)，還要防止地表水的侵入以免影響水質(zhì)，就必須止水，止水可以用海帶或托盤止水，而作為永久止水，還是灌注水泥可靠。下好定向管后，需換經(jīng)鉆穿隔熱層，而后需下入第二層套管，下好套管后，作用是隔住松散層和冷水，以免滲入井內(nèi)影響水溫和水質(zhì)，而第二層套管往往下得較深，為止住冷水的侵入，需在套管外經(jīng)與孔壁的環(huán)狀間隙間灌注水泥漿，以徹底克服地下水的壓力。具體灌注程序如下：

一、清孔、換漿

1、先將孔內(nèi)濃泥漿及孔內(nèi)沉渣用粘度為30秒的泥漿排出孔外沉淀池中；

2、待孔內(nèi)泥漿比重為1.1時(shí)，粘度接近30秒后，抽出泥漿池內(nèi)泥漿將池壁池底殘留泥皮及沉渣清洗干凈。

二、計(jì)算出要灌注段的環(huán)狀間隙容積和水泥用量和用水量

1、環(huán)狀間隙容積計(jì)算（詳見鉆孔示意圖）

V1環(huán)=

式中h1：上灌注段深度

D1：上灌注段鉆孔直徑

d1：套管直徑

V1環(huán)：上灌注段容積m3

V2環(huán)=

V2環(huán)：下灌注孔段環(huán)狀間隙容積（m3）

式中：D2——下灌注孔段鉆孔直徑

d2——下灌注孔段套管直徑

h2——下灌注段深度

V總環(huán)=V1環(huán)+V2環(huán)

套管

h1（h2）

環(huán)狀間隙

d1（d2） 套管

D1（D2）

環(huán)狀間隙

鉆孔示意圖

2、計(jì)算水泥用量及用水量、替漿量、水泥漿體積。

①水泥用量計(jì)算

W水泥=V總環(huán)×m

②水用量計(jì)算

V水=

式中：W水泥——水泥用量，V水—水用量，

實(shí)際灌注應(yīng)考慮水泵抽不到水泥漿的體積和損耗系數(shù)，這樣算出的水泥及水用量就更準(zhǔn)確，灌注誤差就更小。

③替漿量

過去用水泵灌漿有兩個(gè)問題易被忽視，一是當(dāng)水泥用量較多和灌漿位置較深時(shí)，往往未等水泥漿送到不定灌漿位置邊灌邊提鉆以致使水泥漿被孔內(nèi)水（泥漿）所稀釋；二是不注意鉆具內(nèi)替換水容積的計(jì)算，用過少或過多的清水壓漿和沖洗鉆具，使水灰比增大，甚至不能干固。

所以孔內(nèi)灌漿時(shí)，壓送水量必須保證壓出的漿液返高與鉆具內(nèi)的漿液高度基本相一致，即灌漿的前鋒與尾端基本上在一個(gè)水平上，以保證予灌孔段中漿液不會(huì)被稀釋。并注意開始時(shí)提鉆要慢，防止抽吸造成下部出現(xiàn)空穴。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，替漿水量計(jì)算公式如下：

V=V1—V2k（升）

式中：V——要求替漿量（升）

V1——鉆具內(nèi)容積加地面輸漿管道容積之和。

V2——水泥漿體積，可根據(jù)下式計(jì)算

V2= Q（升）

式中 —水的比重

—干水泥的比重為3.1

m—水灰比

Q—水泥重量，kg

、 k—壓水系數(shù)，根據(jù)不同規(guī)格及不同孔經(jīng)環(huán)狀間隙計(jì)算得

④禁止以水泵泵量和時(shí)間估計(jì)替漿量

三、下套管

在套管底管以上的第二根管內(nèi)安設(shè)上單向灌注閥（如下示意圖），底管打上花眼，井口套管灌漿處安設(shè)閥門。

四、根據(jù)前面第二節(jié)計(jì)算量配制出水泥漿

灌漿單向閥示意圖

灌漿單向閥示意圖

五、灌注

灌漿單向閥示意圖

1、將配制好的水泥漿用高壓泥漿泵送入井底。

2、灌完后，根據(jù)前面計(jì)算的潛漿量壓入清水。

3、壓完清水后為防止水泥漿由于停泵瞬間水泥漿壓差回灌，應(yīng)將套管灌漿口閥門立即關(guān)閉。

五、清洗機(jī)具

待水泥漿灌注完畢閉漿后，以灌注口閥門處取脫高壓管，抽清水進(jìn)行清洗洗，出的水不能讓其流入孔內(nèi)，然后清洗高壓泵和其他水泥漿配制機(jī)具以及清洗泥漿池內(nèi)的殘水泥漿液。

我隊(duì)在石阡中壩鎮(zhèn)地?zé)峋@井中就采用了上述方法灌注水泥漿孔深340.75m處，孔徑口245mm，下套管Φ224mm，一次灌注成功。

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作者簡(jiǎn)介：石志生，男，1958-6，工程師，貴陽市，主要研究方向：地質(zhì)鉆探