注浆效果检测方法的评价

・问题探讨・

文章编号:1003-496X(2001)10-0038-02

注浆效果检测方法的评价

黄小广

(焦作工学院,河南焦作454159)

摘　要:本文通过对各种用于注浆效果检查方法的原理,进行消化、归纳、分类,并与现场实测和模拟试验相结合,提出了PST综合检测注浆效果的新方法。

关键词:注浆效果;检测;评价

中图分类号:TD265.4 文献标识码:C

先进的检测技术是科学技术现代化的重要标志之一,在注浆工程中,检测技术已日益为人们所重视。但由于以往注浆检测技术不够完善,使注浆工程带有很大的盲目性和随意性,如受注地层的裂隙发育情况、浆液的扩散范围、受注地层空隙填塞的饱满程度、注浆后结石体的稳定性、注浆结石体的不透水性和耐久性方面的判断,主要是凭借注浆资料、钻探资料和施工经验加以分析确定。这样就不能优选施工工艺参数,控制注浆质量,合理、经济和科学地指导注浆施工,故有时延误工期,浪费材料,经济效益低下,有的趋于失败,甚至引发灾害性的工程事故。因此探索更全面、更科学的检测注浆质量和效果的方法,具有现实意义。

1　注浆效果检测方法的评价

1.1　施工质量检查及技术资料分析法

对注浆过程的施工质量以及有关施工记录的技术资料加以整理、分析,便可以初步判断注浆质量。对注浆过程中的注浆压力、浆液浓度、吸浆量等变化情况进行分析,可以判断注浆工作是否正常。

1.2　钻孔抽(压)水检查法

通过注浆前后的钻孔抽(压)水试验,计算出岩层的渗透系数(或吸水率)以及井筒涌水量的变化,推断岩层的不均质性和确定注浆处理的偶然缺陷,以此来判断注浆质量好坏。

1.3　注浆前后水量比较法

用注浆前后水量的变化,来确定堵水率的多少,以此来判断注浆质量和效果。即封水效果为:

K=(Q1-Q2)/Q1

式中　K——封水效果,%;

　Q1——注浆前工程的涌水量,m3/h;

　Q2——注浆后工程的涌水量,m3/h。1.4　取样检查法

(1)钻孔取样。注浆工作结束后,用钻机在注浆段钻孔取芯,观察浆液在地层空隙中的充填和胶结情况,藉以了解浆液扩散范围和评价注浆效果。

(2)开挖检查。在注浆区域内进行开挖,直接观测浆液在地层空隙中的充填和胶结程度以及扩散范围、浆液结石体的情况以及它的渗透能力,测定涌水量的变化,而且还可以凿取岩样,加工成试件,进行力学性能的试验,以评价注浆后的防渗、补强和固结效果。

1.5　钻孔检测法

(1)钻孔摄影。将钻孔摄影仪置于钻孔内的预定深度,对注浆前后孔壁四周进行摄影,经过整理后,获得一组孔壁岩石的展示照片。根据照片来分析浆液结石体对裂隙的充填情况。

(2)钻孔电视。通过孔中的摄影机拍摄孔壁

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图像,传送至地面监示器,并由屏幕直接反映出来,以供观察裂隙中浆液的结石、充填情况,判断注浆效果。

1.6　无线电波透视法

高频无线电波在地下岩体中传播时,当遇到比其岩层电阻率低的介质体时,由于低阻介质对电磁波的吸收和界面反射等特征,使得电磁波的能量损失增加,减弱了电磁波的穿透能力,形成接收信号显著减弱的“阴影区”,利用此“阴影区”作为判断、解释低阻介质体性质的依据。

1.7　旋转触探法(RPT)

它是根据钻孔时的钻孔阻力(钻头贯入推力、钻头扭矩)等参数,直接定量地评价地层强度的探查法。

1.8　声波测试法

以测量声波在介质中传播的时间和在介质中传播一定距离的脉冲(或振幅)的衰减为依据,用注浆前后岩体声学参数的变化,来检测注浆帷幕形成的质量和效果。

1.9　PST法

它是压水试验(P)、声波测试(S)、P-q-t 记录(T)综合法的简称,它是通过岩土层空隙在注浆前后的压水吸水率的变化趋势及范围、声波声学参数的变化分析及计算、P-q及q-t 记录的关系,来分析判断注入地层中浆液的扩散状况及范围、空隙充填的饱满程度、浆液结石体的强度,以此检测注浆结果和质量。

通过综合分析认为:前8种检测方法各有其优点,但也有其片面性和局限性。下面着重分析PST法。首先对注浆过程中各个注浆孔的压水吸水率的变化趋势及范围进行分析,可以推测受注地层空隙存在条件在注浆前后的改变情况,进而判断岩土空隙充填密实程度和其注浆效果;而声波可测出注浆前后地层岩土体声学参数的变化,由此推算出岩土体的空隙和力学性质,浆液在岩土空隙中扩散的状况及范围、充填的密实程度;P-q曲线和q-t记录可以在注入过程中及时了解浆液的分布形态。压水试验、P-q-t记录是注浆工法的常规试验和必须做的原始记录,故PST法简单、方便、可靠性高。通过三种测试结果互相对比、分析和验证,既可对岩土层原状的性态充分了解,又可及时掌握浆液的扩散状况,获取注浆过程信息,进而反馈控制注浆参数(压力、流量、浓度、扩散范围),准确迅速为注浆工艺、注浆材料以及注浆设备的确定提供可靠依据,使注入浆液按设计到位,即使整个注浆系统处于最佳状态,注浆技术的可靠性进一步提高。

2　结　论

(1)根据理论分析,作者通过大量的模拟实验、现场实测认为,注浆效果的评价,主要应根据浆液在空隙中的饱满程度、密实性以及注浆帷幕的连续性如何,也就是注浆前后岩体的力学性态的变化情况如何。

(2)声波检测注浆效果是一种有效的方法,可以快速、准确地在较大范围内进行测量,而且是原岩体的性质测量,更加接近于工程实际情况,所提供的岩体物理力学参数既可以为工程实际应用和数值模拟研究提供根据,又可以为选择最佳的注浆工艺及参数提供科学依据;声波评价注浆效果比其它评价方法客观、准确、科学。

(3)PST法既可充分了解岩土原状的性态,又可及时掌握浆液的扩散状况,获取注浆过程信息进而反馈控制注浆参数,使整个注浆系统处于最佳状态,它是实现信息化施工,检测注浆效果和质量的唯一两者兼顾的好方法,加之PST法检测的结果是平均值,较准确,互相对比性强、可靠性高。

作者简介:黄小广(1961-),男,于1985年毕业于焦作矿业学院矿山建设专业,1993年获焦作矿业学院采矿工程硕士学位,现从事岩土工程研究,完成科研项目多项,发表论文10余篇。

(收稿日期:2001-01-17;责任编辑:梁绍权)

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