* Инъекторы.
** Двойной тампон.
П р и м е ч а н и е – Прочность обойменного раствора назначается в зависимости от характеристик грунта и времени выстойки скважины на стадии опытных работ.
6.2.10. Инъекция выполняется с помощью обтюратора, который последовательно устанавливают против каждой манжеты, а раствор, разрывая под давлением нагнетания цементно-глинистую обойму, проникает в грунт (см. рисунок Б.1 приложения Б и рисунок В.1 приложения В).
6.2.11. Инъекция через манжеты должна производиться последовательно от забойной к устьевой манжете.
6.2.12. После инъекции манжетную колонну промывают, что позволяет провести дополнительную инъекцию участка грунтового массива (при необходимости).
6.2.13. Инъекция трещиноватых скальных грунтов в зависимости от способа инъекции, принятого проектом режима нагнетания и физико-механических свойств грунтов должна выполняться через кондуктор или пакер (см. рисунок В.1 приложения В).
6.2.13.1. При нагнетании раствора через кондуктор или пакер пробуренная скважина инъектируется на всю глубину ниже места установки кондуктора. При бурении в сильно обводненных участках грунтового массива оборудование скважины дополняется превенторным устройством (см. приложения Б и В).
6.2.13.2. Для локализации участка скважины, намеченного для инъекции, должны применяться пакеры.
6.3. Приготовление инъекционных растворов
6.3.1. Материалы при приготовлении инъекционных растворов по ГОСТ 28013 механизированным способом следует дозировать по массе. Вода по ГОСТ 23732 и водные растворы силикатов, смол и добавок дозируются по объему.
Погрешность дозировки для воды и цемента допускается не более 3 %, для заданных объемов компонентов растворов на основе силикатов и смол, а погрешность дозирования добавок – не более 5 %.
6.3.2. Выбор смесительного оборудования (турбулентные смесители или лопастные растворомешалки) для приготовления растворов определяется типом, рецептурой и объемами инъектируемых растворов. Технические характеристики смесительного оборудования приведены в приложении Г.
6.3.3. Загрузка в емкость растворомешалки каждого последующего компонента должна начинаться при получении однородной смеси после загрузки предыдущих компонентов в полном количестве.
Добавки для улучшения свойств растворов (ГОСТ 30459) готовятся заранее в виде раствора повышенной концентрации и вводятся в воду затворения в количестве, обеспечивающем рабочую концентрацию их в нагнетаемом растворе.
6.3.4. Компоненты растворов на основе цемента должны вводиться в растворомешалку в очередности: вода бентонитовая глина цемент силикат натрия. Цементный раствор с момента приготовления должен непрерывно перемешиваться или находиться в движении до момента его поступления в скважину.
6.3.5. Цементный раствор требуемого состава приготавливают путем смешивания сухих материалов с водой или разбавления густого* раствора на стационарном растворном узле.
6.3.6. Растворы на основе тонкодисперсных вяжущих (например, типа Микродур по ТУ 5735-001-17466563-09 [9]) должны готовиться в высокоскоростной растворомешалке с числом оборотов смесителя не менее 3000 об/мин при мощности электродвигателя не менее 2 кВт или в турбулентном смесителе с активатором и автоматическим дозированием вяжущего, воды и добавок.
Очередность введения компонентов в растворомешалку: вода суперпластификатор ускоритель схватывания минеральное тонкодисперсное вяжущее. Компоненты раствора должны загружаться в смеситель постепенно и порционно, в зависимости от объема смесителя.
6.3.7. Силикатные и полимерные растворы должны готовиться непосредственно перед нагнетанием. Рабочие растворы жидкого стекла, смолы и их отвердителей
* Маточного.
следует смешивать в объемных соотношениях и порядке, установленном рецептурой инъекционного раствора.
6.3.8. При смешивании компонентов растворов силикатов и смол в растворомешалке отвердитель следует добавлять к силикату и смоле (а не наоборот, смолу и силикат к отвердителю). Заданное время гелеобразования (схватывания) контролируется путем отбора проб от момента приготовления до момента гелеобразования.
6.4. Нагнетание инъекционных растворов
6.4.1. Инъекционный раствор нагнетается в скважину непосредственно вслед за гидравлическим опробованием скважин.
6.4.2. В зависимости от технологических параметров раствора нагнетание выполняют однокомпонентными или многокомпонентными насосами.
Приме чания
1. При нагнетании однокомпонентным насосом раствор, приготовленный путем смешивания компонентов раствора в отдельной емкости или растворомешалке, нагнетается в скважину по одному раствороводу.
2. При нагнетании многокомпонентным насосом, компоненты раствора подаются по отдельным раствороводам к смесителю, установленному непосредственно у инъектора (пакера). Вода для промывки системы также подается по отдельному раствороводу.
6.4.3. При нагнетании инъекционных растворов рекомендуется использовать насосы с регулируемым приводом. В случаях применения насосов с нерегулируемым приводом, они должны быть оборудованы регулятором, обеспечивающим плавное изменение нагнетания* раствора (СП.3.02.01-83[2], руководство [3]).
6.4.4. Нормальным режимом инъекции считается ход нагнетания раствора, при котором нагнетание ведется непрерывно, с постепенным снижением расхода раствора (при этом давление раствора соответствует давлению отказа или постепенно возрастает до давления отказа), а весь нагнетаемый раствор поступает в грунт.
6.4.5. Состав (плотность) нагнетаемого раствора не должен меняться, если при непрерывном нагнетании расход раствора при постоянном давлении нагнетания уменьшается или давление нагнетания раствора при постоянном его расходе возрастает.
* Подачу.
6.4.6. Плотность раствора следует увеличивать (сгущать) в тех случаях, когда при нагнетании раствора с максимальным достигнутым расходом давление нагнетания не повышается или при достижении давления отказа расход раствора не уменьшается.
6.4.7. При инъекции растворов на основе силикатов и смол режим нагнетания должен выбираться в зависимости от времени гелеобразования*, позволяющего, с учетом проницаемости грунтов, вязкости раствора и допустимого давления нагнетания, выполнить инъекцию необходимого объема раствора (см. 5.1.3 и 6.3.6).
6.4.8. При обнаружении выхода раствора на поверхность или в другую скважину место выхода немедленно затампонировать паклей, деревянными клиньями или пробками, быстросхватывающимся раствором.
П р и м е ч а н и е – Эффект может дать также повышение плотности нагнетаемого раствора, уменьшение давления нагнетания и т.п.
В случае невозможности устранить утечку раствора в процессе инъекции, скважину оставляют на выстойку на срок от нескольких часов до двух – трех суток.
6.5. Бурение скважин, приготовление и инъекция растворов при струйной цементации грунтов
6.5.1. Способ струйной цементации грунтов следует применять для укрепления и стабилизации грунтов, устройства ограждений и противофильтрационных завес при строительстве и реконструкции любых объектов в несвязных, неустойчивых и водонасыщенных грунтах (пособие [8]).
П р и м е ч а н и е – Струйная цементация грунтов основана на разрушении природной структуры грунта энергией высокоскоростной струи жидкости** и перемешивании его с нагнетаемым под высоким давлением (от 20 до 80 МПа) раствором до образования в грунтовом массиве грунтоцементной сваи***, диаметр которой зависит от характеристик укрепляемого грунта и используемого метода струйной цементации.
* Схватывания.
** Инъекционного раствора.
*** Столба.
6.5.2. В зависимости от физико-механических характеристик укрепляемых грунтов и проектных требований к параметрам укрепления может применяться одно («Jet-1»), двух («Jet-2») и трехкомпонентный («Jet-3») метод струйной цементации (СП 22.13330, пособие [8]).
6.5.3. Однокомпонентный способ обработки грунта рекомендуется применять для укрепления рыхлых грунтов (крупно и среднезернистых песков), а двух и трехкомпонентный − для укрепления мелкозернистых песков, связных и других видов грунтов.
П р и м е ч а н и е – «Jet-1», «Jet-2», «Jet-3» – принятое сокращенное обозначение, соответс-
твенно, одно, двух и трехкомпонентного метода струйной цементации грунтов.
6.5.4. При однокомпонентном способе струйной цементации размыв* и перемешивание грунта производят высоконапорными струями инъекционного раствора с образованием грунтоцементной сваи из укрепленного грунта диаметром от 0,3 до 0,8 м.