两次成桩法在高承压水地层中的应用研究

为解决在高承压裂隙水地层施工旋挖钻孔灌注桩时遇到的涌水、塌孔、缩颈等技术难题。经试验研究,创新提出两次成桩法,即初次扩径成桩结合二次按设计尺寸成桩。成功解决上述工程难题。工程实践表明,两次成桩法在不需要特殊桩基设备的条件下,可实现在高承压裂隙水地层快速高效高质量成桩施工。初次扩径成桩采用C20号混凝土,混凝土浇筑1 d后,强度大于5 MPa小于10 MPa时进行二次成桩,施工工效最高且成桩质量优异。与传统的平衡水头法相比,两次成桩法既可节约工程直接成本,又可缩短工期,经济效益显著,且避免了机械高台作业带来的安全风险,提高施工安全性。为该类地层条件下的钻孔灌注桩快速成桩施工提供了技术借鉴。

高角度裂隙含水层井筒防治水

利用矿山已掘井筒及相邻矿山井筒防治水经验,针对某矿山高角度裂隙为主的中等-强含水层,分别讨论了冻结法、工作面预注浆法和地面综合注浆法的适用性,经对比分析,确定了地面综合注浆法作为拟建井筒的防治水方法,并选取了相应的注浆参数。从注浆效果分析,地面综合注浆法的参数比较合理,注浆堵水效果比较理想,能满足该地层条件下井筒防治水要求。

高裂隙卵石地质条件深基坑工程顺逆结合施工技术

针对临江高裂隙卵石地质条件下预应力锚索无法施工,且基坑紧邻市政交通要道、不具备放坡条件的贵州都匀福安国际广场深基坑工程,传统的“支护桩+预应力锚索”支护方案已经不可行。在此情况下,经工程参建各方共同研究,总结并应用了“预留反压土+顺逆结合施工”的深基坑工程施工技术,有效解决了高裂隙卵石地质中锚索无法施工不能给支护桩提供锚固作用的问题,确保了基坑的安全,在本工程实践中取得了良好的效果,可为类似条件下深基坑工程施工提供参考和借鉴。

高应力强膨胀多裂隙软岩巷道锚网喷注支护

高应力强膨胀多裂隙软岩巷道的支护问题一直是困扰恩洪矿区煤矿企业的难题。本文分析了恩洪煤矿二号井1800m轨道运输大巷围岩变形机理,对巷道变形情况进行了监测,掌握了高应力强膨胀多裂隙软岩巷道的压力特点和围岩变形规律。通过计算确定了高应力强膨胀多裂隙软岩巷道高性能锚网喷注支护参数,并不断根据施工现场情况调整支护参数,取得了较好的支护效果。

高角度裂隙、孔隙水含水层工作面预注浆技术

宁东红柳煤矿1号回风立井施工需穿过侏罗系直罗组强含水层。该含水层厚度较大,富水性强,以不均衡的高角度裂隙、孔隙水为主。根据含水层特点,工作面预注浆前期,采用单液水泥浆封堵含水层大裂隙,超细水泥浆封堵细小裂隙和孔隙水;后期采用化学浆液封堵微细裂隙和孔隙水,取得了预期效果。

岩湾隧道高倾角裂隙岩质洞口施工技术

岩湾隧道出口出露地层高倾角裂隙发育,部分层面存在夹泥情况。根据工程地质条件,采用临时防护与永久防护相结合,在不改变原设计洞门的前提下,进行洞门岩体加固。施工中采用洞口围岩锚喷网支护、仰坡水平预应力锚索和锚杆加固、边坡上部单墩预应力锚索加固、防爆安全防护、上下台阶法开挖等施工技术,加强隧道洞口围岩变形监测,实现了盾构安全出洞。

高倾角裂隙岩体渗透张量确定方法探讨

针对高倾角裂隙岩体的特点,以及渗透张量计算参数统计方法上存在的不足,利用钻孔电视成像技术进行裂隙统计,建立裂隙介质模型,并提出利用针对性更强的斜孔压水试验成果来修正渗透张量的新方法。运用该方法对某水利工程坝址区裂隙岩体渗透张量进行了实例测量计算,结果表明,相对于传统的垂直孔压水试验,新方法更具说服力和准确性,具有较强的工程实用价值。

高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥机理及防控方法研究

依托重庆石柱至黔江高速公路七曜山隧道工程,结合施工过程中的突水突泥灾害统计,阐述高陡倾岩溶裂隙构造中隧道突水突泥的发生机理及有效防控措施,对其致灾构造形态、突泥物源、灾变机制、防控措施等内容进行研究。研究结果表明:高陡倾充填型岩溶裂隙是一种致灾性极强的突水突泥致灾构造;七曜山隧道突水突泥的主因是动态河水流入落水洞,通过水体运移网络流向掌子面并形成高水压;通过对七曜山隧道裂隙封堵、排水泄压、泄水洞等措施来处治涌水突泥灾害,新建泄水洞有效保证了隧道安全。

郭屯矿井高角度裂隙粘土水泥浆地面预注浆技术

山东鲁能菏泽煤电开发有限公司郭屯矿井主、副井筒基岩段涌水量大,为满足凿井施工需要,采用粘土水泥浆地面预注浆技术治理涌水。由于施工方案科学合理,施工技术措施得当,取得了主井井筒注浆堵水率达到98%,副井井筒注浆堵水率达到99%的好成绩。简要介绍了注浆施工方案及施工工艺。

马城铁矿4#回风井高角度裂隙注浆技术

课题参考国内外富水矿山高角度裂隙地层治水方案,并结合马城铁矿4#回风井工程地质及水文地质条件,确立治理矿井涌水方案。通过类比、研究各种注浆实例,并结合4#回风井实际情况,确立了注浆施工工艺、施工设备、技术要求及质量保障措施,明确了施工过程中特殊情况的处理方法、施工监测手段和方法及工程质量管理保障措施。

石灰岩含水层中高角度裂隙对帷幕注浆的影响分析

矿山帷幕注浆技术在大水矿山地下水防治方面的作用逐渐受到业界的广泛认可,矿山帷幕注浆工程量大、工期长,作为大型隐蔽工程,其施工质量受到很多因素制约和影响,而受注地层的裂隙发育条件则是影响注浆施工的一项重要因素。以南李庄铁矿帷幕注浆工程为例,通过对工程中钻探和注浆资料的分类统计,分析了矿区灰岩含水层岩溶裂隙发育特征和裂隙产状对注浆施工的影响,认为矿区地层普遍存在的高角度裂隙对于浆液扩散搭接存在不利影响,结合现有工程施工经验,提出了降低这种不利影响的合理建议,为类似工程提供参考。

裂隙煤层弹性波场方位各向异性特征数值模拟研究

基于二维—三分量各向异性弹性波方程交错网格高阶有限差分法数值模拟,本文研究了高裂隙密度煤层弹性波场及其方位各向异性特征。对不同裂隙密度均匀裂隙介质模型和含裂隙煤层的三维层状模型进行了弹性波场数值模拟。结果表明,随着裂隙密度的增大(0～0.3),干裂隙介质中弹性波波前面由圆形变为椭圆形,而饱和水裂隙介质中,拟纵波波前面则由圆形渐变为菱形,拟横波波前面则由圆形渐变为蝴蝶结形。垂直裂隙仅引起煤层顶板反射P波及转换波振幅的方位各向异性,而垂直裂隙却能引起煤层底板反射P波和转换波的速度和振幅的方位各向异性。随方位角的变化,煤层底板反射P波和转换快慢横波的同相轴呈正弦形态。煤层底板转换快、慢横波时差与裂隙密度之间存在近似线性关系,而转换慢横波振幅随裂隙密度的增加是非线性衰减的。

竖井高角度微裂隙强含水层工作面预注浆技术

高黎贡山隧道1#竖井主井井筒是目前全国在建铁路隧道最深竖井,井筒所穿过地层均为高角度(70 度以上)细微裂隙-孔隙水含水层,岩性为混合花岗岩,破碎-极破碎。地质条件属富水性强且围岩软弱分布不均,在凿井施工前都需对地下水进行有效封堵,以减少地下水对施工带来的影响,从而保证施工安全。根据含水层特点,工作面预注浆前期,采用普通水泥单液浆封堵含水层大裂隙,超细水泥浆封堵细小裂隙和孔隙水;后期采用环保型改性脲醛树脂浆液封堵微细裂隙和孔隙水, 注浆各项参数达到设计和规范要求,取得了预期效果。

寻找新油气藏的理论和方法

石油深部起源理论认为,石油、天然气与金属矿床一样都是地球排气作用的产物。含油气盆地的演化与地球外核的排气及表面的升降变化相呼应,表明了含油气盆地的深部构造本质。石油及天然气形成于地球排气作用出现冷分支的新生代,明显表现为热液期后的特征。油气以垂直运移为主聚集在流体动力学构造圈闭以及与此有关的地层、岩性圈闭中,与新构造运动关系密切,这些理论为寻找新油气藏指明了方向。中国含油气盆地的特点是盆地基底深,沉积地层厚度大,故在已发现油气藏以下地层直至基底内部都有望发现新的油气藏。在新构造运动活跃、深部脆性岩石发育、具有良好盖层形成圈闭的地区,应首先采用深部地震对以构造裂隙油气藏为目标进行勘探。需要指出的是,传统的地震勘探方法对于查明深部断裂、高孔隙带和裂隙带是无能为力的,亟需开发非传统的地震勘探方法,此外,还可结合遥感、地球化学、张量分析、放射性、形态构造模拟等方法。

一种典型的岩溶隧道衬砌压裂突水灾害成因与防治

通过季家坡隧道衬砌压裂突水工程实例分析,研究隧址区岩溶发育特征,提出高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造形式,分析其形态、充填物性质和致灾机制;采用裂隙封堵、周壁注浆、排水泄压、结构置换、信息化注浆效果评估的水害处治措施治理隧道衬砌压裂突水。高陡倾充填型岩溶裂隙蓄水构造呈高角度裂缝状产出,降雨后,极易在其裂隙空间内积水形成高水压;此外,由于其通透性较差,沉积物运移速度慢,易于在其底部堆积,在自重应力和高水压压实作用下,充填介质沉积、胶结成坚硬与半坚硬状,透水性较差,开挖揭露初期,不出水或仅少量涌水,易于被忽视;但揭露后一段时间,裂隙内充填介质不断流失,最终导致充填物产生管涌、流土或被整体挤出,进而将上方暗河水、溶腔水或地表水等导入隧道,造成衬砌压裂、隧道突水等灾害。研究成果不仅成功应用于季家坡隧道突水灾害处治,对于避免类似突水事故的发生和灾害防治亦有较强的借鉴意义。

复杂地质条件下的立井井筒基岩段注浆防治水技术

赵楼煤矿风井井筒基岩段含水层多、涌水量大,且多为高角度裂隙水。井筒基岩段掘砌施工中,采用工作面预注浆和壁后注浆相结合的方法封堵涌水,最终将井筒总涌水量降到了3.97m3/h,取得了良好的效果。

深层火成岩侵入体和相关构造发育特征及其石油地质意义——以塔里木盆地顺北地区为例

为加深对塔里木盆地顺北地区岩浆侵入作用的研究,运用研究区丰富的三维地震资料,在详细刻画火成岩侵入体及相关构造发育特征和展布规律的基础上,建立了岩浆的垂向侵入模式,确立了岩浆的侧向流动方向,探讨了其石油地质意义。结果表明,顺北地区的碟形火成岩侵入体一般沿中、下奥陶统顶界面及以上界面层状叠置分布,碟形岩床之上发育逆断层和高陡裂隙两类构造,由此自下而上形成了"岩浆通道、叠置岩床、高陡构造"的岩浆垂向侵入模式。碟形岩床及相关构造的展布特征表明,该区岩浆自深部侵入到中、下奥陶统顶界面之后自北向南呈放射状侧向流动。研究火成岩侵入体对储层的改造作用和相关逆断层对油气的运聚作用有利于开拓顺北地区乃至整个塔里木盆地的油气勘探新领域。

减水注浆技术及其在恒源煤矿深部井应用研究

分析了恒源煤矿深部井井底车场的水文地质条件,鉴于砂岩含水层中高角度裂隙发育,结合目前注浆现状和工程要求,根据浆液扩散半径公式,采取合理注浆参数,确定了减水注浆方案,相比于帷幕注浆及其他注浆方案,既减少了工程规模,节约了工程成本,又起到了合理的防治水效果。

首山一矿主井井筒施工中的综合防治水技术

首山一矿主井井筒施工中,在深48-302.87m段通过石千峰及平顶山砂岩含水层。平顶山砂岩为厚-巨厚层状中粗粒石英砂岩,硅质胶结,坚硬,近垂直和高角度裂隙发育,上下水源联系紧密,地面预注浆效果不理想。介绍了针对现场实际情况,采取相应的综合防治水措施,保证施工质量和施工速度的经验。

综合注浆与定向钻进技术应用于铁矿立井堵水

马城铁矿1号主井基岩段高角度富水构造裂隙含水层，采用综合注浆与定向钻进技术进行地面预注浆堵水，取得了圆满成功，为铁矿床水患治理提供了经验。该井筒净直径6．5m，掘进直径7．5m，井深796．5m，采用冻、注、掘三同时施工方案，直孔＋S孔注浆，直孔注浆段深度为355-500m，S孔注浆段深度为500-964m。实际施工情况表明，S形定向钻孔技术应用于立井地面预注浆堵水工程，可以实现冻、注、掘三同时施工，缩短建井工期，获得较好的经济和社会效益。