Материал: Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства

коллоидного состояния, обладающие высокой подвижностью. При прекращении перемешивания или остановке процесса на­ гнетания такие растворы быстро загустевают и становятся ма­ ло подвижными, т. е. имеют высокие тиксотропные свойства.

Бентонитовые растворы не применяют, если в тампонируе­ мом пространстве имеет место наличие хлоридов, сульфатов, гидрооксида кальция, продуктов гидратации цемента. Эти соли являются коагулянтом по отношению к бентонитовому гелю. Для нейтрализации этих солей наиболее употребительны тринатрийфосфат и углекислый натрий.

Процесс водопоглощения (набухания) бентонитов происхо­ дит в течение длительного периода времени, однако основной объем воды бентонит поглощает в первые часы после приготов­ ления раствора. Поэтому при производстве тампонажных работ надо стремиться к тому, чтобы бентонитовый раствор сразу же после приготовления нагнетался в тампонируемое пространст­ во. В этом случае бентонитовый гель, увеличиваясь в объеме, уплотняется в ограниченных по размерам трещинах и порах тампонируемых пород, что обеспечивает высокую водонепрони­ цаемость затампонированной породы. Содержание бентонита по заданной плотности или концентрации раствора определяют по данным таблицы 5.4.

В последние годы для тампонажа трещиноватых горных по­ род широкое применение нашли глиноцементные растворы, ко­ торые приготавливают путем добавления в исходный глинистый раствор сухого цемента и реагента структурообразователя. Ис­ ходный глинистый раствор должен обладать следующими свой­

4-15 Па через 1 мин. Для приготовления такого раствора ис­ пользуют каолиновые или полиминеральные глины и суглинки с преобладающим содержанием среды глинистой фракции као­ линита.

Цемент используют марки не ниже 400. Тип цемента подби­

стве структурообразователя используют натриевое жидкое стек­ ло с модулем 2,8—3,2.

Ниже приведены нормы расхода исходных компонентов для приготовления 1 м3 глиноцементного раствора.

Основными параметрами, характеризующими структурно-ме­ ханические свойства глиноцементных растворов, являются ста­ тическое напряжение сдвига и пластическая прочность струк­ туры.

В табл. 5.5 приведены характеристика и свойства глиноце­ ментных растворов, разработанных объединением «Спецтампонаж геология».

Глиноцементные растворы по сравнению с цементными име­ ют большие преимущества: высокие структурно-механические свойства в начальный период времени стабилизации, препятст­ вуют вымыванию растворов из трещин пластовыми водами; вы­ сокие тиксотропные свойства обеспечивают растворам хорошую прокачиваемость по трубам и проникновение в трещины с ма­ лым раскрытием; наличие глинистой фракции в тампонажном растворе обеспечивает пластичность, в результате чего стаби­ лизировавшийся раствор не растрескивается при ведении взрывных работ, при проходке горных выработок в затампонированной зоне;, низкий коэффициент проницаемости стабилизи­ ровавшегося тампонажного раствора гарантирует водонепрони-

Т а б л и ц а 5.5

цатемость изоляционной завесы вокруг ствола в течение всего времени его эксплуатации.

Глиноцементно-песчаные растворы являются промежуточны­ ми между глиноцементными и цементно-песчаными. Эти раство­ ры после затвердения вследствие содержания в своем составе глин обладают необходимой водонепроницаемостью, а благода­ ря содержанию цемента и песка — повышенной по сравнению с глиноцементными растворами механической прочностью. Рас­ творы обладают прочной структурой, не расслаиваются при на­ гнетании, хорошо перекачиваются при нагнетании растворона-

твор' добавляют технический парафин в количестве до 25%. Опыт использования горячей битумизации показал, что из-

за значительной вязкости даже расплавленный битум не может полностью заполнить трещины с раскрытием менее 1 мм. В свя­ зи с этим радиус битумизации колеблется от 0,75 до 1,5 м, а водопроницаемость трещиноватого массива полностью не сни­ мается. Кроме того, усадка остывшего битума, достигающая 12%, также снижает водопроницаемость.

Указанные выше явления привели к fOMy, что способ горя­ чей битумизации стал применяться редко как в гидротехниче­ ском, так и в промышленном строительстве, а для водоподавления в песчаных грунтах стали применять способ холодной биту­ мизации с нагнетанием в грунт битумной эмульсии. Однако и в этом случае опыт показал, что при нагнетании частицы би­ тумной эмульсии могут проникать в поры грунта, если их диа­ метр в 2,5—3,5 раза меньше размеров пор. Кроме того, было установлено, что применение способа холодной битумизации в песках ограничивается коэффициентом фильтрации от 10 до 50 м/сут.

Поэтому при наличии в настоящее время других способов тампонирования грунтов, как, например, силикатизации и смолизации, способ холодной битумизации не получил широкого применения.

При соприкосновении раствора силиката натрия с раствором хлористого кальция на границе их раздела благодаря коагуля­ ции образуется пленка кремниевой кислоты (рис. 5.8). В про­ цессе образования пленки различают три зоны: 1) непосредст­ венно прилегающая к поверхности раздела, которая состоит из