(дополнительная), «П» (повторная, вместо аварийной или неполноценной), контрольным – с добавлением буквы «К» (контрольная).
10 Бурение скважин
10.1 Цементационные скважины следует бурить способами и диаметрами, предусмотренными в РД (ППР). Справочные данные по буровому оборудованию приведены в СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 (приложение Г).
В том случае, если при бурении скважины наблюдается поглощение промывочной воды или обрушение стенок скважины, бурение следует остановить и приступить к цементации пробуренной части скважины.
10.2 При бурении цементационных скважин глубиной более 20 м должны проводиться мероприятия, предотвращающие отклонение скважины от заданного направления:
- установка бурового станка и вращателя по угломеру и жёсткое их закрепление в заданном направлении;
- забуривание скважин при минимальных давлениях на забой и числе оборотов бурового снаряда, установленных инструкцией по эксплуатации данного бурового станка;
- применение длинных колонковых труб (длина 4,5 - 6 м) по ГОСТ Р 51682, утяжелённых снарядов, буровых штанг с замковым соединением.
10.3 В процессе бурения должна проводиться выборочная инструментальная проверка отклонения скважин от проектного направления в соответствии с указаниями регламента на цементационные работы. Отклонение не должно превышать 2,5% от длины скважины.
10.4 В процессе бурения следует выполнять следующие контрольные операции в соответствии с указаниями СП 11-105-97 [5]:
- наблюдения за видом и состоянием проходимых пород;
- наблюдения за поглощением и мутностью промывочной воды;
- измерения по скважинам уровня или напора грунтовых вод, расхода изливающейся воды;
- кавернометрические измерения и каротаж скважин (электрокаротаж, сейсмокаротаж, расходометрия).
10.5 По окончании бурения скважина должна быть интенсивно промыта водой или водовоздушной смесью до полного осветления воды при изливе. При отсутствии излива воды на поверхность промывка скважины должна продолжаться не менее 15 мин.
10.6 По окончании промывки должен быть произведён контрольный промер глубины скважины, по количеству опущенных штанг. Затем устье скважины следует плотно закрыть крышкой или пробкой.
10.7 В процессе бурения должен вестись буровой журнал. Форма бурового журнала приведена в приложении А.
11 Обустройство и уплотнение скважин
11.1 Перед гидравлическим опробованием и цементацией устье скважины должно оборудоваться контрольно-измерительными приборами, предусмотренными РД (ППР) Должны использоваться контрольно-измерительные приборы, прошедшие поверку.
11.2 Для изоляции опробуемого интервала скважины от остальных её частей при гидравлическим опробовании и цементации следует использовать разжимное, гидравлическое или пневматическое уплотнение («тампон», «пакер»). Уплотнение должно устанавливаться на уровне границы цементируемой зоны.
11.3 При невозможности разжать тампон и обеспечить его герметичность на заданной глубине из-за местной неустойчивости грунтов тампон следует переместить выше или ниже по скважине в зону уже зацементированных грунтов.
11.4 В неустойчивых грунтах при невозможности обеспечить герметичность уплотнения на проектных глубинах (подтвержденной актом), уплотнение следует устанавливать в устье скважины или в зоне устойчивых грунтов.
12 Гидравлическое опробование
12.1 После изолирования опробуемого интервала скважины должна быть проверена герметичность трубопроводов, путем нагнетания воды в скважину. Обнаруженные неисправности необходимо устранить.
12.2 Гидравлическое опробование грунтов в пределах опробуемой зоны должно производиться нагнетанием в неё воды при максимально допустимом давлении, предусмотренном РД или ППР.
12.3 После стабилизации давления его следует поддерживать неизменным в течение 10 - 15 мин; за это время следует произвести 2 - 3 измерения расхода воды с использованием расходомеров или мерной рейкой в расходном баке. Измеренные значения давления и расхода должны фиксироваться в журнале цементации, форма которого приведена в приложении Б.
12.4 По результатам гидравлического опробования следует определить удельное водопоглощение грунтов согласно указаниям, приведённым в приложении В. Результаты следует занести в акт испытаний контрольной скважины, форма которого приведена в приложении Г.
13 Материалы для цементационных растворов
13.1 Все материалы, используемые для приготовления цементационных растворов должны соответствовать техническим условиям на материалы: цемент – ГОСТ 30515, ГОСТ 10178, вода – ГОСТ 23732, инертные материалы песок – ГОСТ 8736 и различные добавки – ГОСТ 24211, ГОСТ 30459, а также стандартам и техническим условиям, по которым они выпускаются - ТУ 6-13-14 [6], ТУ 6-18-194 [7], ТУ 2455-055-58901825-2008 [8], ТУ 5745-001-97474489-2007 [9], ТУ 3810274 [10], рекомендациям Условия транспортирования и хранения должны соответствовать ГОСТ 30515, ГОСТ 8736, ГОСТ 10690, ГОСТ 24211 и СП 48.13330.
13.2 Для цементации грунтов следует применять цемент с основными признаками по ГОСТ 30515, предусмотренными в РД. Применение других цементов допускается только по согласованию с проектной организацией после проведения лабораторных испытаний.
13.3 Смешивать цементы с различными основными признаками по ГОСТ 30515 при приготовлении цементационного раствора разрешается только по заключению строительной лаборатории.
13.4 Необходимое и допустимое количество добавок приведено в приложении Д и должно устанавливаться проектной организацией после лабораторных исследований с использованием цемента, применяемого на данном объекте.
14 Растворы и их приготовление
14.1 Состав цементного раствора следует выражать водоцементным отношением (В/Ц), т.е. соотношением масс воды и цемента. При цементации следует применять шкалу составов цементных растворов, приведённую в приложении Е.
14.2 Цементационные растворы, имеющие в своём составе инертные материалы и активные добавки, следует маркировать в соответствии с указаниями РД где, кроме В/Ц, должно быть указано количество добавок. Рекомендуемые составы цементационных растворов приведены в СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 (приложение Д).
14.3 В местах приготовления цементационных растворов должны быть вывешены таблицы расчёта дозировок основных компонентов раствора для каждой консистенции и технологии их приготовления.
14.4 Особое внимание должно быть обращено на соблюдение технологии приготовлением водных растворов добавок. Для более интенсивного растворения добавку следует измельчать, воду подогревать, раствор перемешивать. Использование водных растворов с нерастворившимся осадком не допускается.
14.5 Приготовление раствора требуемого состава следует производить на РРУ путём разбавления концентрированного (маточного) раствора, заготовленного на ЦРУ, или путем смешения сухих материалов с водой. Справочные данные по применяемому смесительному оборудованию приведены в СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 (приложение Г).
14.6 Дозирование материалов, предназначенных для цементационных растворов, должно производиться по массе с точностью до 3%.
14.7 Температура воды при затворении цемента не должна превышать 45 °С.
14.8 Перемешивание цемента, воды и добавок должно продолжаться до получения однородной массы.
14.9 Готовый раствор должен загружаться в расходный бак (растворосмеситель) через сетку с размерами ячеек не более 2,5 мм для отсева инородных включений и слипшихся частиц цемента.
14.10 Следует регулярно проверять плотность приготовленного раствора с помощью ареометра. Периодичность контроля должна быть указана в технических условиях на производство цементационных работ.
14.11 Приготовленный раствор должен непрерывно перемешиваться или находиться в движении до момента его поступления в скважину.
14.12 Приготовленный раствор должен быть использован в течение не более 1,5 ч с момента его приготовления.
15 Цементационное оборудование и контрольно-измерительная аппаратура
15.1 Для нагнетания цементного раствора должны использоваться цементационные поршневые, плунжерные и диафрагменные насосы. Справочные данные по применяемым насосам приведены в СТО НОСТРОЙ 2.3.18-2011 (приложение Г).
Рекомендуется использовать насосы с регулируемым приводом. При использовании насосов с нерегулируемым приводом раствороводы должны оборудоваться регуляторами, обеспечивающими плавное изменение подачи раствора.
15.2 Растворовод, подающий раствор от насоса к скважине, должен быть снабжён краном или вентилем для спуска воздуха, воды или раствора, установленным около скважины.
15.3. Манометры для измерения давления раствора следует устанавливать у насоса и устья скважины. Манометры должны быть снабжены предохранителями, препятствующими попаданию в него раствора.
15.4. Цементационные установки (ЦРУ и РРУ) должны быть снабжены приборами и приспособлениями для измерения плотности, расхода и давления нагнетаемого раствора, обеспечивающими его фиксацию:
- не реже 1 раза в 1 мин при автоматических измерениях и записи расхода раствора на материальный носитель прибора или на диск компьютера;
- не реже 1 раза в 5 мин при измерении расхода по объёму израсходованного раствора и при записи результатов измерения в журнале цементации.
15.5 Для проведения цементации при расходе и давлении раствора, близких к предельно допустимым, необходимо установить реперы и марки на поверхность рабочей площадки или на рядом расположенном сооружении и во время цементационных работ проводить наблюдения за их смещением согласно ГОСТ 24846. В ППР на цементационные работы должны быть приведены допустимые значения смещения реперов и марок, а также мероприятия, которые следует проводить при их достижении.
16 Нагнетание раствора
16.1 Технология нагнетания
16.1.1 При использовании насосов с регулируемым приводом нагнетание раствора следует производить нажимным способом, обеспечивающим поступление всего раствора в скважину. При использовании насосов с нерегулируемым приводом нагнетание раствора следует производить циркуляционным способом с возвратом избытка раствора из нагнетательной линии в расходный бак (растворосмеситель).
16.1.2 Циркуляционный способ нагнетания раствора следует применять при размещении растворовода на дневной поверхности и при отрицательной температуре вокруг растворовода. При отрицательной температуре должны приниматься специальные меры по теплоизоляции и обогреву раствороводов, согласно 16.4.5.
16.1.3 Нагнетание цементационого раствора в скважину следует начинать непосредственно после гидравлического опробования (не прерывая нагнетания воды) при максимально допустимом давлении.
16.1.4 За весь период нагнетания раствора в зону скважины расход и давление раствора должны быть наибольшими возможными, но не должны превышать допустимых значений расхода раствора и давления отказа, установленных РД и откорректированных проектной организацией в процессе производства работ.
Рекомендуемые допустимые значения расхода и давления цементационного раствора следует определять согласно указаниям, приведённым в Ж.1 и Ж.2 приложения Ж.
16.1.5 Корректировка допустимых значений расхода и давления раствора должна производиться по результатам рассмотрения хода изменения расхода и давления раствора при цементации по согласованию с группой авторского надзора проектной организации.
16.1.6 Начатое нагнетание раствора должно продолжаться непрерывно до наступления отказа или до назначения перерыва нагнетания согласно 16.3.3.
При отсутствии особых требований в РД за отказ в поглощении раствора следует принимать снижение расхода раствора до 5 л/мин при проектном давлении отказа в течение не менее 15 мин.
16.1.7 Расход раствора при отказе не следует принимать ниже минимального допустимого расхода, приведенного в Ж.3 приложения Ж.
16.1.8 Если в процессе нагнетания раствора поглощаемый расход при постоянном давлении долго не снижается, следует проверить возможные места его утечки.
При обнаружении гидравлических разрывов грунта или утечек нагнетаемого раствора давление нагнетания должно быть снижено до значения, исключающего указанные явления. Решение о снижении давления принимается по согласованию с группой авторского надзора.
16.1.9 Контроль качества работ при выполнении нагнетания должен выполняются в соответствии с разделом 20.
16.2 Начальный состав и сгущение раствора
16.2.1 Начальный состав нагнетаемого раствора должен быть установлен в РД.
16.2.2 Состав нагнетаемого раствора не следует изменять, если при непрерывном нагнетании расход раствора при постоянном давлении уменьшается или давление раствора при постоянном его расходе возрастает.
16.2.3 Раствор следует сгущать если:
- при нагнетании раствора с максимальным достигнутым расходом давление не повышается;
- при достижении максимально допустимого давления расход раствора не уменьшается.
При выполнении противофильтрационной и укрепительной цементации сгущение раствора должно производиться:
- на одну ступень по шкале составов растворов, (приведенной в приложении Е), через каждые 15 мин, если расход раствора менее 60 л/мин;
- на одну-две ступени по шкале составов раствора, (приведенных в приложении Е), после ввода в зону 1000-1500 л раствора, если расход раствора более 60 л/мин.
При выполнении заполнительной цементации:
- первичное нагнетание (в скважины рядов первой очереди) должно производиться стабильными цементационными (цементно-песчаными) растворами, состав которых должен соответствовать принятым в РД и разделе 14. Если в РД отсутствуют специальные указания, первичное нагнетание (в скважины рядов первой очереди) должно производиться стабильным цементационным (цементно-песчаным) раствором с В/Ц равным единице. В случаях обнаружения при бурении скважины пустоты за обделкой туннеля допускается нагнетание в эту скважину начинать с цементно-песчаного раствора;
- контрольное нагнетание должно начинаться цементными растворами, состав которых должен соответствовать принятым в РД и разделе 14. Если в РД отсутствуют специальные указания, контрольное нагнетание (в скважины рядов первой очереди) должно производиться цементным раствором с водоцементным (В/Ц) отношением равным двум.
Примечание – Состав раствора должен меняться в тех случаях, когда расход нагнетания превышает 60л/мин. Изменение состава цементного раствора следует производить после нагнетания 300-800 л раствора данного состава по следующей шкале В/Ц =: 0,8; 0,6; 0,5 с последующим переходом, при необходимости, на цементно-песчаный раствор.
16.3 Отклонения от нормального хода нагнетания раствора
16.3.1 Нормальным следует считать ход нагнетания раствора, при котором:
- нагнетание ведется непрерывно;
- при нагнетании раствора постепенно снижается расход раствора, а давление раствора или соответствует давлению отказа или постепенно возрастает до давления отказа;
- весь нагнетаемый раствор поступает в грунт.
16.3.2 К отклонениям от нормального хода нагнетания раствора следует относить:
- длительное поглощение наиболее густого цементного раствора без повышения давления;
- выход раствора на дневную поверхность непосредственно или через устья соседних скважин;
- гидравлический разрыв пород;
- перерыв нагнетания раствора, вызванный неисправной работой оборудования.
К отклонениям следует также относить изливы цементного раствора на поверхность через устье скважины при окончании цементации или при перерыве в нагнетании.
При возникновении отклонений от нормального хода нагнетания раствора необходимо соблюдать требования, содержащиеся в 16.3.3-16.3.8.
16.3.3 В том случае, если при отсутствии гидравлического разрыва грунтов или выхода раствора на поверхность расход раствора наиболее густого состава В/Ц = 0,6 не снижается, нагнетание раствора следует продолжить до введения в зону 2000 кг твердого материала на 1 м длины скважины, после чего сделать перерыв в нагнетании на одни-трое суток (при низких температурах длительность перерыва может быть увеличена).
Повторное нагнетание раствора должно производиться после разбуривания цементного камня в обработанной зоне и проведения гидравлического опробования в соответствии с 5.7.
Примечания
1 Продолжительность назначенного перерыва нагнетания раствора следует устанавливать в зависимости от сроков схватывания нагнетаемого раствора в температурных условиях цементируемой среды.
2 При отсутствии специальных исследований продолжительность перерыва при использовании цементного раствора с портландцементом следует принимать не менее:
- 24 ч - при температуре среды выше плюс 10° С;
- 48 - 72 ч - при температуре среды в пределах от плюс 2 до плюс 10°С.
16.3.4 При обнаружении гидравлического разрыва пород давление нагнетания следует уменьшить до значения, предшествующего разрыву и продолжить нагнетание раствора до отказа. Решение о снижении давления должно приниматься по согласованию с группой авторского надзора.
16.3.5 При непредвиденном перерыве нагнетания раствора необходимо сразу промыть скважину и раствором воды водой или продуть воздухом.
16.3.6 При выходе раствора через устье цементируемой скважины в обход тампона необходимо приостановить нагнетание раствора, переставить тампон на 0,5-2,0 м выше по стволу скважины и возобновить цементацию.
При выходе раствора из устьев соседних скважин их следует заглушить.
При утечках раствора в места, доступные наблюдению, их следует герметизировать.
При невозможности заделки мест выхода раствора следует прервать нагнетание раствора на 2 - 4 ч, после чего возобновить нагнетание.
16.3.7 Если после окончания нагнетания раствора он начнет изливаться на поверхность через устье скважины, необходимо перекрыть кран тампона и оставить тампон в скважине не менее чем на 24 ч (до схватывания раствора).
16.3.8 В породах, содержащих подземные воды с пьезометрическим напором 3 м и более относительно устья скважины, нагнетание раствора должно производиться с соблюдением следующих требований:
- тампон должен быть снабжен обратным клапаном;
- давление раствора должно быть выше противодавления напорных подземных вод;
- по окончании нагнетания раствора тампон должен сохраняться в скважине не менее чем на 24 ч.
|
