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文檔簡介

ICS

CCS

ACEF

中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/ACEF×××-××××

污染場地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化

裝備操作指南

Operationsguidelines–applicationofdirectpushdrilling-jetting-injectionintegratedequipmentininsitu

remediationofcontaminatedsites

(征求意見稿)

2024--發(fā)布2024--實(shí)施

中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)發(fā)布

污染場地原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備操作指南

1范圍

本文件提供了直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備在原位修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管控工程應(yīng)用中對(duì)其功能、

技術(shù)、材質(zhì)的指標(biāo)要求,規(guī)定了工況及藥劑劑型適配性測試方法、適用場景、工作程序及操

作規(guī)范。

本文件適用于有色金屬采選冶遺留場地,及其他復(fù)雜地形地貌的工業(yè)污染場地(含退役

工業(yè)企業(yè)場地、在產(chǎn)企業(yè)、工業(yè)園區(qū))的土壤和地下水原位修復(fù)、風(fēng)險(xiǎn)管控工程中直推鉆進(jìn)

-噴/注一體化裝備的運(yùn)行與維護(hù)。

2規(guī)范性引用文件

本文件引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件,僅注日期的版本適用

于本文件。凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB36600土壤環(huán)境質(zhì)量建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)

GB/T14848地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

HJ610環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范

HJ494水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)

HJ25.1建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則

HJ25.2建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備integrateddrilling-jetting-injectingequipment

以現(xiàn)有直推鉆機(jī)為基礎(chǔ),以傾角注射、氣液雙通道鉆具為核心,整合低壓注射及水力壓

裂/氣動(dòng)壓裂/霧化噴射等高階功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地貌、復(fù)雜地層結(jié)構(gòu)的目標(biāo)修復(fù)區(qū)域的靶向

修復(fù)材料/藥劑輸入的裝備。

3.2

直推directpush

利用(液壓)沖擊錘和鉆機(jī)自身重量通過對(duì)土層的擠壓將鉆具(鏈接鉆桿)頂入/刺入

1

地下,可用于原位修復(fù)藥劑注入、傳輸,和土壤/地下水的調(diào)查、取樣。

3.3

水力壓裂hydraulicfracturing

為改善目標(biāo)修復(fù)區(qū)域的滲透性,強(qiáng)化地下水原位修復(fù)的進(jìn)程及效果,在低滲透地層通過

水的高壓注射形成裂隙的活動(dòng)。

3.4

氣動(dòng)壓裂pneumaticfracturing

為改善目標(biāo)修復(fù)區(qū)域的滲透性,強(qiáng)化地下水原位修復(fù)的進(jìn)程及效果,應(yīng)用高壓氣體的注

入在低滲透地層中打開裂隙的活動(dòng)。

3.5

霧化噴射atomizedspray

為強(qiáng)化注射介質(zhì)在目標(biāo)修復(fù)區(qū)域內(nèi)的均勻分布、傳輸,借助空氣或氮?dú)庠谕S或垂直方

向的高速射流與注射介質(zhì)的相對(duì)低速液流或液膜的振動(dòng)、摩擦作用,使注射介質(zhì)破碎為極細(xì)

小液滴。本文件所述霧化噴射技術(shù)還包括氣流包裹對(duì)注射介質(zhì)射流的集束效應(yīng)以獲得更遠(yuǎn)的

注射影響半徑。

4關(guān)鍵部件技術(shù)要求

4.1噴/注一體化裝備整體構(gòu)成

原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備由噴/注一體化主機(jī)、藥劑配制及注入系統(tǒng)總成、外

置供電設(shè)備三部分組成。

4.2裝備關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

4.2.1噴/注一體化主機(jī)

噴/注一體化主機(jī)由設(shè)備自帶動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力,設(shè)備運(yùn)行功率在30kw~74kw之間,

主要包括液壓行走組件、發(fā)動(dòng)機(jī)艙、底盤組件、操作臺(tái)、后托架、翻轉(zhuǎn)、鐘擺功能組件、探

測組件。其中探測組件包括高頻液壓沖擊錘、螺旋鉆、卷揚(yáng)桅桿、機(jī)頭擺動(dòng)缸。

噴/注一體化鉆機(jī)的各項(xiàng)推薦參數(shù)見表1,主機(jī)示意圖見圖1。

表1噴/注一體化鉆機(jī)的設(shè)備參數(shù)

參數(shù)名稱設(shè)備參數(shù)

推進(jìn)力80kN~83kN

提升力150kN~277kN

2

表1噴/注一體化鉆機(jī)的設(shè)備參數(shù)(續(xù))

參數(shù)名稱設(shè)備參數(shù)

額定功率74kW

機(jī)頭俯仰角度-6°~+68°

機(jī)頭鐘擺角度±7.5°

螺旋動(dòng)力頭工作扭矩5500N?M~8000N?M

螺旋動(dòng)力頭工作轉(zhuǎn)速80r/min~120r/min

沖擊頻率1050bpm~2050bpm

卷揚(yáng)提升力0.3t~0.8t

后部掛板承載力100kg~800kg

圖1主機(jī)示意圖

4.2.2液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括連接組件、固定座、連接銷軸和液壓油缸,機(jī)頭部通過連接組件和液

壓油缸連接在一起。車架上焊有固定板與固定座,固定板上配有圓孔,用銷釘穿過缸筒和固

定板的圓孔進(jìn)行固定。另一端,用銷釘穿過缸桿端頭的孔與連接組件上端固定。連接組件下

端焊有固定板,銷釘穿過固定板與底座上的孔形成鉸點(diǎn),通過油缸的伸縮,連接組件可實(shí)現(xiàn)

繞交點(diǎn)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

4.2.3雙內(nèi)管鉆具

鉆具是承載中高滲透地層低壓注射、低滲透地層水力壓裂/高壓噴射功能的核心部件。

雙內(nèi)管鉆具指水和藥劑注射介質(zhì)共用一個(gè)通道,壓縮空氣走另一個(gè)通道的雙內(nèi)(軟)管設(shè)計(jì)。

1)鉆具設(shè)計(jì)參數(shù)

為滿足多種地形地貌、地層結(jié)構(gòu)特征及鉆注負(fù)載特性的要求,本文件推薦鉆具設(shè)計(jì)參數(shù)

要達(dá)到表2中的數(shù)值要求。

3

表2鉆具推薦設(shè)計(jì)參數(shù)

項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值

最大輸出壓力(MPa)≥20(水)/≥3.5(藥劑)

水/藥劑介質(zhì)共用通道

最大流量(L/min)≥100

最大壓力(MPa)0.7~1.0

壓縮空氣通道

流量(m3/min)2~3

噴嘴數(shù)量(個(gè))4/6/8

噴嘴2

噴嘴孔徑(mm)

(設(shè)計(jì)射流速度130m/s)

鉆桿外徑(mm)建議≤110

2)鉆具材質(zhì)要求

鉆具中噴嘴材質(zhì):316不銹鋼或相當(dāng)性能的材料。要求具有良好的耐腐蝕、耐磨、耐壓

性能。

鉆具中承壓管路的材質(zhì):含Ni≥8%的奧氏體不銹鋼或相當(dāng)性能的材料,要求具有良好

的耐高溫和機(jī)械加工性能,且具有較強(qiáng)的耐大氣腐蝕性能。

鉆具中不銹鋼和合金鋼的焊材要求:宜使用酸性A302焊條或不低于該材質(zhì)的異種鋼焊

材,避免異種鋼材料熔接后產(chǎn)生的晶間腐蝕。

4.2.4氣、液軟管

高壓水/藥劑注射管路內(nèi)襯管材宜具有較好的耐磨性、沖擊強(qiáng)度、高韌性、自潤滑性、

不粘性和化學(xué)穩(wěn)定性,長期工作耐溫宜不小于80℃,宜采用UPE(超高分子聚乙烯)或以

上材質(zhì)。

壓縮空氣軟管宜采用丁腈合成橡膠及相當(dāng)材質(zhì)。

4.2.5回拔器

回拔器由上、下回拔組件和液壓油缸組成,并配合上、下卡瓦使用。

上卡瓦的作用是抱緊鉆桿,通過液壓油缸的伸縮來將鉆桿從地下帶出,從而實(shí)現(xiàn)回拔;

下卡瓦的作用是上卡瓦松開鉆桿時(shí),夾持住鉆桿,為了使回拔出地面的鉆桿不再落入井內(nèi),

起到的是防墜作用,回拔器示意圖見圖2。

4

圖2回拔器示意圖

4.2.6傾角注射輔助器

圖3傾角注射輔助器示意圖

傾角注射輔助器由上架、下架組件和連接絲桿等組成。上架組件可以調(diào)節(jié)規(guī)定范圍內(nèi)的

任意角度,用于輔助注射,起到支撐作用;下架組件依附于地面,起到傾角注射的基本支撐

作用,傾角注射輔助器示意圖見圖3。

4.2.7藥劑配制及注入系統(tǒng)總成

藥劑配制及注入系統(tǒng)總成包括清水箱、藥劑配制罐、高壓注水泵、藥劑離心泵、注藥增

壓泵、空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐等設(shè)備以及設(shè)備間相互連接的管道、閥門、儀表和電控系統(tǒng),宜

整體組裝于一個(gè)撬塊或集裝箱內(nèi),方便運(yùn)輸。

藥劑箱應(yīng)設(shè)有藥劑攪拌裝置,藥劑箱及攪拌裝置材質(zhì)應(yīng)具備較好的耐酸堿性。

高壓注水泵、注藥增壓泵宜選用柱塞泵,額定壓力宜分別不小于20MPa、3.5MPa,泵

頭應(yīng)采用304不銹鋼及相當(dāng)材質(zhì),宜采用變頻控制。

空氣壓縮機(jī)宜采用螺桿式,工作壓力宜不小于0.7MPa。

藥劑配制及注入系統(tǒng)總成中,除去輔助注射的噴/注一體化主機(jī)外,其余設(shè)備部件宜采

用單獨(dú)的外置供電設(shè)備提供電力。

4.3裝備技術(shù)要求

裝備技術(shù)相關(guān)要求見表3

5

表3裝備技術(shù)要求參數(shù)的建議取值

裝備技術(shù)技術(shù)要求

越野行走可在平地和坡度小于15的緩坡上運(yùn)行正常

鉆角調(diào)節(jié)注射傾角可調(diào)范圍偏離垂直方向不低于30°

影響半徑最大值≥1.5m

噴/注壓力最高噴/注壓力≥20MPa

鉆進(jìn)、噴/注深度最深噴/注深度≥15m

噴/注流量最高流量≥100L/min

5工作程序

鉆進(jìn)噴/注一體化設(shè)備原位修復(fù)的工作程序主要包括場地調(diào)研、裝備進(jìn)場調(diào)試、適配性

驗(yàn)證/中試、噴注效果監(jiān)測和規(guī)模實(shí)施。

施工前,對(duì)目標(biāo)注射修復(fù)場地進(jìn)行全面調(diào)研,根據(jù)HJ25.1、GB36600和HJ610、GB/T

14848對(duì)土壤及地下水污染狀況進(jìn)行調(diào)查和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,掌握修復(fù)場地污染空間分布情況、水

文地質(zhì)、工程地質(zhì)等條件,選取對(duì)應(yīng)的修復(fù)藥劑,設(shè)計(jì)合適的修復(fù)方案,確定所需裝備的關(guān)

鍵技術(shù)參數(shù);然后進(jìn)行裝備進(jìn)場調(diào)試、適配性測試。若適配性測試成功則進(jìn)行噴注實(shí)施階段;

若適配性測試不成功宜嘗試其他原位藥劑傳輸工藝,如原位土壤攪拌等。

施工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測修正注入深度、劑量、影響半徑等關(guān)鍵參數(shù),對(duì)噴注效果進(jìn)行監(jiān)測,

確保工程規(guī)模實(shí)施達(dá)到要求;若不滿足噴注效果要求,則應(yīng)對(duì)噴注方案和/或鉆進(jìn)注入機(jī)具

進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整后再試。若噴注效果滿足工程要求,則噴注施工結(jié)束。噴/注一體化設(shè)備工作

程序如圖4所示。

6

圖4噴/注一體化設(shè)備工作程序

6適配性測試方法

6.1場地調(diào)研

場和地調(diào)研應(yīng)符合HJ25.1及HJ/T166的規(guī)定。

適配性測試前,應(yīng)根據(jù)測試需要對(duì)目標(biāo)注射修復(fù)場地進(jìn)行全面調(diào)查,收集試驗(yàn)所需相關(guān)

資料,主要包括但不限于:

a)地塊的地形地貌;

b)區(qū)域氣象氣候條件:包括氣溫、降水量等;

c)地塊地質(zhì)和水文地質(zhì)條件:包括地層巖性、結(jié)構(gòu)、厚度、土壤滲透性、地下水水位、

流向、流速等;

d)地塊的污染特征,包括污染物、污染物濃度分布、污染深度、污染范圍等;

e)周邊敏感點(diǎn)及分布情況:包括敏感人群、地表水源地、地下水源地等。

6.2制定藥劑噴注方案

7

本文件所述裝備可適用于地面崎嶇不平、目標(biāo)修復(fù)區(qū)域土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜、多重污染物復(fù)合

污染的采選冶聚集區(qū)及工業(yè)場地的土壤、地下水修復(fù)工程。需根據(jù)每項(xiàng)修復(fù)工程的場地概念

模型制定針對(duì)性的藥劑噴注方案,包括修復(fù)藥劑的選擇、藥劑注射介質(zhì)的配制方法、噴注模

式的選擇、噴注點(diǎn)位的布設(shè)、噴注深度區(qū)間、藥劑噴注量、多輪次噴注(如需要)的間隔周

期等。在工程實(shí)踐中建議根據(jù)現(xiàn)場中試所驗(yàn)證的最優(yōu)噴注模式及影響半徑來優(yōu)化調(diào)整噴注方

案。噴注點(diǎn)位的常見布設(shè)方式包括覆蓋污染源區(qū)/重污染點(diǎn)或整個(gè)目標(biāo)修復(fù)區(qū)域的梅花布點(diǎn)

法,以及在污染源區(qū)/重污染點(diǎn)的下游、地下水污染羽的中段、下游前端通過原位噴注點(diǎn)形

成反應(yīng)帶或滲透反應(yīng)墻的形式。

本文件所述裝備針對(duì)一些代表性的較挑戰(zhàn)的應(yīng)用場景的應(yīng)對(duì)功能及解決方案見表4。

表4原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備適用場景

適用場景本裝備的適配功能/屬性

可采用水力壓裂/氣動(dòng)壓裂/霧化噴射模式,改善地層的低滲

低滲透污染地層

透性,以強(qiáng)化藥劑傳輸,提升藥劑作用范圍和效能。

中、高滲透地層低壓注射模式為主,可輔以氣流包裹、霧化功能以強(qiáng)化傳輸。

靶向、定位注射屬性:在不同的目標(biāo)深度位置,可實(shí)現(xiàn)針對(duì)

污染分布非均質(zhì)、非連續(xù)不同地層條件、污染特征優(yōu)化調(diào)整注射方式、注射量,實(shí)現(xiàn)

精準(zhǔn)注入。

復(fù)雜崎嶇斜坡地形地貌可在平地和坡度小于20的緩坡上運(yùn)行正常。

裝備材料耐腐蝕性優(yōu)秀,可兼容、勝任各種常見的不同理化

污染物復(fù)雜場地

性質(zhì)的修復(fù)材料、劑型的注射任務(wù)。

6.3注射藥劑介質(zhì)劑型適配性測試方法

6.3.1修復(fù)藥劑理化性質(zhì)及注藥系統(tǒng)耐受性試驗(yàn)

根據(jù)場地污染物特征篩選修復(fù)藥劑,在目標(biāo)修復(fù)藥劑不同工作pH范圍及修復(fù)藥劑固液

比條件下,以注藥系統(tǒng)的噴嘴、注藥增壓泵泵頭及出口管道材質(zhì)為對(duì)象,通過進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)

態(tài)掛片腐蝕試驗(yàn)檢驗(yàn)注藥系統(tǒng)對(duì)于注射藥劑的腐蝕耐受性,無明顯腐蝕或平均腐蝕率<0.05

mm/a的,則可視為注藥系統(tǒng)主要材質(zhì)對(duì)修復(fù)藥劑耐受。

6.3.2修復(fù)材料與一體化裝備噴/注兼容性研究

根據(jù)修復(fù)藥劑劑型差異,以藥劑自身或以用水配制的不同固液比、不同注射劑型的藥劑

為注射對(duì)象,在地面進(jìn)行鉆頭地面懸空噴射試驗(yàn),藥劑的注射劑型包括稀泥漿、懸濁液、乳

化液、水溶液,根據(jù)藥劑能否順利實(shí)現(xiàn)噴射以及噴射半徑大小檢驗(yàn)修復(fù)材料與一體化裝備的

噴/注兼容性,可在工作壓力范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)噴射且噴射半徑不小于5m的視為兼容。

原位修復(fù)工程常見修復(fù)藥劑劑型中的乳化液、水溶液屬于均相介質(zhì),相對(duì)操作便利。稀

泥漿、懸濁液則屬于非均相介質(zhì),非均相介質(zhì)靜置后固體顆粒將沉淀,為了確保其與噴/注

一體化裝備兼容,本指南建議藥劑粉末的粒徑應(yīng)0.25mm,目數(shù)以50目~200目為宜。

8

配制稀泥漿/懸濁液劑型的注射介質(zhì)時(shí)應(yīng)保持持續(xù)攪拌狀態(tài),使其均質(zhì)、穩(wěn)定,以利于

直推噴/注的順利完成以及藥劑在目標(biāo)修復(fù)區(qū)域內(nèi)的均勻分布和傳輸。

6.4工況適配性測試方法

6.4.1爬坡試驗(yàn)

根據(jù)目標(biāo)注射場地地形地貌,選擇復(fù)雜崎嶇及不同角度(≤45°)的斜坡路面操作噴/注

一體化主機(jī)進(jìn)行上下坡試驗(yàn),檢驗(yàn)裝備野外行走的適應(yīng)性及最大耐受坡角。

6.4.2噴/注角度試驗(yàn)

利用傾角鉆進(jìn)輔助器固定鉆進(jìn)鉆桿,調(diào)整鉆桿入土角度,進(jìn)行不同角度下的傾角鉆進(jìn)試

驗(yàn),根據(jù)鉆桿是否可鉆進(jìn)、鉆進(jìn)深度及鉆進(jìn)后鉆桿的回拔難度確定場地最大鉆進(jìn)傾角。

6.4.3噴/注模式試驗(yàn)

以水或其它修復(fù)藥劑為注射劑,分別在高壓注水泵、注藥增壓泵典型工作壓力(≥20MPa、

≥3.5MPa)下進(jìn)行鉆頭地面懸空噴射試驗(yàn),觀測鉆具的各噴嘴的噴射表現(xiàn)、強(qiáng)度是否一致。

分別在高壓注水泵、注藥增壓泵液態(tài)注射劑噴射試驗(yàn)基礎(chǔ)上,增開空氣壓縮機(jī),切換至

藥劑霧化噴射模式,觀測霧化條件下噴射半徑、強(qiáng)度是否得以增加。

6.4.4噴/注參數(shù)實(shí)驗(yàn)

分別在垂直和傾角噴/注模式下,在高、低不同滲透性地層,進(jìn)行不同注射壓力、不同

噴/注深度、不同注射量、不同噴射速度、不同噴/注模式(霧化/非霧化)的藥劑噴/注試驗(yàn),

觀察地面修復(fù)藥劑冒漿情況,通過在線(如采用在線地下水質(zhì)監(jiān)測儀檢測地下水pH)或離

線(如采用紫外分光光度計(jì)檢測熒光示蹤劑)方式檢測藥劑中的指示或特征參數(shù)判定實(shí)際注

入深度、注射影響半徑。

7噴注實(shí)施

7.1裝備進(jìn)場調(diào)試

7.1.1原位修復(fù)直推鉆進(jìn)-噴/注一體化裝備進(jìn)場調(diào)試應(yīng)確定

a)施工場地空間及地基承載力滿足一體化裝備布置;

b)現(xiàn)場供水、裝備動(dòng)力供應(yīng)條件滿足裝備運(yùn)行需求。

7.1.2一體化裝備各部分根據(jù)施工場地實(shí)際合理布置就位后,應(yīng)進(jìn)行下列操作

a)連接設(shè)備間電力管線,完成水、電接入;

b)完成鉆具與噴/注一體化主機(jī)管路連接;

c)根據(jù)注射需求量進(jìn)行修復(fù)藥劑配制;

9

d)進(jìn)行設(shè)備單機(jī)檢查,檢查注水、注藥、供氣系統(tǒng)設(shè)備是否正常運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)行地面管路

試噴,檢查管路是否暢通、有無泄漏,檢查壓力、流量、液位等儀表及控制系統(tǒng)能否正常工

作;

e)各單體設(shè)備檢查完畢,在地表進(jìn)行聯(lián)調(diào)試機(jī)、試噴。

7.2鉆進(jìn)過程

a)鉆進(jìn)作業(yè)前應(yīng)檢查鉆桿螺紋連接處的清潔度,用鋼刷和水對(duì)鉆桿進(jìn)行清理。檢查破

碎錘連接部件橡膠O型圈的磨損情況,及時(shí)更換。

b)操作鉆機(jī)前檢查機(jī)油尺,確保機(jī)油充足,此外應(yīng)同步檢查水箱防凍液、液壓油液位、

燃油液位尺,檢查機(jī)油濾芯是否漏油。

c)啟動(dòng)鉆機(jī),并對(duì)鉆機(jī)的各項(xiàng)動(dòng)作進(jìn)行檢查,檢查密封部位是否漏油,液壓管路是否

有破損等情況,檢查設(shè)備全部的緊急停車按鈕是否復(fù)位。

d)檢查設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境,包括地下埋設(shè)的管路或電纜的具體位置,檢查安全防護(hù)用具

的完好情況,并對(duì)操作工作人員加以確認(rèn)安全防護(hù)用具的佩戴。

e)將鉆機(jī)移動(dòng)到作業(yè)場地,對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)位,放下平衡架,觀察設(shè)備整體的水平情況,使用

后托架進(jìn)行現(xiàn)場找平,開始鉆進(jìn)。

f)鉆頭地面試噴射,確保注射鉆頭的水液通道暢通,噴嘴無堵塞,開啟氣路,確保氣

路能正常工作無堵塞。

g)將鉆桿和注射鉆頭連接,放好橡膠減震帽、敲擊帽,移動(dòng)設(shè)備保持鉆桿與地面的垂

直,開啟設(shè)備的高頻沖擊鉆進(jìn),根據(jù)鉆進(jìn)深度,及時(shí)加裝鉆桿,直到噴/注深度。

7.3噴/注過程

根據(jù)各鉆進(jìn)深度所處地層及地層滲透性,明確噴/注模式。高滲透性地層(如礫石、粉

砂)宜采用低壓噴/注;低滲透性地層(如黏土、壤土)宜先水力壓裂再進(jìn)行低壓藥劑注射。

藥劑注射階段可采用壓縮空氣霧化強(qiáng)化藥劑傳輸效果。

7.3.1中高滲透地層低壓噴/注模式

a)打開藥劑注射管路閥門,開啟與藥劑配制罐相連的藥劑離心泵及注藥增壓泵,調(diào)整

注射壓力和流量,執(zhí)行地下噴/注操作。藥劑注射壓力建議≤2.0MPa,以0.5MPa~1.0MPa

為宜,在每一個(gè)注射點(diǎn)位的每個(gè)深度點(diǎn)位的藥劑注入耗時(shí)宜小于60min。

b)當(dāng)需開啟霧化強(qiáng)化功能時(shí),打開壓縮空氣噴射管路閥門,啟動(dòng)空氣壓縮機(jī),霧化噴

射壓力宜不小于0.8MPa,持續(xù)時(shí)間宜短于2min。

c)噴/注過程中應(yīng)關(guān)注注射壓力、注射流率以及藥劑箱液位變化,在噴/注點(diǎn)位附近的地

面及觀測井處觀測藥劑噴/注效果,測量注射影響半徑,過程監(jiān)測要求見第8章。

7.3.2低滲透地層水力壓裂-低壓噴/注模式

10

a)打開高壓水注射管路閥門,調(diào)節(jié)高壓注水泵壓力至10MPa~20MPa,高壓噴射持續(xù)

時(shí)間宜小于2min。

b)關(guān)閉高壓注水泵,關(guān)閉高壓水注射管路閥門,打開藥劑注射管路閥門,執(zhí)行低壓噴/

注操作。

c)每次完成稀泥漿介質(zhì)注射或切換注射藥劑時(shí)使用清水清洗注藥通道,以免注射通道

堵塞或交叉污染。

7.3.3中低滲透地層氣動(dòng)壓裂模式

對(duì)于滲透系數(shù)在10-4cm/s級(jí)別的粉土/黃土,可啟動(dòng)霧化噴射功能,以產(chǎn)生氣動(dòng)壓裂效

果,霧化實(shí)施壓力宜在0.8MPa~1.0MPa之間,持續(xù)時(shí)間建議短促,以30s~60s為宜。

氣動(dòng)壓裂之后恢復(fù)至低壓注射,觀察注射效果是否改善,如注射壓力下降、注射速度提升等。

7.4地面冒漿應(yīng)對(duì)措施

修復(fù)藥劑的原位注射時(shí)若形成蜿蜒向上的優(yōu)勢通道則將導(dǎo)致地面冒漿,淺層注射時(shí)更易

發(fā)生。

輕微地面冒漿(零星冒漿點(diǎn),僅微量注射介質(zhì)滲出)的情形可接受,可繼續(xù)執(zhí)行噴/注

施工,但需適度調(diào)整注射壓力及流速,避免冒漿現(xiàn)象加重。

觀測到嚴(yán)重地面冒漿(出現(xiàn)較多冒漿點(diǎn),甚至裂隙,導(dǎo)致較大量注射介質(zhì)淌出而非滲出)

時(shí)需立即停止該點(diǎn)位深度的注射,可嘗試向下繼續(xù)鉆進(jìn),調(diào)整噴/注深度后再嘗試,若嚴(yán)重

地面冒漿現(xiàn)象持續(xù)存在,宜終止此點(diǎn)位的噴/注實(shí)施,用膨潤土和水回填、封閉此鉆孔。從

此點(diǎn)位平移一段距離(如0.5m~1m)之后重新嘗試。

從直推-噴/注裝備的改良角度,可嘗試改進(jìn)直推鉆具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用以強(qiáng)化藥劑在水平方

向上的傳輸,減少向上延伸的裂隙的形成,緩解或避免地面冒漿。

7.5鉆具回拔

地下作業(yè)完成后,應(yīng)將鉆桿、注射鉆頭等從地下井中回拔至地面,可使用鉆機(jī)液壓缸配

合回拔帽或單獨(dú)使用液壓回拔器設(shè)備進(jìn)行回拔。當(dāng)采用液壓回拔器進(jìn)行回拔時(shí),將液壓回拔

器布置在點(diǎn)位,放置上下卡瓦,通過卡瓦的斜度錐塊鎖緊鉆桿,液壓缸通過強(qiáng)推力將鉆桿拔

出,回拔及拆卸鉆桿時(shí)應(yīng)注意卡瓦的鎖緊程度,防止鉆桿落入井內(nèi)。

7.6裝備退場

噴/注操作完成且噴注效果經(jīng)監(jiān)測評(píng)估(具體噴注效果監(jiān)測方法見8.1~8.3)達(dá)標(biāo)后,應(yīng)

執(zhí)行下列退場操作:

a)將噴/注一體化主機(jī)桅桿和鋼絲繩歸位折疊,關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。

b)將藥劑箱中剩余修復(fù)液排盡,用清水對(duì)藥劑箱及注藥通道、鉆桿及鉆頭(含拆卸后

鉆孔)進(jìn)行清洗,待干燥后妥善放置。

c)各用電設(shè)備確認(rèn)歸位及無用電需求后,斷開電力管線連接,關(guān)閉外置發(fā)電設(shè)備。

11

d)一體化裝備整體裝車退場。

8噴注效果監(jiān)測方法

8.1監(jiān)測井布設(shè)

噴注效果監(jiān)測應(yīng)符合HJ25.2及HJ/T166的規(guī)定。

監(jiān)測井應(yīng)在鉆進(jìn)噴/注前完成布設(shè),監(jiān)測井應(yīng)布設(shè)在噴/注點(diǎn)位擬噴射方向上,兼顧目標(biāo)

修復(fù)區(qū)域的地下水流向。各監(jiān)測井位之間保持至少2m的距離,保證各監(jiān)測井位之間不相

互影響。

監(jiān)測井可采用單個(gè)地下水監(jiān)測井或地下水監(jiān)測井叢形式,在滿足監(jiān)測要求條件下以監(jiān)測

井?dāng)?shù)量及成本最小化為原則。

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