Cum creează o instalație de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune coloane de sol-ciment?

Cum creează o instalație de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune coloane de sol-ciment?

Crearea coloanelor de sol-ciment folosind un rotativ de înaltă presiuneinstalație de foraj cu jeteste o tehnică sofisticată de îmbunătățire a solului care transformă soluri slabe, compresibile în elemente stabile, portante. Cunoscut la nivel internațional sub numele de jet grouting, acest proces implică amestecarea in situ a solului nativ cu o suspensie de chit de ciment injectată la presiuni extrem de ridicate. Coloanele sau panourile de sol-ciment rezultate pot crește semnificativ capacitatea portantă, pot reduce tasarea și pot asigura reținerea pământului sau pereții tăiați hidraulici. Eficacitatea acestei metode depinde de energia imensă furnizată de jetul de fluid de înaltă presiune pentru erodarea și amestecarea simultană a solului.

Procesul începe cu poziționarea instalației de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune la locația desemnată a coloanei. Apoi, instalația forează o gaură de ghidare până la adâncimea de tratament necesară, folosind o garnitură de foraj cu diametru relativ mic, adesea cu ajutorul unui fluid cu presiune mai mică sau a aerului pentru a îndepărta tăieturile și a stabiliza gaura de foraj. Această fază inițială de foraj asigură că șirul de jet grouting poate ajunge în zona țintă fără obstacole. Odată atinsă adâncimea dorită, începe operațiunea de jet grouting. Garnitura de foraj este conectată la o pompă de înaltă presiune, capabilă să genereze presiuni de obicei cuprinse între 400 și 600 de bari și uneori chiar mai mari. Această pompă forțează un șlam de chit prin tijele de foraj și să iasă prin duze special concepute situate la baza monitorului sau a capului de jet.

Miezul tehnologiei constă în monitor și acțiunea de jet. Pe măsură ce chitul este expulzat din duze la viteze supersonice, formează un jet coerent, de înaltă energie, care erodează cu forță matricea de sol din jur. Instalația de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune începe apoi să se rotească și să retragă încet garnitura de foraj de la fundul găurii în sus. Combinația de rotație și retragere este controlată cu atenție pentru a asigura un diametru uniform al coloanei. Puterea erozivă a jetului creează o cavitate care este simultan umplută și amestecată cu pasta de chit. Parametrii vitezei de retragere, vitezei de rotație și presiunii pompei sunt calibrați cu precizie în funcție de tipul de sol și diametrul coloanei dorit; de exemplu, o retragere mai lentă și o presiune mai mare au ca rezultat, în general, o coloană cu diametru mai mare.

Există mai multe sisteme de grouting cu jet, iar instalația de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune poate fi configurată pentru cea mai comună, Sistemul Single Fluid, descris mai sus. În acest sistem, nămolul de chit acționează singur ca mediu de tăiere și amestecare. Particulele de sol sunt rupte și amestecate cu cimentul de ciment pentru a forma un material omogen de sol-ciment. Proprietățile coloanei finale, cum ar fi rezistența și permeabilitatea acesteia, depind de caracteristicile originale ale solului, de raportul apă-ciment al chitului și de eficiența amestecării. Procesul generează o cantitate semnificativă de deșeuri - un amestec de exces de chit și sol deplasat - care revine la suprafață de-a lungul inelului găurii de foraj. Aceste resturi trebuie gestionate și colectate într-un sistem de izolare pentru eliminarea sau tratarea ulterioară.

Executarea cu succes a acestei tehnici se bazează pe un control riguros al calității și pe o înțelegere a interacțiunii sol-jet. Operatorii instalației de foraj cu jet rotativ de înaltă presiune trebuie să monitorizeze și să înregistreze continuu toți parametrii cheie, inclusiv debitul, presiunea, viteza de rotație și viteza de ridicare. Testele de pre-producție sau coloanele de testare sunt adesea efectuate pentru a confirma ipotezele de proiectare și pentru a rafina parametrii operaționali pentru condițiile specifice ale amplasamentului. Aceste coloane de testare sunt ulterior excavate sau carotate pentru a le verifica geometria și pentru a testa rezistența probelor de sol-ciment recuperate. Prin controlul aportului de energie și a cinematicii jetului, rotația de înaltă presiuneinstalație de foraj cu jetcreează o coloană de sol-ciment previzibilă și competentă care întărește eficient solul.