Effektiv spricköppning och bruksval baserat på vattenförlustmätningar

Övrigt konferensbidrag, 2011

Inträngningsförmågan hos cementbruk i spalter har undersökts grundligt. Emellertid styrs bruksspridning av två processer; inträngning av bruket genom sprickorna och blockering och filtrering av bruket i förträngningar längs flödesvägen. I denna uppsats utvärderas den för dessa processer och ett givet bruk kritiska spricköppningen i en spricka (ett spricksystem) med varierande sprickvidd. Med utgångspunkt från detta ges sedan en enkel metod för att skatta sprickvidd och välja brukstyp och reologiska egenskaper för injektering av ett borrhål i en injekteringsskärm. Inledningsvis analyseras möjliga flödesvägar genom ett system av kanaler med perkolations- teori. Denna visar att sprickviddsfördelningen och förgreningarna av möjliga kanaler bestämmer den effektiva öppningen. Resultaten av denna analys kan redovisas med en enkel numerisk modell där inflytandet av medianvidden och variabiliteten kan varieras. Resultaten verifieras sedan med fältdata från Äspölaboratoriet och Nygårdstunneln, som nyligen byggts norr om Göteborg. Sammantaget visar detta att den hydrauliska sprickvidden också är ett rimligt mått på den effektiva spricköppningen (tröskelvärdet för genomflöde) för injekteringsmedlet. Baserat på dessa resultat har ett diagram konstruerats för att välja mellan cementbruk och fintätningsmedel (t.ex. silica sol). Diagrammet baseras på en bestämning av den hydrauliska sprickvidden på grundval av vattenförlustmätningar eller inflödesmätningar i injekteringsborrhålen under antagandet att en spricka står för det huvudsakliga flödet. Även detta diagram har verifierats med data från Äspölaboratoriet och Nygårdstunneln. Analyserna pekar på att en hydraulisk sprickvidd av 50-100 mym är gränsen för vad som kan tätas med cementinjektering. Detta överensstämmer också med resultaten från undersökning av inträngningsförmågan hos cementbruk. Diagrammet är enkelt att använda i fält och en användning bör kunna minska risken för fel bruksval i s.k. nollhål för cement vid injekteringsprojekt.