工程技术 技术论坛 ２０１５年５月 ・２５７・ 矿建竖井井筒巨厚粗粒砂岩含水层壁后动水帷幕注浆法封水 刘旋 （中煤第三建设（集团）有限责任公司，天津 ３０００００） 摘要：矿建竖井井筒，遇到巨厚粗粒砂岩含水层。施工中由于涌水量大，导排水不利，造成井壁混凝土灰浆冲失严重，井 壁出现多处较大范围蜂窝麻面。常采用局部井壁挖补红砖干砌，大孔洞用木楔封堵，低压、速凝注浆等方法，但是难保破碎的 井壁大量跑浆，使井壁产生更多、更大裂缝。为保留原井壁完整，实现有效封水，采用深孔找源堵水、均匀布孔埋设长注浆插管、 帷幕动水注浆方案，使封水率由６２％提高到９５％以上，保证了井壁的完整性，获得较好的注浆效果及经济效益。 关键词：巨厚粗粒砂岩；含水层；井壁；动水帷幕注浆 中图分类号：ＴＤ２６５．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１．５５８６（２０１５）１８—０２５７—０１ 矿建竖井井筒，遇到巨厚粗粒砂岩含水层。施工中由于涌 注浆插管。逐孔进行注浆。一排孔注浆完成后，在第一排孔两 水量大，导排水不利，使井壁混凝土灰浆冲失严重，造成井壁 孔间布置另一排孔，依此类推完成全段动水帷幕注浆工作。施 出现多处较大范围蜂窝麻面。常采用局部井壁挖补红砖干砌， 注方式采取自下而上进行。 大孔洞用木楔封堵，低压、速凝注浆等方法，但是难保破碎的 预埋注浆管的方法。注浆插管长１．５ｍ、直径３３ｍｍ，一端 井壁大量跑浆，使井壁产生更多、更大裂缝。这次注浆后封水 为与１球型阀配合的螺纹，为了防止漏水、漏浆，防止浆液从 率仅达到６２％，由原涌水８５ｍ／ｈ降到３２ｍ／ｈ无法再下降。根据 孔壁压出直接作用于壁后，将注浆插管用破布均匀缠绕３道后， 水文地质条件和井壁状况，经方案对比决定采取深孔截水，长 用大锤将其打入孔内，管口用道钉固定紧，外留３０－－５０ｍｍ上 注浆插管导水，均匀布孔，岩体深部动水帷幕注浆封水方案。 注浆阀门。 经实施，解决了壁后注浆堵水井壁承压破裂与岩体承压保护井 注浆工艺流程。进行注浆时，将同一圈内注浆插管均插入 壁的矛盾，井壁大量漏水与封水效果的矛盾，成功封堵壁后涌 孔内，装上注浆阀门连接好注浆管路，若孔内涌水时可直接进 水，堵水率达９５ 以上。 行注浆。对不涌水孔先进行压水，待压通后进行注浆。根据井 １注浆方案 壁漏浆和孔口跑浆情况，选择浆液浓度及浆液凝胶时间，依据 深孔截水，动水帷幕注浆。因井壁强度低，为使浆液尽可 进浆受注范围确定注浆压力。根据孔内涌水及压水试验情况确 能不在壁后造成较大的压力而破坏井壁，利用深孔揭露岩体涌 定浆液的配比，浆液性质和注浆压力，由进浆情况决定注浆量 水裂隙，埋设相应长度的注浆插管，使注浆浆液通过注浆插管 和注浆时间，直达到设计的注浆终压。终压终量达到后，关闭 直接压入岩体深部出水处裂隙封堵涌水，改变壁后注浆造成井 注浆孔口的进浆阀，开启注浆孔口的放压阀，然后将注浆泵的 壁后面荷载转化为深部岩体裂隙线荷载，使注浆压力均匀分布 吸浆笼头放在清水桶内，开泵清洗管路，为下一孔注浆作好准 在深部围岩岩体内，保护现有井壁的完整性。还有，埋设长注 备。 浆插管，经注浆后起到锚固岩体作用，改变了加固区井壁的应 浆液扩散范围。因井壁质量很差，为保护现有井壁采用深 力状态，提高了井壁与围岩的整体性和内在抗力，因而有效地 孔动水帷幕注浆，浆液的扩散半径定为２．５ｍ左右。 控制了井壁剪切及变形破裂的发展，保证了被加固井壁结构的 浆液种类的选择。孔内注浆时，先用单液水泥浆进行，若 稳定及注浆封水的效果。 井壁跑浆时，切换成水泥一水玻璃双液浆液。待漏水封堵后， ２注浆设备及布置 仍换成单液浆达到设计终压。若孔内单液水泥浆注浆时井壁不 注浆采用２ＴＧＺ．６０／２１０型双液调速调压注浆泵，造孔选 跑浆，可不调换浆液直达到设计终压。 用ＹＴ－２６型气腿式凿岩机，设备固定在吊盘的二层盘上，用 注浆压力的确定。因采用长注浆插管动水帷幕注浆，深部 ２５ｋｇ装塑料桶盛放水玻璃，用吊桶输送水泥及水玻璃，依据 岩体承受主要注浆压力，注浆终压确定为５ＭＰａ。 壁后进浆量的大小在吊盘上人工搅拌水泥浆，经过滤后由注 注入量。该段岩体裂隙发育，风化段风化裂隙发育，共布 浆泵压入到受注井壁围岩。双层吊盘除上层盘留上下盘的盖 置２５０个注浆孔，注入水泥５０ｔ、水玻璃５ｔ、粉石灰ｌｔ。 门外，上下盘的所有孔全部封闭。上层盘放置注浆泵，４只 ５注浆中出现问题的处理 ０．５ｍ×０．５ｍＸ０．５ｍ容器分别用于拌浆和存放滤过的浆液、水 跑浆漏浆的处理。较大的狗洞用木楔、水泥袋堵塞，共用 玻璃及清水。 木楔２００多个。采用间隔式、间断式、点停式浓浆及添加速凝 ３注浆材料及配比 剂封堵。用破布道钉、小木楔封堵漏浆。 注浆材料采用单液水泥浆、水泥一水玻璃双液浆混合使用。 深孔的钻进与长注浆插管的安装。造孔时一定要保证孔直， 水泥用４２５＃新鲜普通硅酸盐水泥，水玻璃模数２．４～３．２，浓 孔径一致。采用套孔的方法钻进，造孔的钻头要经常更换。注 度３５，－４５Ｂ６。为加快浆液的凝胶速度，在水泥浆液中掺入水 泥重量１５％～２０％的粉石灰。注浆时，严格保证注浆要求的 水泥种类、牌号及水玻璃的质量，按配比进行浆液配制，并经 常用玻美计测量水玻璃的玻美度，依据壁后围岩进浆及井壁漏 浆情况及时调整浆液种类 浓度和凝胶时间，以确保注浆的质 量。 浆插管用破布缠绕，且破布缠绕均匀，用大锤将长注浆杆管打 入孔内，然后用道钉固定紧后方可进行注浆。 封水效果。注浆前涌水量Ｑ＝Ｓ５ｍ／ｈ，注浆后减少到 Ｑ＝４．２ｍ／ｈ，封水效果为：（Ｑ—Ｑ）／Ｑ＝９５．１％。 结束语 ” ４注浆工艺 注浆区段的确定。依据岩层倾角及砂岩两端结合部混凝土 强度，基岩风化带的段高，深孔截水长插管帷幕注浆总长度定 为２５．０ｍ。 布孔方式及埋设注浆插管的长度。造孔间排距 １．８ｍ￣１．５０ｍ，按五花放射状孔布置。孔深３．５ｍ，注浆插管长 １．５ｍ。 实践证明，采用深孔壁后岩体注浆，木楔等物封堵破损井 壁，处理大涌水、井壁砌体强度低遭破坏段的井筒是行之有效 的。井壁动水帷幕注浆共用１０ｄ，保住了井壁的完整性，解决 了在涌水量大、施工井壁混凝土质量低劣的情况下，注浆不压 破井壁的技术难题，改善了井筒的施工条件，能够降低排水费 用，加快建井速度，缩短建井工期，经济效益显著。 参考文献 【１】苏毅苹，王文明，罗运法等．大冶铁矿东副井防水注浆施 施工顺序。按设计孔排距，将一排孔全部打出后逐个埋设 工技术【Ｊ】．现代矿业，２０１１（７）：１１２．１１４．