隔水墻在井筒涌水治理中的應(yīng)用

羅飛宇

摘 要 中平能化夏店礦副井井筒在穿平頂山砂巖過程中，由于受大型裂隙的影響，造成井壁涌水，通過施工隔水墻及壁后注漿，涌水得到了及時(shí)的控制，為下一步施工及工程質(zhì)量提供了保障。

關(guān)鍵詞 井筒施工 隔水墻 涌水治理

中圖分類號：U455.49 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、工程概況及施工情況

夏店井田位于汝州煤田東部，汝州市西北，東臨庇山礦區(qū)，其中心距離汝州市約15km。夏店礦副井井口設(shè)計(jì)標(biāo)高+309.2m，井筒中心坐標(biāo)為X=3792897.000，Y=38382753.000，井底標(biāo)高-560.0m，井深894.2m（含井底水窩9m），凈直徑7.0m。支護(hù)厚度500mm，砼強(qiáng)度為C40。

井筒于2011年5月1日開工，在井筒施工至371m時(shí)，該處巖層為平頂山砂巖含水層：巖性灰～灰白色石英、長石中粒砂巖，硅質(zhì)膠結(jié)，垂直裂隙發(fā)育。根據(jù)實(shí)際揭露，井筒正處在一條貫穿南北方向的縱向裂隙上。在此工作面注漿措施執(zhí)行、檢查有效后，開始掘進(jìn)，允許掘進(jìn)20m，預(yù)留5m超前距。371m以下正常施工一段5m，在本段澆筑商砼期間，為保證澆筑質(zhì)量，埋設(shè)導(dǎo)水管7根，引出井壁淋幫水。進(jìn)行下一段炮眼施工前分別在高低幫各施工一個(gè)探眼，探眼顯示7m內(nèi)無水，進(jìn)尺4.2m。后正常清底出碴，清底期間，上段埋設(shè)的一根導(dǎo)水管出水量逐步減小，最后管路因堵塞而流水停止，二個(gè)小時(shí)后井筒371米井壁接茬突然開裂并出現(xiàn)大量涌水，井筒成井376.3米，工作面空幫3.5米，經(jīng)測算井筒涌水量約300方/小時(shí)。

二、施工方案

根據(jù)工作面出水情況，經(jīng)研究決定，采用立井井壁隔水墻和壁后注漿加固分截出水水源及封堵導(dǎo)水通路相結(jié)合的施工方案進(jìn)行注漿封水，方案如下：

根據(jù)水文地質(zhì)情況，將副井井筒371m水眼點(diǎn)做為處理作業(yè)的節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)實(shí)際情況，在滑膜上沿搭設(shè)臨時(shí)工作臺(tái)，破除被壓裂受損井壁，找出出水水源點(diǎn)，壓力外移，前期導(dǎo)通水源，卸載壓力，待混凝土凝固期達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在周邊布置加固孔，截流分支水源，消減主水眼水量及壓力，最后注漿封堵主水源點(diǎn)，達(dá)到封水節(jié)流的目的。

三、工藝原理

該技術(shù)的基本原理是在立井施工過程中發(fā)生突水事故時(shí)，采用井壁構(gòu)筑隔水墻配合導(dǎo)水管路，周邊加固截流，最后封堵主水源點(diǎn)的施工工藝。

四、立井井筒井壁隔水墻輔助周邊加固截流施工關(guān)鍵技術(shù)工藝流程及操作要點(diǎn)

（一）井筒井壁隔水墻施工工藝流程。

搭設(shè)操作平臺(tái)→破除受損井壁及圍巖→找出水源點(diǎn)→預(yù)留導(dǎo)水管路→構(gòu)筑井壁隔水墻→水眼泄壓→周邊加固截流→封堵水源點(diǎn)

（二）特制導(dǎo)水通路及附屬構(gòu)件的制作。

線路導(dǎo)通設(shè)施制作，散水水路歸攏收集，即收；預(yù)留收水導(dǎo)水設(shè)施，排水泄壓，即泄。在夏店礦副井井筒突水中，根據(jù)現(xiàn)場水眼情況，裂隙出水，水源來自上部，用6mm花紋鋼板加工一個(gè)長：寬：高= 漏斗，如圖所示。

（三）井筒井壁隔水墻及周邊加固截流施工準(zhǔn)備。

找出水源點(diǎn)，根據(jù)現(xiàn)場井壁及水眼規(guī)格加工集、排水設(shè)施，加工臨時(shí)模板，預(yù)留排水通路，施工隔水墻的質(zhì)量保證措施及材料，在養(yǎng)護(hù)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度期間，對周邊進(jìn)行加固截流注漿所用的材料和設(shè)備。

（四）立井井筒井壁隔水墻輔助周邊加固截流施工關(guān)鍵技術(shù)操作要點(diǎn)。

1、井壁隔水墻施工。

水源點(diǎn)找出后，下設(shè)集水管路及設(shè)施，突水點(diǎn)巖石一般較破碎或水流量大，由于隔水墻構(gòu)筑后，要留有較長時(shí)間凝固期（10天），在此期間其強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)值，不能承受富水壓力，故在此期間以泄壓排水為主，防止水路暢通不被堵塞成為隔水墻質(zhì)量好壞、直接影響治水能否成功的關(guān)鍵。同時(shí)利用隔水墻凝固時(shí)間可對突水水源點(diǎn)上部井壁進(jìn)行例如壁后注漿等其他工作，對工期要求本來就緊而又出現(xiàn)突水意外的工程來說，具有特殊的意義。

隔水墻澆筑質(zhì)量的好壞，清除附巖危巖、收集散水、輔助支護(hù)至關(guān)重要，可以輔以錨網(wǎng)、鋼筋支護(hù)，增加澆筑強(qiáng)度等形式。

2、周邊加固截流操作要點(diǎn)。

當(dāng)井壁不能承受水壓時(shí)，便發(fā)生突水，在周邊注漿加固環(huán)節(jié)中，布孔位置及質(zhì)量是關(guān)鍵，施工中應(yīng)收集熟悉井筒每段所處的圍巖地質(zhì)狀況，根據(jù)巖層走向及紋理，根據(jù)實(shí)際找出的水源點(diǎn)分布狀況，有針對性的布設(shè)周邊加固孔，此部分注漿期望能達(dá)到兩個(gè)目的，一是加固突出水源周邊圍巖及井壁；二是歸根于能通過高質(zhì)量孔的布設(shè)，從周邊把主水源銷蝕，重點(diǎn)外移，無聲中消滅矛盾?？筛鶕?jù)需要選擇不同的布孔形式。

3、突水水源點(diǎn)周邊注漿加固。

采用深淺孔結(jié)合，上、下行注漿，五花型布置，孔間排距 ，沿隔水墻上下2-5m（共6m）布置。深孔2.5m（如確切的掌握了水源內(nèi)部構(gòu)造，可調(diào)整鑿孔深度，找出水頭位置注漿封堵），淺孔1.5m，井壁薄弱及明顯出水點(diǎn)處造孔注漿。

五、立井井壁隔水墻施工

（一）找出突水水源點(diǎn)。

排水至突水位置，根據(jù)井筒施工時(shí)實(shí)際揭露的巖石狀況，考察現(xiàn)場情況，分析突水水源點(diǎn)巖石分部、巖性、有無構(gòu)造等現(xiàn)象，結(jié)合井壁受損情況、周邊井壁質(zhì)量等綜合考慮，盡量做到一次性準(zhǔn)確地找出水源點(diǎn)，避免分析失誤而對井壁及圍巖造成二次破壞。在夏店礦副井井筒376m井壁涌水后，結(jié)合井筒上部施工時(shí)揭露的一橫貫井筒的斜向斷層，分析確定突水水源的準(zhǔn)確位置后，開始風(fēng)鎬破除井壁，7天時(shí)間破壁及水源洞挖掘完成，如分析推測基本一致，水源點(diǎn)為一直徑約1m的涌水空洞，水源自上而下補(bǔ)給，水量270m?左右。破壁尺寸：出水洞口弦長9米，全段高4.8米破除，其余井壁平均破壁段高3.5米，壁厚500mm；水源洞深12米，平均高度2.4米，寬1.5米，開口部位平均高度3.5米，均寬6米，深4米。開口部位上下全段高錨網(wǎng)支護(hù)。人工挖掘巖方約145.7m?。

（二）隔水墻施工技術(shù)環(huán)節(jié)。

突水水源點(diǎn)找出后，情況直接明了。如何堵水截流，能否承受突水水壓成為問題關(guān)鍵。根據(jù)實(shí)際制定了：引、泄、截流、封堵的治理突水關(guān)鍵技術(shù)方案。

夏店礦副井井筒376米突水后，在主要出水點(diǎn)埋設(shè)六寸不銹鋼管兩根，每根導(dǎo)水管長13米，均由兩節(jié)鋼管焊接法蘭盤對接而成，六寸管上焊接交叉筋增加摩擦。在出水孔內(nèi)部斜向打六到八根等強(qiáng)錨桿，確保導(dǎo)水管固定牢固不發(fā)生位移，外端露出井壁；水頭部位鋪設(shè)6片鋼芭網(wǎng)（ 鋼筋焊接網(wǎng)， ，網(wǎng)格 ）內(nèi)放一自加工集水漏斗，內(nèi)放鋼筋籠（規(guī)格： ，外包兩片鋼笆網(wǎng)焊接鋼筋籠上），引水管放入鋼筋籠內(nèi)以防止落渣堵塞管口。集水漏斗用等強(qiáng)樹脂錨桿固定在巖壁上，安裝固定完畢后，用快硬水泥封閉水箱所有空隙，確保涌出水全部從導(dǎo)水管流出。

（三）周邊加固截流關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在出水點(diǎn)預(yù)埋導(dǎo)水管上安裝六寸閥門。首先注漿封堵集中導(dǎo)水管處預(yù)埋收集散水的膠管，以封堵散水及加固水眼周圍井壁，待出水點(diǎn)周邊加固完成后，選擇一導(dǎo)水管注漿堵水，另一導(dǎo)水管作泄壓孔，若泄壓孔漏漿則逐步關(guān)閉閥門，直至閥門封堵牢固、堵水充填巖體裂隙密實(shí)。注漿期間認(rèn)真觀察注漿壓力及井壁狀況，注漿壓力不得大于5MPa。

六、結(jié)果

1、通過隔水墻施工及壁后注漿，該處涌水量降至5 m?。

2、提倡了新的治水理念——在處理突水事件的過程中，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的一味以堵截為主導(dǎo)的治水思想，提供了一種新的先引、泄，再逐步消蝕、截堵的治水思維的緩沖理念。

3、有效的利用等待期，組織安排其他生產(chǎn)，對提供設(shè)備、人員利用率、縮短工期具有特殊意義。

（作者單位：平煤神馬建工集團(tuán)建井一處地測科）