分析在高壓裂隙水封堵中的應(yīng)用關(guān)鍵孔注漿方法的意義

楚德海等

摘要：在進(jìn)行地下工程的施工中，裂隙巖體高壓涌水的關(guān)鍵孔注漿方法被第一次提出，結(jié)合層次分析的理論對(duì)關(guān)鍵孔的多種因素層次優(yōu)選的方法進(jìn)行探討。在高壓涌水注漿防治中，使用層次優(yōu)選的方法對(duì)關(guān)鍵孔進(jìn)行篩選，對(duì)關(guān)鍵孔進(jìn)行注漿設(shè)計(jì)，可以達(dá)到理想的防治目的，在類似的地下工程施工中得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：裂隙巖高壓涌水 關(guān)鍵孔 注漿 層次分析

在地下工程的施工中，水危害始終都是影響工程施工和施工安全的重要因素，尤其是流量較大、壓力較高的巖溶裂隙涌水，對(duì)工程的危害性極高，并且防治的難度較大，尤其是在地下空間利用和資源開(kāi)發(fā)中具有較大的困難。一般表現(xiàn)為地下工程周邊的圍巖由于常年的涌水而造成滲透和沖刷的效果，使支護(hù)發(fā)生垮塌、圍巖失去穩(wěn)定。而且使用抽排水技術(shù)會(huì)使礦山企業(yè)產(chǎn)生高昂的排水費(fèi)用，使成本增加。長(zhǎng)時(shí)間的襲奪地下水，會(huì)對(duì)地下水的循環(huán)路徑和補(bǔ)給造成影響，從而導(dǎo)致水資源保護(hù)也受到較大的影響。所以對(duì)高壓涌水的注漿封堵和技術(shù)和理論進(jìn)行探討，可以解決高野涌水注漿封堵的困難，有利于注漿技術(shù)和理論的發(fā)展。注漿的材料主要有各種化學(xué)漿液、各種速凝漿液、添加劑、水泥水玻璃雙液漿、超細(xì)水泥。注漿工藝主要是研究工程的應(yīng)用和注漿的技術(shù)，主要有高壓注漿綜合防治技術(shù)、注漿壓力控制技術(shù)、CCG注漿技術(shù)等。

1 關(guān)鍵孔的概念

關(guān)鍵孔是指揭露主導(dǎo)通裂隙，有良好的連通性，注漿鉆孔對(duì)圍巖加固、引排、注漿堵水具有主要的作用。

2 注漿方法

經(jīng)過(guò)大量的工程經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)例表明，地下施工堵水中，只有少數(shù)的鉆孔能起到真正的作用，能夠起到作用的鉆孔被稱為關(guān)鍵孔。關(guān)鍵孔的有效利用、科學(xué)優(yōu)選、合理設(shè)計(jì)等都會(huì)對(duì)工程的安全、防治的效果起到重要的作用。

關(guān)鍵孔的主講方法是由注漿安全控制、科學(xué)注漿設(shè)計(jì)、材料凝固控制、聯(lián)通試驗(yàn)、物理探測(cè)等學(xué)科知識(shí)的綜合防治體系組成。首先要進(jìn)行物理探測(cè)與水文分析，通過(guò)這兩種技術(shù)便可以有效地對(duì)鉆孔的設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)分析，然后通過(guò)壓漿試驗(yàn)、連通試驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)內(nèi)容對(duì)鉆孔的連通性等進(jìn)行判斷，使用層次分析法對(duì)關(guān)鍵注漿孔進(jìn)行優(yōu)選，最后按照關(guān)鍵孔的擴(kuò)散范圍、孔深等參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的注漿設(shè)計(jì)，在注漿的過(guò)程中對(duì)水壓、水量、圍巖的變形等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，可以對(duì)注漿的安全進(jìn)行有效的控制，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，達(dá)到最佳的加固、封堵效果，使綜合治理的目的得以實(shí)現(xiàn)。

傳統(tǒng)的注漿方法是一旦揭露鉆孔水源后，便立即進(jìn)行注漿，但是對(duì)導(dǎo)、含水的構(gòu)造還不明確，使鉆孔所揭露的位置不一定是最佳的注漿位置，盲目地進(jìn)行注漿會(huì)對(duì)后續(xù)的鉆孔設(shè)計(jì)和注漿造成很大的影響，最終無(wú)法使防治效果達(dá)到最理想程度。

關(guān)鍵孔注漿方法是采用先進(jìn)行鉆孔，后進(jìn)行注漿的防治方法，這樣便可以對(duì)鉆孔的補(bǔ)充探測(cè)功能進(jìn)行充分利用，建立圍巖導(dǎo)、含水的構(gòu)造分布模型，之后對(duì)鉆孔進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)選，找到最佳的注漿鉆孔和最佳的引排鉆孔，有利于科學(xué)合理的注漿防治方案的設(shè)計(jì)。

3 關(guān)鍵孔注漿的程序

3.1 分析高壓涌水的水文地質(zhì)和區(qū)域地質(zhì)的條件，對(duì)涌水的補(bǔ)給類型或者是涌水水源進(jìn)行確定。

3.2 選擇合適的物理探測(cè)方法對(duì)涌水區(qū)進(jìn)行探測(cè)，對(duì)重點(diǎn)涌水區(qū)的富水性情況和導(dǎo)、含水的構(gòu)造發(fā)育特點(diǎn)進(jìn)行探查，對(duì)注漿堵水工程的治理重點(diǎn)方向進(jìn)行確定，將物理探測(cè)的成果和地質(zhì)分析成果進(jìn)行綜合，最后開(kāi)始對(duì)鉆孔進(jìn)行設(shè)計(jì)初步注漿方案。

3.3 對(duì)重點(diǎn)防治區(qū)進(jìn)行注漿鉆孔的施工過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)鉆孔揭露的水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)的編錄，并且與探測(cè)的結(jié)果相結(jié)合，對(duì)導(dǎo)、含水的構(gòu)造認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化。

3.4 對(duì)每個(gè)鉆孔進(jìn)行連通試驗(yàn)，并且與多方面的信息相結(jié)合，進(jìn)行評(píng)估鉆孔的質(zhì)量，然后將鉆孔的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行劃分，確定關(guān)鍵孔。

3.5 認(rèn)真對(duì)關(guān)鍵孔的注漿設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析了解，并且與注漿期間的圍巖變形、水壓、水量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，不斷地對(duì)注漿的方案進(jìn)行優(yōu)化、調(diào)整，然后對(duì)資料進(jìn)行整理歸納，總結(jié)評(píng)價(jià)本次注漿的效果。

4 關(guān)鍵孔的層次優(yōu)選

在優(yōu)選注漿鉆孔時(shí)，會(huì)涉及到的判斷標(biāo)準(zhǔn)有很多種。一部分是如跑漿能力和有效的擴(kuò)散范圍等的模糊性較強(qiáng)的定向標(biāo)準(zhǔn)。也有如跑漿濃度、連通時(shí)間、水壓、涌水量等的定量標(biāo)準(zhǔn)。判斷標(biāo)準(zhǔn)中的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆孔的優(yōu)選起到不同的作用，各個(gè)因素的重要度也不一樣。按照層次分析法，對(duì)某一層次的各判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定重要性。因?yàn)閮H僅通過(guò)單一的鉆孔來(lái)實(shí)現(xiàn)涌水的防治是十分困難的，所以可以按照施工工程的要求，通過(guò)選擇最佳的幾個(gè)鉆孔作為注漿堵水的關(guān)鍵孔，再與科學(xué)合理的注漿設(shè)計(jì)方案相結(jié)合，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圍巖的合理加固和涌水的最佳控制。

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