壁后注漿工藝方法及研究

辛建明

【摘要】 豎井井壁出水點(diǎn)多位于裂隙含水層或含水流砂層，以井壁及井壁接茬、預(yù)留導(dǎo)水管為出水通道。出水易造成井壁砂線現(xiàn)象，影響井壁觀感質(zhì)量，同時(shí)影響井筒設(shè)施的使用年限。為保證井筒施工質(zhì)量，封堵出水通道，應(yīng)進(jìn)行井筒壁后注漿。本文以魯南礦業(yè)王峪礦區(qū)主井井筒施工為例，簡(jiǎn)要介紹壁后注漿工藝方法。

【關(guān)鍵詞】 豎井井筒 壁后注漿 注意事項(xiàng)

一、工程概況

魯南礦業(yè)王峪礦區(qū)位于山東省沂水縣，其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1.5Mt/a，主井井筒設(shè)計(jì)凈直徑為5m，井深299.5m。井口地面標(biāo)高+207.5m.地表沂河流經(jīng)礦體上盤，上覆第四系含水豐富，透水性強(qiáng)，與沂河形成互為補(bǔ)給的關(guān)系。下伏泰山群變質(zhì)巖系構(gòu)成鐵礦帶和礦帶頂、底板。井筒為素砼結(jié)構(gòu)，井筒凈徑5米，自鎖口段（標(biāo)高+184.5米）以下井壁設(shè)計(jì)厚度0.35米，掘砌過(guò)程中井壁涌水，涌水量小于6m3/h，先期采用引水管導(dǎo)水措施，待井筒砌筑至第三層馬頭門（標(biāo)高+50米）時(shí)，為防止井筒淋水順著井壁進(jìn)入滑模，影響澆筑混凝土質(zhì)量，給澆筑施工帶來(lái)困難。因此須停止生產(chǎn)，對(duì)成井段采取壁后注漿堵水措施。

二、注漿方案

我項(xiàng)目部、建設(shè)方、監(jiān)理方共同對(duì)井筒涌水情況進(jìn)行實(shí)地勘察，井壁+80m水平以上，有明顯出水點(diǎn)16處。主要表現(xiàn)在井壁接茬處出水，個(gè)別地點(diǎn)為井壁孔隙處滲水。根據(jù)出水情況，項(xiàng)目部決定采用上行式注漿方法。

1、機(jī)具選擇：

造孔機(jī)具：7655鑿巖機(jī)以φ42mm“一”字型合金鉆頭。

注漿機(jī)具：70/45型風(fēng)動(dòng)雙液注漿泵，注漿壓力3-7MPa

漿液配制桶3個(gè)（單液漿、雙液漿、清水桶各一個(gè)）。

2、注漿液參數(shù)

（1）、漿液材料：425#普通硅酸鹽水泥，水玻璃波美度為38～40，模數(shù)為2.6-2.8，比重1.40

（2）漿液配比：

單液漿水灰比一般為0.8︰1；稀漿水灰比為1︰1～1︰1.5；雙液水泥漿水玻璃體積比一般為5︰1。

3、設(shè)計(jì)注漿終壓： P0（D+2E）2/4E（D+E）≦P

P：井壁設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度

D：井筒凈直徑

E：井壁厚度

P0：注漿終壓

注漿壓力根據(jù)靜水壓力和井壁強(qiáng)度推斷，考慮富裕系數(shù)而定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和要求，注漿壓力保持能注進(jìn)漿液而不破壞井筒為準(zhǔn)，大于靜水壓力0.5～1.5MPa，注漿終壓取2.5MPa。經(jīng)過(guò)公式驗(yàn)算，符合井壁抗壓強(qiáng)度要求。

3、注漿布孔參數(shù)

根據(jù)井壁出水點(diǎn)情況，布孔參數(shù)選擇如下；

淋水形式 布孔原則 施工特點(diǎn)

均勻片狀滲水 多布淺孔，沿井圈布孔，三花或五花眼布孔，孔距1.5～2.5米 以雙液注漿為主，主要封堵壁后空間和砼孔隙。

條帶狀縫隙滲水 沿縫隙挖補(bǔ)加固，再沿縫側(cè)邊布孔4—6個(gè) 以出水大的一孔為主注漿，其余孔復(fù)注漿。

集中出水點(diǎn)出水 對(duì)集中出水點(diǎn)直接造孔，同時(shí)在出水點(diǎn)附近布1～2個(gè)深孔。 直接雙液注漿，其余孔復(fù)注或再打注漿孔注漿。

混凝土接碴縫漏水 一般采用均勻布孔，三花或五花眼孔間距0.7～1.5m 雙液注漿

三、注漿方法

在吊盤或工作面設(shè)風(fēng)動(dòng)雙液注漿泵，附近設(shè)水泥漿儲(chǔ)液桶、水玻璃儲(chǔ)液桶和清水桶各一個(gè)。水泥漿液制作在地面設(shè)攪拌站進(jìn)行，水泥漿通過(guò)溜灰管注入水泥漿儲(chǔ)液桶，水玻璃事先通過(guò)吊桶輸送至工作面?zhèn)浜谩?/p>

1、 埋設(shè)注漿管

在井壁出水位置用7655鑿巖機(jī)配氣腿打出出水眼，將麻絲用水泥漿和水玻璃浸透，纏繞在已加工好的注漿管壁上，快速插入出水眼，然后用道釘沿注漿管壁周圍插入，緊固注漿管，15分鐘后，即可開始注漿，插入注漿管過(guò)程中，注意保護(hù)注漿管絲頭。

2、 壓水試驗(yàn)

注漿管安好后，安上球閥，連接好管路，開泵進(jìn)行壓水試驗(yàn)。壓水試驗(yàn)持續(xù)15分鐘，確定各項(xiàng)注漿參數(shù)。

3、注漿

確定注漿終壓后，開始注漿，漿液由稀到濃，壁后注漿必須做到壁后圍巖裂隙填充密實(shí)，形成封水帷幕，切斷出水途徑。由初壓逐步過(guò)渡到終壓，期間不能突然增大壓力。當(dāng)注漿孔壓力達(dá)到設(shè)計(jì)壓力，持續(xù)10分鐘不吸漿，井壁無(wú)滲水現(xiàn)象，即結(jié)束注漿，用雙注漿液封孔。

四、注漿工程量

+80米至+100米段，注漿孔22個(gè)，孔深0.5米，用水泥800Kg，水玻璃200Kg，麻10Kg.

+100米至+125米段，注漿孔20個(gè)，孔深0.5米，水泥1000Kg， 水玻璃150Kg，麻4Kg.

+125米至+139米段，注漿孔15個(gè)，孔深0，8米，水泥700Kg， 水玻璃50Kg，麻3Kg

+139米至+164米段，注漿孔24個(gè)，孔深0.8米，水泥700Kg， 水玻璃100Kg，麻6Kg.

五、注漿注意事項(xiàng)

1、注漿孔必須布在井壁完好無(wú)缺的地方，避開薄弱處、井壁接茬或裂縫。

2、注漿管要埋設(shè)牢固，注漿管與注漿孔壁之間要填充密實(shí)，防止注漿過(guò)程出現(xiàn)噴孔。

3、注漿時(shí)應(yīng)控制注漿壓力，由小到大，邊注漿邊觀察注漿管與井壁變化，發(fā)現(xiàn)異常情況，立即停機(jī)處理。

4、雙液注漿時(shí)，兩只注漿管不得混用，以防堵管。

5、注漿時(shí)，應(yīng)設(shè)專人觀察井壁，發(fā)現(xiàn)井壁鼓裂變形，應(yīng)立即停泵處理，發(fā)現(xiàn)跑漿，應(yīng)立即用棉紗、雙液漿封堵。

6、注漿結(jié)束后，要將所有閥門拆除，外露注漿管要切割處理。

五、注漿成果

本次注漿歷時(shí)25天，注漿后井壁淋水小于2m3/h，符合預(yù)期效果要求。

結(jié)語(yǔ) 實(shí)踐證明，壁后注漿是一種工藝簡(jiǎn)單效果顯著的防治水方法，在注漿堵水的同時(shí)能起到加固井壁的作用。注漿效果的好壞取決于注漿孔位置、深度的選取，注漿液濃度計(jì)壓力的掌握。注漿參數(shù)要根據(jù)井壁情況，滲水情況等條件綜合推斷，不能生搬硬套。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋振騏 . 實(shí)用礦山壓力控制 . 徐州 . 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.1998

[2] 劉鳳坤 舒非凡 立井井筒壁后注漿施工 [J]；建井技術(shù)；2008年02期