壁后注漿技術(shù)在西部某凍結(jié)井筒中的應用

周可發(fā) 楊明紅

(北京中煤礦山工程有限公司，北京 100013)

壁后注漿技術(shù)在西部某凍結(jié)井筒中的應用

周可發(fā) 楊明紅

(北京中煤礦山工程有限公司，北京 100013)

以西部某凍結(jié)井筒壁后注漿工程為例，對壁后注漿時間進行了介紹，分析說明了注漿孔的布置方式，并對注漿效果作了監(jiān)測，指出該井筒通過壁后注漿避免了出水事故，提高了井筒施工的安全性。

凍結(jié)壁，井筒，注漿，監(jiān)測

凍結(jié)技術(shù)是利用人工制冷臨時改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層,進而形成一種臨時支護——凍結(jié)壁，永久支護形成后，停止凍結(jié)，凍結(jié)壁融化。

由于西部軟巖地層導熱系數(shù)高，凍結(jié)壁解凍速度快，井筒施工中，容易出現(xiàn)井壁外側(cè)向井筒內(nèi)流水甚至出現(xiàn)淹井，這樣就需要在凍結(jié)壁融化前進行壁后注漿。

礦井壁后注漿采用充填注漿的方法將水泥漿充注到井壁外側(cè)與凍結(jié)壁內(nèi)側(cè)的空間，防止含水層凍結(jié)壁融化后流入其他地層。西部某凍結(jié)井筒內(nèi)壁砌筑完成后為了防止水患，成功應用了壁后注漿技術(shù)。

1 工程概況

該煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂托克前旗西約70 km處，地處內(nèi)蒙古自治區(qū)與寧夏回族自治區(qū)接壤地帶，礦井設計生產(chǎn)能力為300萬t/年。風井井筒凈直徑6.0 m，井口設計標高為1 243.5 m，井筒設計深度478 m，凍結(jié)深度385 m。

凍結(jié)段支護長度376 m，采用雙層鋼筋混凝土井壁支護，其中，外層井壁壁厚550 mm，混凝土強度等級C30～C50；內(nèi)層井壁壁厚600 mm～800 mm，混凝土強度等級C30～C55；內(nèi)壁與外壁之間敷設PE塑料夾層，厚度為3 mm；筒式壁座高8 m，采用單層鋼筋混凝土支護形式，壁厚1 153 mm，混凝土強度C55。井筒凍結(jié)段以下為基巖段，長度102 m，單層鋼筋混凝土支護，支護厚度600 mm，混凝土標號C30。井筒表土和風化基巖段采用凍結(jié)法施工，基巖段采用鉆爆法施工。

由表1及地質(zhì)報告可得出，井筒的凍結(jié)基巖段為297.25 m～385 m，壁座處于376 m～385 m之間。根據(jù)水文地質(zhì)條件該井筒基巖段主要含水層在311.90 m～331.20 m，厚度19.30 m。本工程風化基巖壁后注漿段選為300 m～376 m。風井地層分布見表1。

表1 礦井部分地層分布表

2 壁后注漿時間的選擇

該礦井位于我國西部內(nèi)蒙古境內(nèi)，與寧夏回族自治區(qū)接壤，巖石屬于典型的西部軟巖。該類巖石具有熱傳導系數(shù)高、蓄熱能力較低且地下水較活躍等特性。

基于軟巖以上特性，故壁后注漿時間宜早不宜晚。結(jié)合鑿井施工工序，壁后注漿時間應在凍結(jié)段井筒內(nèi)壁施工完成后立即轉(zhuǎn)入井筒壁后注漿工作。因為井筒內(nèi)壁施工完成后，凍結(jié)系統(tǒng)已停凍，凍結(jié)壁開始化凍。時間越晚，凍結(jié)壁越薄弱，可能直接導致注漿失敗。

3 注漿孔的布置

注漿孔的布置是基于凍結(jié)壁與井壁間未形成凍土區(qū)的充填。井筒在300 m～376 m段，井壁厚度為1.153 m，井壁內(nèi)側(cè)到凍結(jié)管距離為2.95 m，凍結(jié)壁設計厚度2.3 m。結(jié)合規(guī)范和工程實際，確定注漿管深入井壁1.5 m，縱向?qū)娱g距20 m，單層均布4個注漿孔，注雙液水泥漿。注漿孔布置展開見圖1。

4 注漿效果監(jiān)測

按1號，2號，3號,…,16號孔依次注漿，注漿壓力至5 MPa時停止注漿。注漿參數(shù)見表2。

表2 風井注漿參數(shù)表

從表2可看出，1號～16號孔注漿量整體呈現(xiàn)逐漸減少趨勢。隨著待注漿空間的減小，注漿壓力上升速度加快，即單孔注漿壓力由起始壓力升至5 MPa時間減少。最底層(13號～16號孔)由于待注漿空間較小，故充填量少。以上結(jié)果均符合充填注漿一般規(guī)律。

5 結(jié)語

壁后注漿過程中要注意注漿量、注漿速度、注漿壓力上升速度變化規(guī)律是否正常，注漿時間應越早越好。該井筒壁后注漿后進入基巖段施工，未出現(xiàn)“出水”現(xiàn)象，注漿取得了預期的效果。為后續(xù)礦井施工創(chuàng)造了條件，也為該地區(qū)類似井筒提供了參考。

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Application of back wall grouting technology in freezing mine of west China

Zhou Kefa Yang Minghong

(BeijingChinaCoalMineEngineeringCo.，Ltd,Beijing100013,China)

Taking the back wall grouting technique in freezing mine of western regions of China as the example, the paper introduces the back wall grouting time, analyzes the allocation approaches of the grouting holes, monitors the grouting effect, and points out the shaft can avoid the effluent accidents with the back wall grouting, so as to improve the safety of the construction.

freezing wall, shaft, grouting, monitoring

2015-04-20

周可發(fā)(1984- )，男，助理工程師； 楊明紅(1981- )，男，工程師

1009-6825(2015)19-0069-02

TU472

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