塔什店風(fēng)井凍結(jié)法施工壁后注漿技術(shù)方案

李　昆

(1.北京中煤礦山工程有限公司，北京　100013；　2.煤礦深井建設(shè)技術(shù)國家工程實驗室,北京　100013)

?

塔什店風(fēng)井凍結(jié)法施工壁后注漿技術(shù)方案

李昆1，2

(1.北京中煤礦山工程有限公司，北京100013；2.煤礦深井建設(shè)技術(shù)國家工程實驗室,北京100013)

以塔什店風(fēng)井凍結(jié)法施工為例，介紹了壁后注漿時機及注漿孔布置方式，闡述了注漿材料的選取要求，并說明了注漿施工工藝流程，提出了注漿安全管理及應(yīng)急處理措施，保障了井筒壁后注漿的順利實施。

風(fēng)井井筒，凍結(jié)法，壁后注漿，施工工藝

1　工程概況

塔什店礦區(qū)一號礦風(fēng)井井筒設(shè)計凈直徑5.5 m，井筒全深476 m，前期采用普通法施工至336.7 m，下部采用凍結(jié)法施工，凍結(jié)深度505 m。風(fēng)井地層分布表見表1，普通法施工井筒參數(shù)見圖1。

表1　風(fēng)井地層分布

由表1，圖1可知，馬頭門以上100 m范圍內(nèi)的巖層分布為第三系中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)與侏羅系中統(tǒng)。其中第三系地層主要由砂礫巖組成，是立風(fēng)井主要直接充水含水層。由于下第三系與外界的水力聯(lián)系較密切，所以該層位的壁后堵水效果較差。此外，該層位巖石完整性差，凍結(jié)壁解凍后易向外壁收縮，使得巖石、外壁間結(jié)合嚴(yán)實，很難產(chǎn)生漿液可以擴散的通道，注漿量較小。一旦加大注漿壓力，可能會導(dǎo)致裂隙通道與上部貫通，出現(xiàn)壁后串漿現(xiàn)象。可見，不宜在第三系中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)地層中進行壁后注漿。

侏羅系中統(tǒng)地層不具備儲水條件，為透水層。該層與第三系地層水力聯(lián)系不密切。如及時進行壁后注漿則該層位可以作為隔水層。因此建議：

1)壁后注漿區(qū)域為侏羅系中統(tǒng)組與第三系中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)組地層的交界處(標(biāo)高為437 m)至井筒壁座上方(標(biāo)高為454 m)；2)凍結(jié)井壁壁后注漿宜采用水泥單液漿、水泥—水玻璃雙液漿相結(jié)合的注漿方式進行。

2　壁后注漿時機及注漿孔布置

2.1壁后注漿時機

壁后注漿技術(shù)是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。所以應(yīng)當(dāng)盡早進行注漿。盡量在壁間注漿的基礎(chǔ)上，在壁后形成注漿帷幕，從而增強井壁防水抗?jié)B性能，提高井壁堵水效果。所以壁后注漿時機應(yīng)當(dāng)為與壁間注漿同時進行。

2.2壁后注漿注漿孔布置

壁后注漿孔以穿透井壁為宜，壁后注漿區(qū)域為侏羅系中統(tǒng)組與第三系中新統(tǒng)—漸新統(tǒng)組地層的交界處(標(biāo)高為437 m)至井筒壁座上方(標(biāo)高為454 m)。每組3個注漿孔，采用環(huán)形均勻布置方案。注漿順序為自井筒壁座上方向交界處進行，注漿初期交界處的注漿孔為排氣孔。如排氣孔有漿液涌出，則表示壁后注漿效果較好，漿液已經(jīng)充填437 m～454 m注漿段的間隙。如排氣孔無漿液涌出，則需在交界處進行壁后注漿，盡量充填外層井壁與地層之間的空隙。

如出現(xiàn)井壁接槎出水情況，注漿孔應(yīng)布置在接槎上或下0.4 m～0.5 m處找水，注漿孔應(yīng)穿透混凝土井壁進入巖層0.5 m～1.0 m為宜，有裂隙的位置應(yīng)加大孔深至2.5 m，以穿透裂隙進行充填，孔徑45 mm。對出水點注漿采用在出水點附近0.5 m～1.0 m范圍內(nèi)打眼，埋設(shè)長600 mm～1 500 mm的注漿管進行壁后注漿。根據(jù)注漿位置的水量大小采用水泥單液漿、水泥—水玻璃雙液漿相結(jié)合的注漿方式進行。

對于井筒未化凍段，采取先布設(shè)注漿孔，待井筒化凍出水后再進行壁后注漿，注漿孔按照30 m一組，一組3個注漿孔環(huán)形均勻布置，注漿孔穿過井壁進入圍巖0.5 m～1.0 m。如井壁未化凍段無出水現(xiàn)象，則不需要注漿，需將布設(shè)的注漿孔全部充填封閉。

3　注漿材料

先采用水泥單液漿后采用水泥—水玻璃雙液漿封相結(jié)合的注漿方式進行。

根據(jù)井壁淋水情況，有集中出水點時，在出水點上方和下方布置導(dǎo)水孔和注漿孔；分散出水時采用均勻布孔注漿堵水。具體施工時，視注漿漿液擴散的范圍、堵水加固效果進行適當(dāng)調(diào)整注漿孔數(shù)或布置方式。根據(jù)出水點水量大小、漏漿情況及吸水難易程度適當(dāng)調(diào)整水灰比、水玻璃雙液漿等注漿材料，對涌水量較大的出水點采用雙液漿直接封堵；對于涌水量較小的出水點或大面積滲水，采用單液濃水泥漿進行充填。

4　注漿施工工藝

1)為了使?jié){液能夠均勻擴散，可采用誘導(dǎo)注漿工藝，即同時施工3個孔，其中1個孔注漿，另外2個孔為誘導(dǎo)兼觀察孔，誘導(dǎo)孔未注漿前必須安裝好高壓閥門，一旦串漿時可立即關(guān)閉閥門。

2)在混合器上分別安裝甲、乙漿液的控制閥門或逆制閥，一旦停泵后，應(yīng)立即關(guān)閉甲、乙兩閥門，防止甲乙兩液串漿混合堵塞高壓注漿管，并減少廢漿量，如有廢漿應(yīng)放入專用桶中。注漿當(dāng)班結(jié)束時，應(yīng)對工作面用清水進行沖洗。

3)可采用單孔少注，群孔多注的工藝。每一注漿孔可采用逐步加大孔深分次套孔復(fù)注的方式，直至達到設(shè)計要求。注漿時一定保證段高注漿質(zhì)量，達到注漿段高結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)時方可轉(zhuǎn)入下一段注漿，嚴(yán)防本段涌水通過壁后間隙流向下一段，給下段注漿鉆孔涌水造成假象，無法判準(zhǔn)水源位置。

5　安全事項及特殊情況應(yīng)急處理

1)注漿前要對整個注漿施工管路系統(tǒng)做壓水耐壓試驗，檢查管路上的所有接頭、閥門及管件的耐壓能力，如有不符合要求的要及時更換或調(diào)整，直到符合要求后才能開始注漿。

2)每次注漿前要對供水、供電、攪拌、注漿設(shè)備等進行嚴(yán)格檢查，注漿泵及輸漿管各接頭要綁緊接牢，注漿過程中，盤上工作人員要隨時觀察接頭情況，并應(yīng)避開孔口管位置，避免跑管傷人。

3)注漿人員嚴(yán)格執(zhí)行注漿泵操作規(guī)程，佩戴防護眼鏡、乳膠手套，注漿管路要牢靠，防止脫出傷人，放漿時，要注意安全，人員避開放漿閥門，防止?jié){液濺入眼內(nèi)，時刻注意壓力表變化情況，發(fā)現(xiàn)異常情況及時處理。

4)注漿時，指派專人觀察井壁，是否有井壁掉皮、開裂、凸起及有無漏漿等異?，F(xiàn)象，如井壁發(fā)生異常，出現(xiàn)裂縫或掉塊(渣)應(yīng)立即停止注漿作業(yè)，通知打開卸壓閥、關(guān)閉孔口閥門及注漿泵，沖洗注漿管路，待卸壓后，雙液封孔。

5)注漿過程中必須留有觀察孔及泄壓孔，發(fā)現(xiàn)壓力異常及時泄壓處理；施工中如發(fā)現(xiàn)沖擊地壓現(xiàn)象必須及時停止作業(yè)，仔細觀察處理。

[1]李寧.核桃峪副井凍結(jié)溫度場計算[J].煤炭技術(shù),2014(8)：91-92.

[2]董昊福.核桃峪風(fēng)井凍結(jié)施工技術(shù)[J].山西建筑,2013，39(21)：89-90.

Scheme of grouting technology Tashidian shaft freezing wall

Li Kun1,2

(1.BeijingChinaCoalMineEngineeringCo.,Ltd,Beijing100013,China；2.NationalEngineeringLabofMineDeepShaftConstructionTechnology,Beijing100013,China)

Taking the freezing method of Tashidian shaft freezing walls as the example, the paper illustrates the selection requirements of the grouting materials, introduces the allocation methods for the backfill grouting time and grouting machine, indicates its construction craft procedure, and points out the grouting safety management and emergency treatment measures, so as to ensure the smooth operation of the backfill grouting.

shaft, freezing method, backfill grouting, construction craft

1009-6825(2016)19-0052-02

2016-04-17

李昆(1964- )，男，高級工程師

TD265.3

A