北柳斜井井筒碹體壁后注漿封水施工方法

李克輝

(遼源礦業(yè)集團西安煤業(yè)公司六區(qū)，吉林 遼源 136200)

1 工程概況

北柳斜井井筒設(shè)計斷面為10.9m2，半圓拱形巷道，基巖段采用錨桿網(wǎng)支護，圍巖為黑色頁巖與砂巖互層，井筒施工至井深45m～91m時，遇山體地下含水層，井筒下掘施工時淋水較大。掘進施工采用短倔短砌鋼筋混凝土發(fā)碹支護強掘通過，筋混凝土墻厚0.35m，斜井絞車道最大涌水量為78m3/h。

2 注漿封水方案設(shè)計

先在斜井絞車道淋水段上下各10m設(shè)截隔水段用以防止淋水區(qū)域擴大，鋼筋混凝土發(fā)底碹封底采用水泥漿注漿封水。

2.1 注漿封水長度

斜井井筒45m～91m段有淋水，在有淋水上下10m設(shè)截隔水段，確定注漿封水長度為66m。鋼筋混凝土發(fā)底碹封底長度66m，厚度0.35m。

2.2 截隔水段及封底

先在淋水上方35m～45m發(fā)底碹封底設(shè)上端截隔水段注漿封閉堵水，防止封水時涌水上溢。在91m～101m發(fā)底碹封底設(shè)下端截隔水段注漿封閉堵水，用以防止封水后涌水下溢，下端截隔水段上下兩端各設(shè)一橫排水槽，橫排水槽寬1.0m深2.0m長3.5m，下端截隔水段發(fā)底碹前預(yù)埋2根6寸排水管連接兩個橫排水槽，排水管下端各設(shè)一截止閥門，上排水槽用以下端截隔水段注漿封閉時截水，便于封底發(fā)底碹時隔水混凝土飽漿，下橫排水槽用以淋水段封底發(fā)底碹時兩截隔水段封閉打開閥門排水。淋水段封底采用由上至下分段發(fā)底碹封底，施工時使用防水塑料鋪底隔水防混凝土跑漿，底板鋪0.1m～0.2m厚道砟石并設(shè)1條0.2m×0.2m×0.2m的順水槽將水順入下測橫排水槽中排出。

2.3 注漿孔布置

按所封水段每間隔2m布置8個注漿孔，底板3個，兩幫及頂板5個，深1.0m，注漿孔內(nèi)下封好孔的1寸鋼管，外露0.2m并設(shè)1寸截至閥門。滿足注漿封水條件。

2.4 注漿壓力

注漿壓力依據(jù)實際碹體耐壓及巷道高度且在注漿孔上部6m的預(yù)注漿孔打開截止閥門可緩解水壓，碹體壁后注漿，水位高度控制在3.5m，注漿半徑控制在6米左右，注漿壓力控制在1.5～2.0MPa范圍內(nèi).終壓控制在2.5MPa以下。

2.5 注漿材料

注漿材料主要采用水泥、水玻璃、速凝劑等材料，按照應(yīng)用比例調(diào)配。

3 注漿方式

注漿按由下至上，由底向頂?shù)捻樞蛞来尾捎蒙闲惺綁喝胱⑺酀{漿方式注漿封水。

4 注漿質(zhì)量控制

4.1 壓力試驗

采用上行式碹體壁后注漿的方法，因為注漿塞以上未注漿，裂隙相對暢通，沒有止?jié){能力。因此，壓水試驗時，壓力不宜太大，時間也不宜過長，否則在高壓作用下，注入水體極易從碹體壁后產(chǎn)生高壓，造成碹體壓裂，注漿止水失效。

4.2 漿液配比

注漿堵水，漿液配比是一件相當重要的環(huán)節(jié)，如果配比不得當，會直接影響注漿效果，可能導(dǎo)致注漿工作失敗，北柳斜井井筒底板是泥巖巖性，層理發(fā)育，層間導(dǎo)水效果明顯。底板注漿時，為了保證注入漿液有效的凝結(jié)，不致沿巖石層面擴散太遠，我們使用了密度較大(13kg/m3)，塑性強度增長較快的漿液，而且增加了水泥及添加劑的混入量，其中水泥500kg/m3左右、速凝劑4%左右(按水泥重量)、水玻璃8%左右。到了注漿后期時，因漿液的注入量逐漸減少，注漿壓力也會隨著逐步上升。因此，此時需要在保證漿液注入量的同時，也逐漸增加注入漿液介質(zhì)的密度，使注漿孔內(nèi)壓力均勻上升，最終達到注漿設(shè)計的要求。

4.3 注漿壓力調(diào)整

注漿堵水效果的關(guān)鍵在于足夠多的漿液注入量和壓力保障，漿液的注入在2～3倍靜水壓力下進入碹體壁后空隙和巖層裂隙中，待漿液凝結(jié)并且具有一定的塑性強度后，在靜水壓力作用下，井筒碹體壁后周圍的地下水便再也無法通過裂隙進入井筒，從而可達到堵水的最終目的。

4.4 注漿結(jié)束標準

水泥漿注漿結(jié)束標準以漿液注入量和注漿壓力兩大指標來衡量：所有注漿孔注入量均超過設(shè)計注入量，即每米井筒漿液注入量達到3m3以上時，則注漿量合格；注漿壓力達到設(shè)計注漿壓力上限值時，則注漿壓力效果合格。

4.5 注漿效果

北柳斜井井筒注漿堵水效果檢驗以井筒井壁淋水量作為參考標準，采用涌水量監(jiān)測的結(jié)果表明：注漿前井筒涌水量為71m3/h，注漿后井筒內(nèi)涌水量為0.65m3/h，堵水效果顯著，效率極高。

另外，我們在注漿的混合料中添加了絮凝劑，不但提高了注漿的效果，而且大大縮短了工期。