復(fù)雜地質(zhì)條件下巷道頂板淋水綜合治理技術(shù)探討

史慶斌+李順

摘要：本文圍繞巷道揭露的地質(zhì)構(gòu)造及頂板淋水、滲水影響工程施工這一技術(shù)難題，針對(duì)巷道揭露的地質(zhì)構(gòu)造及頂板含水層綜合治理方案進(jìn)行慎重研究與論證，通過(guò)識(shí)別地質(zhì)構(gòu)造而決定施工方法，實(shí)現(xiàn)了快速、安全、優(yōu)質(zhì)、高效施工，為類似圍巖條件下的井巷施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：巷道頂板含水層；綜合治理；超前釋放；全長(zhǎng)錨固錨桿；注漿錨索；化學(xué)漿液

在井巷工程施工中遇到地質(zhì)構(gòu)造以及巷道頂板淋水是件最頭疼的事。它嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、支護(hù)質(zhì)量、施工安全及工程維護(hù)工作。尤其遇到復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境以及特殊水文地質(zhì)的條件下，巷道掘進(jìn)過(guò)程中揭露以及穿過(guò)多個(gè)地質(zhì)構(gòu)造，巷道出現(xiàn)淋水、滲水更難施工，以往一些傳統(tǒng)的工藝，往往受到現(xiàn)場(chǎng)施工條件和局限性的限制，無(wú)法滿足施工需要，達(dá)不到防治效果，因此，尋找一種確實(shí)可行的綜合治理方法，是施工中的技術(shù)工作重點(diǎn)。

一、頂板含水層綜合治理關(guān)鍵技術(shù)分析

巷道頂板含水層綜合治理方法是：采用探、放、疏、堵等方法，堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘”的施工原則。首先，施工超前探孔，打入頂板花崗巖含水層中，將大部分頂板水放出；其次，采用WG 抗腐蝕抗裂防水劑錨噴工藝，在巷道集中出水點(diǎn)預(yù)埋導(dǎo)水管，利用WG防水劑干粉搶噴10～20mm以縮小淋水面，再噴厚度150mm砼，形成對(duì)淋水整體性封閉層，并達(dá)到到巷道圍巖穩(wěn)定，防水、防潮的效果；再次，滯后迎頭30m左右，采用全長(zhǎng)錨固錨桿及注漿錨索防止支護(hù)鉆孔涌水技術(shù)；最后，采用化學(xué)漿液應(yīng)用于巷道注漿及加固技術(shù)，有效地增加了巷道圍巖的自身強(qiáng)度及穩(wěn)定性，進(jìn)一步降低了巷道的涌水量。

（一）超前釋放鉆孔與錨索滯后相結(jié)合防水技術(shù)

在巷道幫部開(kāi)鑿探放水硐室，采用SGZL-ID鉆機(jī)施工鉆孔，施工與巷道方向平行有傾角的超前鉆孔，以鉆孔直徑130mm鉆探15m后預(yù)埋10m直徑108mm止水套管，在止水套管內(nèi)以鉆探直徑56mm的鉆頭繼續(xù)朝前鉆探，超前鉆探距離為100m，鉆探預(yù)埋止水套管，止水套管安裝高壓球閥，提前對(duì)巷道施工的前方含水層進(jìn)行放水，以減少巷道施工頂板淋水。頂板巖石條件允許的情況下錨索滯后工作面20m，注漿錨索使用注漿材料為水泥漿，在工作面的后方與迎頭施工平行作業(yè)，以減少錨索導(dǎo)水導(dǎo)致迎頭施工困難。此方法適合工作面涌水水壓較大，直接注漿困難。

布置3個(gè)鉆孔，單孔打鉆深度100m。鉆孔參數(shù)見(jiàn)表1。

探水鉆孔超前鉆距和止水套管長(zhǎng)度見(jiàn)表2。

（二）WG抗腐蝕抗裂防水劑錨噴技術(shù)

主要工藝與常規(guī)錨噴相同，首先，在巷道集中出水點(diǎn)預(yù)埋導(dǎo)水管，搶噴10～20mm厚的WG防水劑干粉以縮小淋水面，然后，再噴射150mm的混凝土，其配合比為水泥：黃砂：石子=1：2：2，同時(shí)添加水泥用量的10%WG防水劑，水灰比控制在0.5～0.56之間，可形成對(duì)淋水整體性封閉層，并達(dá)到穩(wěn)定巷道圍巖及防水、防潮的效果。適用于巷道頂板大面積淋水。

優(yōu)點(diǎn)：把巷道淋水集中導(dǎo)出；缺點(diǎn)：封閉性差。

（三）全長(zhǎng)錨固錨桿及注漿錨索防止支護(hù)鉆孔涌水技術(shù)

巷道直接頂為花崗巖，巷道淋水主要通過(guò)原端頭支護(hù)的錨桿、錨索孔導(dǎo)出，將原設(shè)計(jì)錨桿端頭錨固變更為全長(zhǎng)錨固，錨索變更為注漿錨索，采用樹(shù)脂藥卷端頭錨固其余部分采用注漿封堵。適用于圍巖穩(wěn)定地帶。優(yōu)點(diǎn)：有效的封堵小型裂隙以及裂隙水；缺點(diǎn)：施工困難，大型裂隙以及構(gòu)造封堵型。

（四）化學(xué)漿液應(yīng)用于巷道注漿堵水及裂隙充填與巷道加固技術(shù)

1.馬麗散E的性能

馬麗散E是一種低粘度，雙組份合成高分子聚亞膠脂材料，用高壓灌注進(jìn)行加固時(shí)，樹(shù)脂和催化劑混合后進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)它被高壓推擠，注入到煤巖層或混凝土裂縫（在高壓作用下可以使煤巖層的閉合裂隙張開(kāi)），可沿煤巖層或混凝土裂縫延瞻直到將所有裂隙（包括肉眼難以覺(jué)察的裂隙及在高壓作用下重新張開(kāi)的裂隙）充填滿，有效地增加巷道圍巖的自身強(qiáng)度，從而提高其穩(wěn)定性。

2.注漿實(shí)施

（1）注漿孔位置。根據(jù)出水點(diǎn)分布及巷道斷面大小每排布置5個(gè)注漿孔。注漿孔的排間距為2000mm（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及注漿擴(kuò)散情況對(duì)孔深及注漿孔的間排距進(jìn)行及時(shí)調(diào)整）。

（2）注漿孔參數(shù)?？咨?000mm，孔徑為42mm，垂直巷壁鉆孔。注漿鉆孔布置示意如圖2所示。

（3）鉆孔。使用鉆具按要求鉆孔，保證孔深、孔徑及鉆孔位置達(dá)到要求。

（4）封孔位置。封孔器在1.5m處進(jìn)行封孔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（5）注漿管路。封孔器里面接1m花管，中間接1個(gè)封孔器，外面接2m注射管，最后接一快接頭與注射槍連接注漿。注漿系統(tǒng)示意如圖3所示。

（6）注漿壓力的確定。 注漿壓力是推動(dòng)漿液在含水層裂隙及溶洞內(nèi)運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散、充塞壓實(shí)的動(dòng)力。是注漿參數(shù)中最重要的參數(shù)之一，設(shè)計(jì)正常壓力為4～5MPa，終壓<13MPa。

二、結(jié)論

通過(guò)對(duì)巷道地質(zhì)構(gòu)造的識(shí)別以及辨識(shí)，加強(qiáng)了工作人員的施工安全，以及施工人員對(duì)巷道支護(hù)方式的選擇。通過(guò)采取超前釋放鉆孔與錨索滯后相結(jié)合防水技術(shù)、WG 抗腐蝕抗裂防水劑錨噴工藝、全長(zhǎng)錨固錨桿及注漿錨索防止支護(hù)鉆孔涌水技術(shù)及化學(xué)漿液應(yīng)用于巷道注漿及加固技術(shù)，有效地解決了現(xiàn)有地質(zhì)條件的所面臨的問(wèn)題。

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