淺談高黎貢山隧道1#豎井主井工作面注漿施工方案分析

中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處 江蘇 徐州 221000

正文：

1 工程概況

高黎貢山隧道位于怒江車站至龍陵車站區(qū)間，起訖里程為D1K192+302～D1K226+840，全長34.538km。為加快施工進(jìn)度、解決施工通風(fēng)、運(yùn)營通風(fēng)等問題，于隧道洞身中部分別設(shè)置1#豎井、2#豎井。為形成巷道式通風(fēng)、提高出碴效率、保障施工安全，1#豎井采用主、副井設(shè)置方式。

2 砼止?jié){墊施工

為了防止泄漏和漏漿漿停止墊和軸之間的墻，它是要求泥漿停止墊之間的重疊和爐墻不得小于300毫米，和有效厚度的泥漿停止下面墊固定軸壁不得小于設(shè)計厚度?；炷劣傻孛姘韬险九渲贫?，通過底部卸料桶下井，混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)施工，加強(qiáng)振動，混凝土可與早期強(qiáng)減水劑混合;在料漿停止墊上方留一個水池，從測深孔和舉升桶排出。施工結(jié)束后，注漿墊層混凝土應(yīng)養(yǎng)護(hù)3-7天，鋼筋埋設(shè)施工前混凝土強(qiáng)度可承受靜水壓力的2倍。

混凝土灌漿施工前墊，水截止的上部爐墻和引水渠道降低圍巖的事情都應(yīng)該做好，和公開的軸端與錨網(wǎng)應(yīng)該是螺栓或噴射混凝土，確保灌漿的施工質(zhì)量和安全。

如果工作面水量較大，濾層施工止?jié){墊，和嵌入在濾層水箱(δ8毫米鋼板)，過濾器的過濾槽頂部焊管(Ф377 x 10毫米)，易于潛水泵排水。濾層為20-40mm碎石。過濾層應(yīng)足夠厚，以滿足中間泵更換時間(約10分鐘)。

濾層厚度按下式計算：

A=tq/3.14βr2+0.25

式中：A—濾水層厚度，m；

t—停泵時間，一般取15min；

r—井筒荒半徑，m；

q—井筒工作面實(shí)際涌水量，m3/min；

β—碎石孔隙率，取40%。

3 探水注漿孔的施工

鉆孔施工采用ZDY1900（MK-3）型鉆機(jī)，配φ50mm鉆桿，Φ75mm牙輪沖擊鉆頭或三翼鉆頭，地面由供水管道直接供水，用于循環(huán)水鉆井。16.在鉆井前，應(yīng)在108mm的孔管上安裝4”高壓球閥和防噴裝置。在鉆孔過程中，若鉆孔進(jìn)水超過2m3/h，或因巖石破碎無法繼續(xù)而停止鉆孔灌漿，則鉆孔繼續(xù)進(jìn)行，直至最終孔。在最終鉆孔時，應(yīng)驗(yàn)證鉆具的長度，以確保鉆孔深度符合設(shè)計要求。若探水鉆孔內(nèi)出水，則另外增加鉆孔進(jìn)一步探明含水層涌水量，確定含水層后則針對該含水層進(jìn)行注漿；注漿完成后再繼續(xù)延伸鉆孔并重復(fù)注漿程序，直至終孔。

鉆進(jìn)過程中必須有技術(shù)人員全程跟班，根據(jù)鉆進(jìn)速度和鉆孔巖粉情況及時記錄、判定巖層和涌水情況；鉆孔涌水量的測量必須分層測定，當(dāng)鉆孔出現(xiàn)涌水時，立即停止鉆進(jìn)進(jìn)行涌水量測量，測定后繼續(xù)鉆進(jìn)，當(dāng)涌水量增大時也要停止鉆進(jìn)進(jìn)行涌水量測定，直至終孔；涌水量測量時，根據(jù)涌水量的大小采用不同的測量手段，單孔涌水量小于20m3/h時，采用容積法進(jìn)行測定，單孔涌水量大于20m3/h時，采用淹井法進(jìn)行測定；所有現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)要及時反饋至技術(shù)部，有技術(shù)部整理、分析并出具超前地質(zhì)預(yù)報報告書。

3.1 灌漿操作

3.1.1 灌漿前準(zhǔn)備

(1)注漿站、注漿管道施工

水泥漿灌漿站布置在井口附近。站內(nèi)安裝兩臺xpb-90e液壓注漿泵，設(shè)置潔凈水箱和水泥漿液攪拌系統(tǒng)。一次混合使用現(xiàn)有的混合站，在井口附近設(shè)置二次混合罐。一次攪拌后，漿體由混凝土罐車輸送到二次攪拌槽。注漿站至井口采用一路φ50×6mm高壓膠管輸送水泥漿液，輸漿管路與注漿泵和孔口管之間用φ50mm×6mm高壓膠管連接，輸漿管路自身能夠承受的壓力應(yīng)大于設(shè)計最高終壓的1.2倍。

(2)注漿設(shè)備試車

灌漿設(shè)備和管道安裝完畢后，必須進(jìn)行試車。注漿系統(tǒng)應(yīng)滿足最大注漿壓力和流量的要求。試車或試壓后，設(shè)備應(yīng)無異常聲音。

(1)全面檢查注漿、攪拌系統(tǒng)、管道連接等。

(2)空載試車注漿系統(tǒng)。

(3)整個系統(tǒng)聯(lián)合試運(yùn)行。

(4)處理存在的問題，再進(jìn)行測試運(yùn)行，直到要求。

3.2 灌漿操作

(1)灌漿過程

水泥漿經(jīng)攪拌系統(tǒng)攪拌后，通過注漿泵、注漿管、注漿孔管進(jìn)入注入巖層。

(2)操作程序

灌漿孔鉆孔至一定深度后，先用清水沖孔(破碎帶不沖洗)，待清水流出后再進(jìn)行灌漿作業(yè)。注漿作業(yè)流程如下：

連接料漿管道→加壓水試驗(yàn)→灌漿→定量壓力水→沖洗料漿管道→清洗灌漿泵→鉆孔清洗或鉆孔

(3)壓水試驗(yàn)

灌漿前進(jìn)行灌漿水壓力試驗(yàn)，沖洗巖石裂隙中的充填物，提高漿體與巖石裂隙表面的粘結(jié)強(qiáng)度和抗?jié)B性。根據(jù)泵壓力和注入量，測量鉆孔內(nèi)注漿吸力。鉆孔吸水量計算公式如下：

q=Q/H

式中： q —單位鉆孔吸水量，L/min；

Q—壓水最大壓力時的流量，L/min；

H—試驗(yàn)段的高度。

水壓試驗(yàn)，盡可能使用大量的泵，壓力控制的灌漿壓力的時期，平均壓力水30分鐘(斷水壓力時間縮短或不是)，精確的測量和記錄的高水壓力、流量和壓力，根據(jù)鉆孔水的壓力測量單元數(shù)量、水時間確定灌漿漿的初始濃度，作為識別的基礎(chǔ)灌漿效果。

(4)注漿壓力調(diào)整

在灌漿過程中，灌漿壓力可分為早、正常和決賽三個階段的變化，當(dāng)初始濃度確定，根據(jù)灌漿壓力的變化，應(yīng)及時控制等離子體體積，調(diào)整泥漿濃度和凝膠時間等等，灌漿壓力逐漸增加，為了避免大的波動，直到完成壓力和注漿量，穩(wěn)定，超過20分鐘。

(5)漿液的調(diào)配

普通單液水泥漿和超細(xì)單液水泥漿常用的水灰比為0.5：1～2：1，單液水泥漿配制見表1；每次注漿的初始濃度根據(jù)壓水試驗(yàn)測定的單位鉆孔吸水量進(jìn)行選擇，見表2；

當(dāng)遇到大面積跑漿、破碎帶或受注地層吸漿量大，且注漿壓力長時間不升高時，采取注雙液漿，水泥漿與水玻璃體積比例為1：0.8～1：0.6。

表1 單液水泥漿配制表

表2 漿液起始濃度選擇表

每個鉆孔注漿，初注時，漿液濃度先濃后??；復(fù)注時先稀后濃；當(dāng)漿體處于裂縫沉降和充填階段時，如果壓力不上升，且漿體流入量不減少，則漿體濃度應(yīng)逐漸增加。相反，如果壓力迅速上升，料漿攝入量迅速下降，則料漿濃度應(yīng)依次降低。每次改變漿體濃度通常持續(xù)30分鐘。

(6)注漿結(jié)束

當(dāng)鉆孔灌漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，或由于大裂縫，雖然沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是為了防止泥漿遠(yuǎn)遠(yuǎn)的傳播，根據(jù)預(yù)先確定的和注射的灌漿量已達(dá)到要求，灌漿可以完成。灌漿結(jié)束前，應(yīng)注入一定量的水，對管道內(nèi)的漿液進(jìn)行清洗。注漿量為注漿管道和注漿孔體積的80%。然后關(guān)閉噴孔處的高壓球閥，打開注漿閥，沖洗注漿管道。

(7)孔清洗、回注

灌漿后，通常需要4-6小時才能清理完。清洗完孔后進(jìn)行壓水試驗(yàn)。當(dāng)耗水量小于20L/min時，可以停止注漿，進(jìn)行下一孔鉆孔。否則，應(yīng)重新注射。

3.3 注漿完成標(biāo)準(zhǔn)及注漿過程質(zhì)量檢查

3.3.1 注漿完井標(biāo)準(zhǔn)

(1)各注漿孔注漿壓力達(dá)到設(shè)計最終壓力值，注漿量小于30/min，穩(wěn)定性大于20分鐘。

(2)注漿結(jié)束時，漿體水灰比不得低于1：1(即漿體1：1或稀釋劑1：1)。

(3)注漿量基本滿足設(shè)計要求。

3.3.2 注漿過程質(zhì)量檢驗(yàn)

灌漿施工是一項(xiàng)隱蔽工程。施工過程中的技術(shù)資料和灌漿相關(guān)現(xiàn)象是評價灌漿質(zhì)量的重要依據(jù)。需要對注漿參數(shù)、注漿量、各孔材料等進(jìn)行及時的整理、統(tǒng)計和分析，了解各孔參數(shù)的變化并采取相應(yīng)的措施。對于返漿和竄漿情況應(yīng)進(jìn)行記錄，找出原因，避免再次發(fā)生。

3.4 改性脲醛樹脂注漿

改性脲醛樹脂堵水劑是一種環(huán)保聚合物注漿材料，由甲、乙液組成，甲液分為液體樹脂，乙液分為固化催化劑。甲、乙液分材料按適當(dāng)比例配合后可在需要的時間內(nèi)凝固形成結(jié)石，發(fā)揮堵水、堵漏作用

4 灌漿技術(shù)要求

(1)注漿前對注漿材料進(jìn)行檢測，其質(zhì)量應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件;在一定條件下，找到了最佳配比和配比。

(2)在灌漿過程中，必須注意注漿壓力和注漿吸入量的變化，及時做出相應(yīng)的調(diào)整，并認(rèn)真記錄泵壓力和泵體積每隔1立方米或5分鐘的注入，并及時報告任何異常情況，采取措施來處理它。

(3)各類作業(yè)人員必須堅(jiān)守崗位，服從統(tǒng)一指揮，及時報告異常情況，采取措施處理。

(4)砂漿混灰前應(yīng)加水，保證連續(xù)供漿不中斷。

(5)每次注漿后，砂漿攪拌槽應(yīng)清洗干凈，無殘余漿體或灰分;開啟注漿泵進(jìn)行清洗、維護(hù)和試車，為下一次注漿使用做準(zhǔn)備;現(xiàn)場技術(shù)人員整理資料，填寫注漿報告表。

5 排水供電系統(tǒng)

探水、注漿期間，在中層吊盤安裝一臺DC50-80×5型的排水臥泵，水箱安裝在上層吊盤，工作面積水使用風(fēng)泵排至吊盤水箱，水箱與臥泵相連，經(jīng)過臥泵排至水面，排水管采用φ159×6mm無縫鋼管，沿井壁固定。排水臥泵采用95mm2的電纜供排水臥泵供電，在地面設(shè)穩(wěn)車鋼絲繩懸吊電纜，用繩卡與鋼絲繩固定，穩(wěn)車下放。

6 質(zhì)量保證措施

(1)堅(jiān)持“科學(xué)管理、優(yōu)質(zhì)工程、信譽(yù)至上、服務(wù)四方”的質(zhì)量方針，使質(zhì)量體系持續(xù)有效運(yùn)行，并積極開展QC活動，強(qiáng)化全員意識，形成全方位、全過程的質(zhì)量管理網(wǎng)絡(luò)。

(2)堅(jiān)持執(zhí)行“操作人員當(dāng)班自檢、班組互檢、施工隊(duì)日檢、項(xiàng)目部旬檢、專職質(zhì)檢員隨時檢”的制度，防微杜漸，把質(zhì)量事故消滅在萌芽狀態(tài)。

(3)堅(jiān)持“先期預(yù)防為主，后期檢查為輔”的原則，定質(zhì)量目標(biāo)責(zé)任到人。實(shí)行作業(yè)部位掛牌留名制度，誰操作誰負(fù)責(zé)，做到質(zhì)量與工資收入掛鉤，獎優(yōu)罰劣。

(4)負(fù)責(zé)設(shè)計圖紙的聯(lián)合檢查，建立和完善工程技術(shù)文件、技術(shù)信息的披露，嚴(yán)格的原始記錄，隱蔽工程記錄，材料質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收、地質(zhì)、調(diào)查結(jié)果記錄和其他相關(guān)數(shù)據(jù)收集和整理，完成數(shù)據(jù)和提高交接。加強(qiáng)技術(shù)資料的管理，確保一個項(xiàng)目有一個檔案，一個過程有一個披露。

(5)加強(qiáng)對施工過程和原材料的檢驗(yàn)和評價，使不合格的原材料不進(jìn)入現(xiàn)場，不合格的試驗(yàn)不使用，在施工過程中，上道工序不合格，下道工序不施工;重要工序完成后，由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織、邀請施工、監(jiān)理單位參加驗(yàn)收。嚴(yán)格按照項(xiàng)目順序和項(xiàng)目內(nèi)容驗(yàn)收項(xiàng)目，嚴(yán)格控制質(zhì)量。

總結(jié)：

按照此工藝進(jìn)行的注漿堵水有效的解決了高黎貢山隧道1#豎井主井580.3-762主井的涌水問題。為井筒的施工進(jìn)度、質(zhì)量和安全提供了良好的條件。該技術(shù)對其他井筒堵水工程，特別是對一公里深井施工難度大的堵水工程具有很好的參考價值。