止?jié){墻探水注漿技術(shù)在井巷施工中的應(yīng)用

王金濤，陳廣瑞，吳 迪

（河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)南區(qū)礦山分公司，河北 唐山 063000）

河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)南區(qū)礦山分公司的大賈莊鐵礦東北回風(fēng)井地質(zhì)條件復(fù)雜，為二期基建工作帶來(lái)極大的困難。其-342m水平充填硐室與-354m水平充填斜巷交叉口，由于巖石較破碎，注漿過(guò)程中底板、巖幫及頂板跑水點(diǎn)較多，整個(gè)涌水量也隨著出水點(diǎn)的增加而加大到40m3/h，針對(duì)巖幫及頂板各出水點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)注漿，基本將其控制，但對(duì)于底板的出水點(diǎn)只能采取深部鉆孔的方法處理，由于底板都是爆破后的虛渣，因而必須清理完畢后才能找到出水點(diǎn)，再對(duì)其進(jìn)行鉆孔注漿，清理完虛渣后發(fā)現(xiàn)巷道涌水量越來(lái)越大，底板全是破碎巖石，無(wú)產(chǎn)狀可言，為了保證掘砌安全，在該段進(jìn)行止?jié){墻[1]探水注漿。

1 施工方案

在出水點(diǎn)根據(jù)實(shí)際出水情況，預(yù)埋導(dǎo)水管后再利用混凝土止?jié){墻進(jìn)行封閉，強(qiáng)度達(dá)到后再進(jìn)行注漿。在巷道出水點(diǎn)外4m～12m處建2m厚止?jié){墻，在止?jié){墻上預(yù)埋3個(gè)～4個(gè)Φ108導(dǎo)水管路充填養(yǎng)護(hù)后對(duì)巷道底板出水點(diǎn)使用潛孔鉆機(jī)探水、注漿，直至巷道底板出水量小于5m3/h為合格。注漿止水完成后，對(duì)-354m充填聯(lián)絡(luò)斜巷向北進(jìn)行掘進(jìn)施工。

（1）安裝導(dǎo)水管。在止?jié){墻工作面右側(cè)底板處預(yù)埋4根4m長(zhǎng)的108mm無(wú)縫鋼管作為導(dǎo)水管。并用渣石掩蓋孔口管后，在上面鋪設(shè)彩條布作為濾水層后，進(jìn)行澆筑混凝土止?jié){墻。

（2）澆筑止?jié){墻。由于巷道處于丁字口已向兩幫擴(kuò)刷，止?jié){墻設(shè)計(jì)在離工作面4m處，設(shè)計(jì)止?jié){墻澆筑厚度為2m。等到止?jié){墻強(qiáng)度可以到達(dá)初凝的時(shí)候，理論時(shí)長(zhǎng)為24h，對(duì)其進(jìn)行注漿充填加固，以發(fā)揮其作用。

（3）對(duì)漏水點(diǎn)進(jìn)行封堵。采用短孔注漿的方式對(duì)止?jié){墻的漏水點(diǎn)進(jìn)行封堵，保證止?jié){墻的抵抗力。

（4）進(jìn)行深孔探水注漿。進(jìn)行探水注漿，本次超前探控制在丁字口底板以下3m內(nèi)。

2 施工順序

2.1 鋪設(shè)相關(guān)導(dǎo)水管

施工前設(shè)計(jì)好導(dǎo)水管的相關(guān)數(shù)據(jù)及布置位置，鋪設(shè)完成后，導(dǎo)水管起到引流和后期注漿通道的作用。

2.2 導(dǎo)水的具體操作方法

將出水點(diǎn)附近的破碎巖石清理干凈，根據(jù)設(shè)計(jì)情況，取孔口管的長(zhǎng)度為4m，并安裝好法蘭，引流出水點(diǎn)的水經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的孔口管，并覆蓋渣石和彩條布作為過(guò)濾層。針對(duì)一些小型出水點(diǎn)，采取小型孔口管進(jìn)行引流，以保證混凝土澆筑工作的順利實(shí)施。

2.3 止?jié){墻的實(shí)施程序

2.3.1 止?jié){墻類型及相關(guān)技術(shù)參數(shù)的確認(rèn)

止?jié){墻的厚度選取：

B=Ko×(ωb/2h[δ])1/2

=5×(12×12×3.2/(2×3.1×30))1/2=6m。

2.3.2 施工導(dǎo)水管

將出水處的底板破碎巖石清理干凈。為了加快工程進(jìn)度，用袋裝水泥壘砌成為擋墻。進(jìn)行導(dǎo)水管的鋪設(shè)，讓導(dǎo)水管距離周圍巖壁有一定的安全距離。

2.4 支模

首先，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，為了加快施工進(jìn)度，用袋裝水泥來(lái)作為支護(hù)的模板，隨著澆筑水泥漿的高度升高，而不斷增高袋裝水泥的高度。其次，為了避免澆筑止?jié){墻的水泥漿大量流失，在大量灌注漿液之前，要鋪設(shè)塑料布，鋪設(shè)雙層。

2.5 砼的澆筑和養(yǎng)護(hù)[2]

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選取混凝土的強(qiáng)度為C30，為保證混凝土的強(qiáng)度，采用商砼公司混凝土，罐車直接下料至礦車，利用絞車提升?；炷吝\(yùn)至井下后，由于溜井皮帶和溜矸倉(cāng)占用空間較大，無(wú)法直接達(dá)到工作面，采用人工倒運(yùn)至裝載機(jī)，利用轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至工作面，再由人工上料，邊澆筑邊振搗。

2.6 混凝土與巖壁間隙注漿

擋水墻達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，在預(yù)埋的孔口管位置進(jìn)行充填灌漿，加大止?jié){墻的高度進(jìn)行封頂后，等強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行下一步的施工。

2.7 關(guān)閉導(dǎo)水管

當(dāng)止?jié){墻達(dá)到設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，逐漸關(guān)閉導(dǎo)水管，觀察止?jié){墻的密閉性，針對(duì)個(gè)別出水點(diǎn)，進(jìn)行短孔注漿封堵，保證止?jié){墻的作用。

2.8 長(zhǎng)孔超前探水[3]注漿

根據(jù)設(shè)計(jì)孔位位置，采用潛孔鉆機(jī)進(jìn)行造孔，在鉆機(jī)鉆進(jìn)的過(guò)程當(dāng)中，如果出現(xiàn)大于20m3/h的涌水量，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，巖石走向，在周圍增加長(zhǎng)孔，形成帷幕。在巷道施工工作面長(zhǎng)孔超前探水注漿的流程：安裝簡(jiǎn)易腳手架，鋪設(shè)工作板，架設(shè)注漿機(jī)→安裝孔口管→孔口管試壓，保證孔口管的穩(wěn)定性→鉆機(jī)鉆進(jìn)→出水注漿。

2.8.1 安裝腳手架

在距離止?jié){墻外1m～2m的范圍安裝腳手架，使用鋼筋進(jìn)行焊接（直徑為6mm的鋼筋），并在安裝好的平臺(tái)上鋪設(shè)枕木、木板，做到穩(wěn)定安全。

2.8.2 安裝孔口管

首先，在巖壁上根據(jù)設(shè)計(jì)確定開口位置，使用潛孔鉆機(jī)鉆進(jìn)，使用過(guò)直徑為130mm的鉆頭鉆進(jìn)4m。其次，將加工好的孔口管安裝進(jìn)鉆孔內(nèi)。最后，注入雙液漿進(jìn)行固定孔口管。

2.8.3 孔口管試壓

在固管完成后，達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間，利用潛孔鉆機(jī)開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)孔深比孔口管深度多1m，開始進(jìn)行壓水試驗(yàn)，設(shè)計(jì)壓力位4倍的靜水壓力，保證20min不漏壓后再繼續(xù)進(jìn)行鉆機(jī)鉆進(jìn)。否則，要進(jìn)行重新固管。

2.8.4 鉆孔鉆進(jìn)

首先，要安裝好高壓閘閥，保證孔口管的密閉性。其次，開始進(jìn)行潛孔鉆機(jī)的鉆進(jìn)，在掘進(jìn)的過(guò)程中，若出現(xiàn)涌水，應(yīng)立刻停止鉆進(jìn)，進(jìn)行注漿。注漿采取單液漿以保證良好的漿液擴(kuò)散。然后，注漿要達(dá)到設(shè)計(jì)的注漿壓力，且穩(wěn)壓20min無(wú)變化。達(dá)到養(yǎng)護(hù)時(shí)間后，進(jìn)行復(fù)鉆，知道達(dá)到設(shè)計(jì)孔深。最后，按設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行打孔注漿，控制同時(shí)主井孔數(shù)，以保證施工質(zhì)量。

2.8.5 注漿

水泥采用P.O42.5普通硅酸鹽水泥；水玻璃用35～45波美度，模數(shù)2.3～2.8之間；水泥漿ρ=2:1～0.5:1；VC:VS=1:1～1:0.4；注漿終壓=2倍～3倍；壓水試驗(yàn)壓力=3.5×3×1.2=12.6MPa；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況據(jù)實(shí)調(diào)整水泥漿液濃度及VC:VS比例。

3 結(jié)語(yǔ)

河鋼集團(tuán)礦業(yè)公司司家營(yíng)南區(qū)礦山分公司的大賈莊鐵礦東北回風(fēng)井在巷道掘砌過(guò)程當(dāng)中，遇到巖石破碎，通過(guò)施工止?jié){墻進(jìn)行探水注漿安全度過(guò)該段施工。