工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用

劉波

【摘要】豎井井筒工程施工條件復(fù)雜、含水量比較大，該段井筒施工不僅能夠影響到工程項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度，同時(shí)也是安全工作中需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容，因此，在落實(shí)井筒施工作業(yè)的過程中，需要用到科學(xué)合理的方法，在有效保障施工質(zhì)量以及安全的基礎(chǔ)之上，快速進(jìn)入到含水層中。借助于該含水層在井筒中的含水量大小、位置以及施工的難度，開展綜合性的分析工作，最終決定使用井筒工作面預(yù)注漿技術(shù)對(duì)涌水現(xiàn)象予以治理，給落實(shí)打“干井”奠定良好的基礎(chǔ)?；诖?，本篇文章對(duì)工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

【關(guān)鍵詞】工作面;預(yù)注漿;豎井井筒;應(yīng)用

立井井筒穿越基巖含水層難度較大，注漿堵水是目前我國井筒水害防治采取的主要技術(shù)之一。考慮地面預(yù)注漿技術(shù)工藝成熟、地面作業(yè)安全、堵水帷幕可靠和有利于縮短建井總工期]等優(yōu)點(diǎn)，近年來在立井水害治理方面取得了廣泛應(yīng)用。本文依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)得到的注漿工藝參數(shù)進(jìn)行豎井井筒工作面預(yù)注漿設(shè)計(jì)，采用不同的注漿材料和工藝以保證注漿堵水效果。

1、注漿施工方法與工藝要點(diǎn)

1.1準(zhǔn)備工作

根據(jù)注漿施工要求，需要在井筒內(nèi)新鋪設(shè)風(fēng)、水管使用10#鉛絲固定在梯子間上，懸掛工作需要乘坐箕斗，施工人員站在箕斗內(nèi)，系好保險(xiǎn)帶后進(jìn)行管線吊掛鋪設(shè)。

1.2注漿位置及注漿形式

立足于井筒水文資料，在開展井筒施工作業(yè)的過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注水文的變化情況，在快要接近含水層的時(shí)候，應(yīng)該實(shí)施施工超前探水鉆孔作業(yè)，并且要控制探孔的深度，使其大于等于10m，如果預(yù)計(jì)井筒的涌水量高達(dá)10m3/h的時(shí)候，需要停止對(duì)井筒的掘砌，并且開展工作面的預(yù)注漿作業(yè)。在實(shí)際施工過程中，具體位置的確定還應(yīng)該按照施工情況適當(dāng)做出調(diào)整，并且應(yīng)該控制鉆孔的深度為使用孔內(nèi)循環(huán)、孔口封閉以及從上到下的分段式注漿的施工作業(yè)方法。

1.3注漿

注漿前，人員將注漿材料水泥、玻璃水壺放入箕斗內(nèi)，注漿泵由人員抬入箕斗。作業(yè)時(shí)，箕斗內(nèi)人員主要作業(yè)為攪拌漿液，以及開動(dòng)注漿泵，箕斗頂層人員主要作業(yè)為打眼、埋設(shè)插管、注漿觀察井壁。注漿完畢時(shí)，注漿泵及剩余注漿材料抬出箕斗。

1.4混凝土止?jié){墊

在掘進(jìn)井筒的過程中，通過探水測(cè)出井筒的涌水量比10m3/h還要高時(shí)，就需要停止掘砌施工作業(yè)，并且清理干凈井底碴石，之后再落實(shí)混凝土的止?jié){墊施工作業(yè)。

1.5注漿壓力控制

注漿壓力是保證漿液達(dá)到有效擴(kuò)散距離的重要因素之一，注漿壓力過小時(shí)，漿液擴(kuò)散范圍縮小，無法達(dá)到帷幕厚度要求，注漿壓力過大時(shí)，漿液擴(kuò)散范圍擴(kuò)大，造成漿液浪費(fèi)。

2、工作面預(yù)注漿在豎井井筒施工中的應(yīng)用

2.1注漿工藝

注漿采用單液和雙液相結(jié)合的方式。注漿的參數(shù)以及注漿的壓力：注漿壓力是驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的礦漿在裂縫當(dāng)中進(jìn)行流動(dòng)以及壓實(shí)的能量，是控制相應(yīng)的礦漿擴(kuò)散距離的一種重要因素。根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)際作業(yè)中注漿的最終壓力最大值大致為10-12MPa，一般的擴(kuò)散半徑大致為1-2m，注漿基本可以滿足相應(yīng)的要求。在注漿的過程當(dāng)中，施工人員必須要時(shí)刻的注意相應(yīng)的頂板以及兩幫的具體變化。如果出現(xiàn)相應(yīng)的塌落以及滑動(dòng)現(xiàn)象，那么就需要立即停止相應(yīng)的注漿。注漿時(shí)，要選擇相應(yīng)的注漿設(shè)備，如：2TGZ-60/210型注漿泵或無級(jí)變速的具體注漿機(jī)XPB-50。

2.2注漿過程監(jiān)測(cè)分析

通過注漿前與注漿后壓水試驗(yàn)可計(jì)算注漿過程中地層透水率變化情況，可間接證明地層注漿堵水效果。隨著注漿次數(shù)的增加，漿液注入量增多，漿液逐步將地層中導(dǎo)水通道充填，各注漿段地層透水率隨著注漿次數(shù)增多而明顯減小;各段最后一次注漿完成后，地層透水率介于0.22～0.39Lu，均降低至0.5Lu以下，為弱透水地層;一序孔注漿已完成對(duì)地層中主要導(dǎo)水通道的封堵，接近預(yù)期堵水目標(biāo)，需通過二序孔注漿，進(jìn)一步充填和封堵地層中剩余的細(xì)小導(dǎo)水通道。

2.3注漿作業(yè)

為了能夠有效確保注漿的效果以及注漿質(zhì)量，需要運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開展?jié){液的注漿以及配置工作，并且自動(dòng)對(duì)流漿量、注漿液力以及漿液的濃度等參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行記錄。并且應(yīng)該將施工現(xiàn)場(chǎng)可提供的材料當(dāng)成漿液的使用材料，漿液材料配比、選用以及濃度都應(yīng)該立足于地質(zhì)條件的變化情況，在對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)之后再加以確定。運(yùn)用3SNS200/10注漿泵，以及集中造漿站落實(shí)造漿作業(yè)，并且對(duì)漿液進(jìn)行拌制，借助管道將其運(yùn)送到各種類型的注漿孔中完成注漿作業(yè)。落實(shí)注漿施工作業(yè)的時(shí)候，在該項(xiàng)工序進(jìn)入到設(shè)計(jì)深度之前，需要先對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗，將鉆孔中殘留的巖石以及巖粉中填充的粘土雜質(zhì)進(jìn)行沖洗，之后再開展壓力試驗(yàn)工作，借助試驗(yàn)來掌握漿液的配比，選擇最初的注漿濃度。注漿的時(shí)候需要使用先稀漿后濃漿的逐步加深濃度的方法。在注漿過程中如果注入的漿液高達(dá)5.0m3左右的時(shí)候壓力很小或者還沒有起壓的時(shí)候，就需要加大漿液的濃度。一旦漿液的濃度增加，壓力出現(xiàn)持續(xù)升高，或者出現(xiàn)耗漿量大量減少，此時(shí)就需要及時(shí)降低漿液的濃度。

2.4注漿壓力調(diào)整

應(yīng)該將靜水壓力的1.5～2.0倍作為注漿壓力。在注漿的過程中，初始的灌漿壓力應(yīng)該按照是否存在冒漿、串漿以及漿液的消耗量來靈活掌握。在進(jìn)行注漿作業(yè)的過程中，需要采取對(duì)應(yīng)的保護(hù)措施，以此來有效確?？字袧{液的往返順暢，在井口的壓力太大的情況下，需要及時(shí)采取回漿措施，按照壓力情況，對(duì)注漿量進(jìn)行合理把控，直到滿足終壓終量，并且使其處于30min以上的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.5加固注漿

對(duì)于注漿后出現(xiàn)的個(gè)別新增出水點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行加固注漿。通過加固注漿，加強(qiáng)注漿作業(yè)整體效果，確保注漿質(zhì)量。

結(jié)語：

總體而言，在相關(guān)的豎井井筒施工中使用預(yù)注漿技術(shù)的時(shí)候，需要綜合的考慮地質(zhì)以及環(huán)境等多種因素，對(duì)注漿的具體特性進(jìn)行比較綜合的分析是非常有必要的，這樣可以保障施工的準(zhǔn)確性，同時(shí)需要對(duì)現(xiàn)有的具體預(yù)注漿技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的改進(jìn)以及創(chuàng)新，只有這樣，才能更好的為豎井井筒工程進(jìn)行服務(wù)。

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