簡述井筒基巖段的防水施工方法和技術要點

摘 要：在使用普通鉆爆法進行井筒施工的過程中，常會經過含水層較多、涌水量較大的基巖段，在這個施工段中，常會出現高角度裂隙，影響封水效果。為此我們應該在施工過程中采用相應的封堵涌水的方法，其中工作面預注漿和壁后注漿相結合的方法就是較好的封水方法之一。

關鍵詞：防水技術；工作面預注漿；壁后注漿

在使用普通鉆爆法進行井筒施工的過程中，常會經過含水層、涌水量較大的基巖段，在這個施工段中，常會出現大傾角裂隙，影響封水效果。為此我們應該在施工過程中采用相應的封堵涌水的方法，其中工作面預注漿和壁后注漿相結合的方法就是較好的封水方法之一。接下來我們就這兩種方法作以簡述。

1 井筒基巖段的地質條件

通常井筒通過的基巖段的含水層，可深達近9萬米，其深度較大。含水層數量較多，自上而下可分別將其劃分為基巖風氧化帶裂隙含水層（最大鉆孔涌水量可以達25m3/h），二疊系上、下石盒子組砂巖含水層（最大鉆孔涌水量可以達7m3/h），煤層頂板砂巖裂隙含水層（最大鉆孔涌水量可以達42m3/h）和底板砂巖裂隙含水層（最大鉆孔涌水量可以達1m3/h）等，[1]其中煤層頂板砂巖的最大鉆孔涌水量最大。通常情況下，井筒基巖段的含水層一般不宜采用地面預注漿的方法進行治水，需要以工作面預注漿、壁后注漿這些特定的方法來對這些巖層的涌水現象進行治理。

2 基巖段工作面預注漿的治水方案

在基巖段的諸多含水層中，對于較大的含水層，我們一般采用工作面預注漿法進行治水，以保證井筒能夠通過含水層，之后再進行壁后注漿堵水。當含水層為涌水量較小的含水層時，可直接進行頂水作業，使井筒可以強行通過，之后以壁后注漿方法進行封水。

2.1 工作面預注漿

工作面預注漿是在井筒進行掘進的過程中，對下面數十米預先探測的含水層，進行注漿，使漿液通過壓力注入含水層或含水裂隙，使井筒周圍形成無水區域，便于井筒施工。

2.2 基巖段工作面預注漿的施工方法和技術要點

在進行深井施工的過程中，常會遇到某些基巖含水層中伴有大傾角裂隙，在這種情況下使用過去的井筒工作面預注漿施工進行封水，會出現工期長、堵水效果不佳等問題，為了解決這些問題，我們會采取縮短預注漿工期和更改封堵方法來進行解決，下面我們就對其施工方法和技術要點略作敘述。

2.2.1 縮短預注漿工期

影響預注漿工期的主要因素有鉆注效率和輔助時間這兩點來組成，下面我們來說明一下其技術措施。

①采用多孔鉆進的方法

為了提高鉆注效率，我們可采用多孔鉆進的方法，由于在施工過程中是多孔同時鉆進，所以可以明顯減少鉆進工期，由實踐可知，使用多孔鉆進的方法可以將鉆進時間提高1倍以上。但同時也要注意，采用多孔鉆進會提高成本的投入，并做好對孔數的設置，不可一次鉆進過多的孔，否則會增加鉆進時的不穩定性，為施工作業帶來安全隱患。

②進行多孔同時注漿

在進行注漿作業的過程中，對多個孔同時進行注漿作業，可以縮短整體施工工期。

③采用預留止漿巖帽的方法

通過采用預留止漿巖帽的方法，可以簡化鉆機的工作平臺施工，可明顯的縮短鉆進施工的輔助工程施工時間。這種方法同時還可以為注漿施工提供加固作用，使之可以達到高壓注漿要求[2]

2.2.2 更改封堵效果

為了提高堵水效果，我們除了更改封堵方法以提高止漿墊的施工質量和耐高壓能力外，還可以采用一些提高堵水效果的技術措施。下面我們就對其進行簡要介紹。

①采用深孔注漿的方法

在鉆進的施工過程中，要控制鉆孔的深度，以保證在一次注漿封堵時可以包含較多的封水層，提高堵水性能。實踐可知，當鉆孔深度達到60-90m時，可進行注漿工作，最多封堵6個含水層，能明顯提高注漿的堵水能力。

②控制好注漿的壓力

通過實踐我們可以知道，嚴格控制注漿壓力，可以防止漿液發生局部堆積，產生封堵漏洞，使得漏洞處因爆破而開裂，發生涌水現象。其注漿壓力要可以保證漿液能夠通過鉆孔擴散到設計的范圍內，同時不會壓裂巖層。一般情況下，注漿終壓的設計壓力為靜水壓力的2-3倍，其最大注漿壓力在實際施工過程中可以達到15MPa。

3 壁后注漿的治水方法

3.1 壁后注漿

當注漿后如果井壁出現集中出水點或井壁淋水的現象，可采用壁后注漿的方法進行補救。壁后注漿一般是使用水泥、水玻璃雙液漿，在井壁出水點處打孔注漿，注漿壓力根據靜水位進行確定。

3.2 壁后注漿的施工方法和技術要點

3.2.1 壁后注漿的施工方法

注漿采用水泥、水玻璃雙液漿，深、淺孔相結合的施工方法。

3.2.2 壁后注漿的技術要點

在實際施工過程中我們發現，壁后注漿也不是完全可以將水封堵住的，所以為了提高壁后注漿的堵水能力，我們可以從以下兩點著手進行處理，以提高壁后注漿的堵水率。

①防止注漿時漿液的上竄下滲，使其形成有效的隔水帷幕

為了防止注漿時漿液的上竄下滲，我們可以通過使用如下注漿順序來進行施工：首先對含水層的下端進行注漿，以堵住其基巖的裂隙，使漿液外滲并上竄；然后對含水層的上端進行注漿，使其形成固結圈，以封堵漿液上竄通道，使得上竄的漿液被迫沿水平方向或向下擴散；最后使用上行式注漿與下行式復注結合的方式進行滲透，最終形成密實有效的隔水帷幕，達到隔水目的[3]

②防止在靜水壓力高、涌水量大的含水層中出現接茬跑漿的問題

為了防止出現接茬跑漿的問題，我們可以使用高壓深孔與低壓淺孔相結合的注漿方式。對于靜水壓力高、涌水量大、出水位置深的出水點，要實行高壓深孔注漿的方法，使漿液可以在通過孔口管后直接進入圍巖深部的裂隙處以進行封堵，從而減小靜水壓力及注漿壓力對井壁的影響；對于靜水壓力低、出水位置淺的出水點，要實行低壓淺孔注漿的方法，使漿液可以在通過圍巖裂隙后填充加固圍巖，形成隔水帷幕。

通過以上介紹，希望可以為初學者提供參考依據。

參考文獻

[1]王松青，王厚良.新河煤礦主立井工作面預注漿施工技術[J].建井技術，2003（6）.

[2]王艷功，張文禮，孫疃.煤礦風井基巖段注漿防水技術[J].煤炭工程，2006（4）.

[3]徐化軍，徐化利.壁后注漿防水施工方法[J].建筑技術，2002（3）.