塔什店風井凍結法施工壁后注漿技術方案

李　昆

(1.北京中煤礦山工程有限公司，北京　100013；　2.煤礦深井建設技術國家工程實驗室,北京　100013)

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塔什店風井凍結法施工壁后注漿技術方案

李昆1，2

(1.北京中煤礦山工程有限公司，北京100013；2.煤礦深井建設技術國家工程實驗室,北京100013)

以塔什店風井凍結法施工為例，介紹了壁后注漿時機及注漿孔布置方式，闡述了注漿材料的選取要求，并說明了注漿施工工藝流程，提出了注漿安全管理及應急處理措施，保障了井筒壁后注漿的順利實施。

風井井筒，凍結法，壁后注漿，施工工藝

1　工程概況

塔什店礦區一號礦風井井筒設計凈直徑5.5 m，井筒全深476 m，前期采用普通法施工至336.7 m，下部采用凍結法施工，凍結深度505 m。風井地層分布表見表1，普通法施工井筒參數見圖1。

表1　風井地層分布

由表1，圖1可知，馬頭門以上100 m范圍內的巖層分布為第三系中新統—漸新統與侏羅系中統。其中第三系地層主要由砂礫巖組成，是立風井主要直接充水含水層。由于下第三系與外界的水力聯系較密切，所以該層位的壁后堵水效果較差。此外，該層位巖石完整性差，凍結壁解凍后易向外壁收縮，使得巖石、外壁間結合嚴實，很難產生漿液可以擴散的通道，注漿量較小。一旦加大注漿壓力，可能會導致裂隙通道與上部貫通，出現壁后串漿現象。可見，不宜在第三系中新統—漸新統地層中進行壁后注漿。

侏羅系中統地層不具備儲水條件，為透水層。該層與第三系地層水力聯系不密切。如及時進行壁后注漿則該層位可以作為隔水層。因此建議：

1)壁后注漿區域為侏羅系中統組與第三系中新統—漸新統組地層的交界處(標高為437 m)至井筒壁座上方(標高為454 m)；2)凍結井壁壁后注漿宜采用水泥單液漿、水泥—水玻璃雙液漿相結合的注漿方式進行。

2　壁后注漿時機及注漿孔布置

2.1壁后注漿時機

壁后注漿技術是采用充填注漿的方法將水泥漿充注到井壁外側與凍結壁內側的空間，防止含水層凍結壁融化后流入其他地層。所以應當盡早進行注漿。盡量在壁間注漿的基礎上，在壁后形成注漿帷幕，從而增強井壁防水抗滲性能，提高井壁堵水效果。所以壁后注漿時機應當為與壁間注漿同時進行。

2.2壁后注漿注漿孔布置

壁后注漿孔以穿透井壁為宜，壁后注漿區域為侏羅系中統組與第三系中新統—漸新統組地層的交界處(標高為437 m)至井筒壁座上方(標高為454 m)。每組3個注漿孔，采用環形均勻布置方案。注漿順序為自井筒壁座上方向交界處進行，注漿初期交界處的注漿孔為排氣孔。如排氣孔有漿液涌出，則表示壁后注漿效果較好，漿液已經充填437 m～454 m注漿段的間隙。如排氣孔無漿液涌出，則需在交界處進行壁后注漿，盡量充填外層井壁與地層之間的空隙。

如出現井壁接槎出水情況，注漿孔應布置在接槎上或下0.4 m～0.5 m處找水，注漿孔應穿透混凝土井壁進入巖層0.5 m～1.0 m為宜，有裂隙的位置應加大孔深至2.5 m，以穿透裂隙進行充填，孔徑45 mm。對出水點注漿采用在出水點附近0.5 m～1.0 m范圍內打眼，埋設長600 mm～1 500 mm的注漿管進行壁后注漿。根據注漿位置的水量大小采用水泥單液漿、水泥—水玻璃雙液漿相結合的注漿方式進行。

對于井筒未化凍段，采取先布設注漿孔，待井筒化凍出水后再進行壁后注漿，注漿孔按照30 m一組，一組3個注漿孔環形均勻布置，注漿孔穿過井壁進入圍巖0.5 m～1.0 m。如井壁未化凍段無出水現象，則不需要注漿，需將布設的注漿孔全部充填封閉。

3　注漿材料

先采用水泥單液漿后采用水泥—水玻璃雙液漿封相結合的注漿方式進行。

根據井壁淋水情況，有集中出水點時，在出水點上方和下方布置導水孔和注漿孔；分散出水時采用均勻布孔注漿堵水。具體施工時，視注漿漿液擴散的范圍、堵水加固效果進行適當調整注漿孔數或布置方式。根據出水點水量大小、漏漿情況及吸水難易程度適當調整水灰比、水玻璃雙液漿等注漿材料，對涌水量較大的出水點采用雙液漿直接封堵；對于涌水量較小的出水點或大面積滲水，采用單液濃水泥漿進行充填。

4　注漿施工工藝

1)為了使漿液能夠均勻擴散，可采用誘導注漿工藝，即同時施工3個孔，其中1個孔注漿，另外2個孔為誘導兼觀察孔，誘導孔未注漿前必須安裝好高壓閥門，一旦串漿時可立即關閉閥門。

2)在混合器上分別安裝甲、乙漿液的控制閥門或逆制閥，一旦停泵后，應立即關閉甲、乙兩閥門，防止甲乙兩液串漿混合堵塞高壓注漿管，并減少廢漿量，如有廢漿應放入專用桶中。注漿當班結束時，應對工作面用清水進行沖洗。

3)可采用單孔少注，群孔多注的工藝。每一注漿孔可采用逐步加大孔深分次套孔復注的方式，直至達到設計要求。注漿時一定保證段高注漿質量，達到注漿段高結束標準時方可轉入下一段注漿，嚴防本段涌水通過壁后間隙流向下一段，給下段注漿鉆孔涌水造成假象，無法判準水源位置。

5　安全事項及特殊情況應急處理

1)注漿前要對整個注漿施工管路系統做壓水耐壓試驗，檢查管路上的所有接頭、閥門及管件的耐壓能力，如有不符合要求的要及時更換或調整，直到符合要求后才能開始注漿。

2)每次注漿前要對供水、供電、攪拌、注漿設備等進行嚴格檢查，注漿泵及輸漿管各接頭要綁緊接牢，注漿過程中，盤上工作人員要隨時觀察接頭情況，并應避開孔口管位置，避免跑管傷人。

3)注漿人員嚴格執行注漿泵操作規程，佩戴防護眼鏡、乳膠手套，注漿管路要牢靠，防止脫出傷人，放漿時，要注意安全，人員避開放漿閥門，防止漿液濺入眼內，時刻注意壓力表變化情況，發現異常情況及時處理。

4)注漿時，指派專人觀察井壁，是否有井壁掉皮、開裂、凸起及有無漏漿等異常現象，如井壁發生異常，出現裂縫或掉塊(渣)應立即停止注漿作業，通知打開卸壓閥、關閉孔口閥門及注漿泵，沖洗注漿管路，待卸壓后，雙液封孔。

5)注漿過程中必須留有觀察孔及泄壓孔，發現壓力異常及時泄壓處理；施工中如發現沖擊地壓現象必須及時停止作業，仔細觀察處理。

[1]李寧.核桃峪副井凍結溫度場計算[J].煤炭技術,2014(8)：91-92.

[2]董昊福.核桃峪風井凍結施工技術[J].山西建筑,2013，39(21)：89-90.

Scheme of grouting technology Tashidian shaft freezing wall

Li Kun1,2

(1.BeijingChinaCoalMineEngineeringCo.,Ltd,Beijing100013,China；2.NationalEngineeringLabofMineDeepShaftConstructionTechnology,Beijing100013,China)

Taking the freezing method of Tashidian shaft freezing walls as the example, the paper illustrates the selection requirements of the grouting materials, introduces the allocation methods for the backfill grouting time and grouting machine, indicates its construction craft procedure, and points out the grouting safety management and emergency treatment measures, so as to ensure the smooth operation of the backfill grouting.

shaft, freezing method, backfill grouting, construction craft

1009-6825(2016)19-0052-02

2016-04-17

李昆(1964- )，男，高級工程師

TD265.3

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