止漿墻探水注漿技術在井巷施工中的應用

王金濤，陳廣瑞，吳 迪

（河鋼集團礦業公司司家營南區礦山分公司，河北 唐山 063000）

河鋼集團礦業公司司家營南區礦山分公司的大賈莊鐵礦東北回風井地質條件復雜，為二期基建工作帶來極大的困難。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，注漿過程中底板、巖幫及頂板跑水點較多，整個涌水量也隨著出水點的增加而加大到40m3/h，針對巖幫及頂板各出水點進行反復注漿，基本將其控制，但對于底板的出水點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，再對其進行鉆孔注漿，清理完虛渣后發現巷道涌水量越來越大，底板全是破碎巖石，無產狀可言，為了保證掘砌安全，在該段進行止漿墻[1]探水注漿。

1 施工方案

在出水點根據實際出水情況，預埋導水管后再利用混凝土止漿墻進行封閉，強度達到后再進行注漿。在巷道出水點外4m～12m處建2m厚止漿墻，在止漿墻上預埋3個～4個Φ108導水管路充填養護后對巷道底板出水點使用潛孔鉆機探水、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-354m充填聯絡斜巷向北進行掘進施工。

（1）安裝導水管。在止漿墻工作面右側底板處預埋4根4m長的108mm無縫鋼管作為導水管。并用渣石掩蓋孔口管后，在上面鋪設彩條布作為濾水層后，進行澆筑混凝土止漿墻。

（2）澆筑止漿墻。由于巷道處于丁字口已向兩幫擴刷，止漿墻設計在離工作面4m處，設計止漿墻澆筑厚度為2m。等到止漿墻強度可以到達初凝的時候，理論時長為24h，對其進行注漿充填加固，以發揮其作用。

（3）對漏水點進行封堵。采用短孔注漿的方式對止漿墻的漏水點進行封堵，保證止漿墻的抵抗力。

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

2 施工順序

2.1 鋪設相關導水管

施工前設計好導水管的相關數據及布置位置，鋪設完成后，導水管起到引流和后期注漿通道的作用。

2.2 導水的具體操作方法

將出水點附近的破碎巖石清理干凈，根據設計情況，取孔口管的長度為4m，并安裝好法蘭，引流出水點的水經過設計的孔口管，并覆蓋渣石和彩條布作為過濾層。針對一些小型出水點，采取小型孔口管進行引流，以保證混凝土澆筑工作的順利實施。

2.3 止漿墻的實施程序

2.3.1 止漿墻類型及相關技術參數的確認

止漿墻的厚度選取：

B=Ko×(ωb/2h[δ])1/2

=5×(12×12×3.2/(2×3.1×30))1/2=6m。

2.3.2 施工導水管

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

2.4 支模

首先，根據現場實際情況，為了加快施工進度，用袋裝水泥來作為支護的模板，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，為了避免澆筑止漿墻的水泥漿大量流失，在大量灌注漿液之前，要鋪設塑料布，鋪設雙層。

2.5 砼的澆筑和養護[2]

根據現場實際情況，選取混凝土的強度為C30，為保證混凝土的強度，采用商砼公司混凝土，罐車直接下料至礦車，利用絞車提升。混凝土運至井下后，由于溜井皮帶和溜矸倉占用空間較大，無法直接達到工作面，采用人工倒運至裝載機，利用轉載機運轉至工作面，再由人工上料，邊澆筑邊振搗。

2.6 混凝土與巖壁間隙注漿

擋水墻達到設計強度后，在預埋的孔口管位置進行充填灌漿，加大止漿墻的高度進行封頂后，等強度達到設計要求后，再進行下一步的施工。

2.7 關閉導水管

當止漿墻達到設計養護時間后，逐漸關閉導水管，觀察止漿墻的密閉性，針對個別出水點，進行短孔注漿封堵，保證止漿墻的作用。

2.8 長孔超前探水[3]注漿

根據設計孔位位置，采用潛孔鉆機進行造孔，在鉆機鉆進的過程當中，如果出現大于20m3/h的涌水量，要根據現場實際情況，巖石走向，在周圍增加長孔，形成帷幕。在巷道施工工作面長孔超前探水注漿的流程：安裝簡易腳手架，鋪設工作板，架設注漿機→安裝孔口管→孔口管試壓，保證孔口管的穩定性→鉆機鉆進→出水注漿。

2.8.1 安裝腳手架

在距離止漿墻外1m～2m的范圍安裝腳手架，使用鋼筋進行焊接（直徑為6mm的鋼筋），并在安裝好的平臺上鋪設枕木、木板，做到穩定安全。

2.8.2 安裝孔口管

首先，在巖壁上根據設計確定開口位置，使用潛孔鉆機鉆進，使用過直徑為130mm的鉆頭鉆進4m。其次，將加工好的孔口管安裝進鉆孔內。最后，注入雙液漿進行固定孔口管。

2.8.3 孔口管試壓

在固管完成后，達到養護時間，利用潛孔鉆機開始鉆進，鉆進孔深比孔口管深度多1m，開始進行壓水試驗，設計壓力位4倍的靜水壓力，保證20min不漏壓后再繼續進行鉆機鉆進。否則，要進行重新固管。

2.8.4 鉆孔鉆進

首先，要安裝好高壓閘閥，保證孔口管的密閉性。其次，開始進行潛孔鉆機的鉆進，在掘進的過程中，若出現涌水，應立刻停止鉆進，進行注漿。注漿采取單液漿以保證良好的漿液擴散。然后，注漿要達到設計的注漿壓力，且穩壓20min無變化。達到養護時間后，進行復鉆，知道達到設計孔深。最后，按設計孔位進行打孔注漿，控制同時主井孔數，以保證施工質量。

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；壓水試驗壓力=3.5×3×1.2=12.6MPa；根據現場情況據實調整水泥漿液濃度及VC:VS比例。

3 結語

河鋼集團礦業公司司家營南區礦山分公司的大賈莊鐵礦東北回風井在巷道掘砌過程當中，遇到巖石破碎，通過施工止漿墻進行探水注漿安全度過該段施工。