千米立井井筒壁后注浆堵水技术应用

摘要 立井井筒井壁渗漏区多位于裂隙含水层或含水砂层，以井壁接茬、收缩缝成为出水点的通道，且水的腐蚀性较强，影响井筒设施的使用期限，同时易造成井壁表面出现砂线现象，影响井壁观感质量。为保证井壁质量施工质量，有效封堵渗漏水通道，进行本次技术攻关。

关键词 立井井筒；渗漏水；壁后注浆

中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0142-02

1概况

星村煤矿西风井井筒设计深度-1187.5m，井筒直径为5.5m。在井筒掘砌施工中须穿过M3、M4、M5、M6四个主要含水层，其中M3涌水量为7.13m3/h；M4涌水量为30.4m3/h; M5涌水量为40.74m3/h；M6涌水量为14.33m3/h。造成井壁出现渗漏水，随着井筒深度增加，在井壁浇筑时涌水顺井壁入模，影响井壁浇筑质量，为此进行壁后注浆措施。

2井壁渗漏水原因分析

1）高标号混凝土在凝固过程中温度较高，水分蒸发，体积收缩所产生的干缩裂缝，成为出水点的通道；

2）混凝土的收缩及塌落造成施工接茬缝，因而接茬处成为放水的薄弱处；

3）壁后岩石裂隙水或含水层涌水通过薄弱部位井壁接茬向外渗水。

3注浆方案

采用壁后注浆堵水方法，采取整体上行和分段式相结合，在段内上行，重点拦截，实现对点注浆，集中渗水处连续注浆，以及含水层上下界面密布孔注浆方法，进行注浆堵水。浆液先稀后浓，以水泥-水玻璃双液浆为主，水泥单液浆为辅，发现有窜浆及跑浆时要及时采取措施，最后封孔要密实。

4注浆参数选择

4.1 浆液类型

以水泥-水玻璃双液浆为主，水泥单液浆为辅，水泥选用P.O42.5R普通硅盐酸水泥，水玻璃选用34-40Be′。

4.2 浆液配比

水泥单液浆水灰比为2:1；1.5:1；1:1；0.5:1四类，水泥-水玻璃双液浆体积比C:S=1:1和C:S=1:0.5。为提高浆液凝固后的密实度，注浆时参入水泥用量的0.5％的氯化钠和0.05％的三乙醇胺。

4.3 注浆孔布置及要求

由于井壁接茬多，岩石裂隙发育，淋水严重而没有大的出水点，故采用密孔法，“五花”式深浅孔配合布孔法，依次开孔，先用深孔放水泄压，再用浅孔低压注浆以加固井壁及围岩，最后用深孔高压注浆封水。

4.4注浆压力及扩散半径

注浆压力大小主要取决于注浆孔静水压大小，但考虑到岩层的裂隙发育程度及井壁抗压强度，注浆压力一般选择3MPa~5MPa。为缩短施工工期，保证注浆质量，注浆扩散半径应控制在2m以内。

4.5 注浆孔深度

冻结段内外壁注浆时，注浆孔深度为进入外层井壁100mm~200mm为宜，防止打穿井壁有砂流出。

基岩段注浆时，注浆孔深度为超过井壁500mm~1 000mm之间为宜。

5注浆工艺

5.1钻孔及埋管

注浆孔径φ38mm，注浆管管径φ32mm，注浆孔达设计深度后，插入注浆管，注浆管露出井壁50mm~100mm，连接各组件，注浆管一端车丝，另一端车成马牙扣，埋管前用麻丝分层缠紧并涂上白铅油，形成注浆系统。同时在注浆孔下方施工1~2个φ38mm导水泄压孔。

5.2 注浆作业

5.2.1施工准备

1）注浆前全面检查井壁并测定井筒涌水量；

2）用2道矿用12#槽钢均匀放置在吊盘喇叭口上，再用50mm厚木板封严钉牢，形成注浆作业平台；

3）注浆前，进行压水试验，观测注浆系统无漏水现象，以防止漏液。

5.2.2 注浆工序

1）注浆系统形成后，首先向孔内压清水15分钟进行管路冲洗，水压保持1.2倍注浆压力，确保打开注浆通道；

2）注浆时，先注水泥单液浆，进浆量较大时，则注入水泥-水玻璃双液浆，达到设计注浆压力后用水泥封孔。基岩段壁后注浆时，如跑浆，则直接注双液浆；

3）注浆时，要设设专人观察井壁和压力变化及检查管路是否堵塞，以便及时调整注浆参数，并做好记录；

4）注单液浆时，若压力不升，进浆量不减时应逐级加大浓度；反之，应依次降低浆液浓度；

5）注浆时，达到注浆压力后，集中出水点涌水量不足0.5m3/h即可结束该孔注浆。

6）停泵后，立即压清水冲洗管路和器具，并用备好的水泥进行封孔，孔口要平整。

6结论

实施壁后注浆后，井筒内的总涌水量降至约3m3/h。实践证明，井筒壁后注浆是一种有效的防治水方法，采用壁后注浆可以有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后，同时还起到加固井壁的作用，井筒施工质量得到了有效的保障。

1）壁后注浆的施工顺序应根据含水层的厚度分段进行，对漏水段较长的井筒，应由下而上逐段进行；

2）壁后注浆的压力控制在1.1~1.5倍静水压为宜，在岩石裂隙中的注浆压力可适当提高；

3）对井壁无夹层注浆时，吸浆量较小，可注性差，扩散范围小，需采取加大注清水压力扩孔，在水内加入适量的水玻璃通道，增大终压措施；

4）注浆期间要由专人注意观察井壁是否有变形、跑浆、漏浆等现象，发现问题立即停止注浆；

5）在注浆过程中如出现跑浆时，可换注双液浆，并辅助以棉纱、木楔、道钉等堵浆，或采用间歇注浆法处理；

6）对井壁无夹层注浆时，吸浆量较小，可注性差，扩散范围小，需采取加大注清水压力扩孔，在水内加入适量的水玻璃通道，增大终压措施；

7）严格按照设计注浆压力进行注浆，保证注浆压力表完好，严禁无压力表监测控制进行注浆，只要压力超过设计值，必须及时泄压、停机，如压力突升或突降，需查明原因，及时进行处理。

参考文献

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[2]董方庭，姚玉煌，黄初，王裕介.井巷工程与施工[S].中国矿业大学出版社，1994.

[3]刘文涛，王安舍，张正斌，蒋敬平.中空注浆锚索在沿空留巷支护中的应用[J].煤炭工程，2011(6).