塔什店风井冻结法施工壁后注浆技术方案

李　昆

(1.北京中煤矿山工程有限公司，北京　100013；　2.煤矿深井建设技术国家工程实验室,北京　100013)



塔什店风井冻结法施工壁后注浆技术方案

李昆1，2

(1.北京中煤矿山工程有限公司，北京100013；2.煤矿深井建设技术国家工程实验室,北京100013)

以塔什店风井冻结法施工为例，介绍了壁后注浆时机及注浆孔布置方式，阐述了注浆材料的选取要求，并说明了注浆施工工艺流程，提出了注浆安全管理及应急处理措施，保障了井筒壁后注浆的顺利实施。

风井井筒，冻结法，壁后注浆，施工工艺

1　工程概况

塔什店矿区一号矿风井井筒设计净直径5.5 m，井筒全深476 m，前期采用普通法施工至336.7 m，下部采用冻结法施工，冻结深度505 m。风井地层分布表见表1，普通法施工井筒参数见图1。

表1　风井地层分布

由表1，图1可知，马头门以上100 m范围内的岩层分布为第三系中新统—渐新统与侏罗系中统。其中第三系地层主要由砂砾岩组成，是立风井主要直接充水含水层。由于下第三系与外界的水力联系较密切，所以该层位的壁后堵水效果较差。此外，该层位岩石完整性差，冻结壁解冻后易向外壁收缩，使得岩石、外壁间结合严实，很难产生浆液可以扩散的通道，注浆量较小。一旦加大注浆压力，可能会导致裂隙通道与上部贯通，出现壁后串浆现象。可见，不宜在第三系中新统—渐新统地层中进行壁后注浆。

侏罗系中统地层不具备储水条件，为透水层。该层与第三系地层水力联系不密切。如及时进行壁后注浆则该层位可以作为隔水层。因此建议：

1)壁后注浆区域为侏罗系中统组与第三系中新统—渐新统组地层的交界处(标高为437 m)至井筒壁座上方(标高为454 m)；2)冻结井壁壁后注浆宜采用水泥单液浆、水泥—水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行。

2　壁后注浆时机及注浆孔布置

2.1壁后注浆时机

壁后注浆技术是采用充填注浆的方法将水泥浆充注到井壁外侧与冻结壁内侧的空间，防止含水层冻结壁融化后流入其他地层。所以应当尽早进行注浆。尽量在壁间注浆的基础上，在壁后形成注浆帷幕，从而增强井壁防水抗渗性能，提高井壁堵水效果。所以壁后注浆时机应当为与壁间注浆同时进行。

2.2壁后注浆注浆孔布置

壁后注浆孔以穿透井壁为宜，壁后注浆区域为侏罗系中统组与第三系中新统—渐新统组地层的交界处(标高为437 m)至井筒壁座上方(标高为454 m)。每组3个注浆孔，采用环形均匀布置方案。注浆顺序为自井筒壁座上方向交界处进行，注浆初期交界处的注浆孔为排气孔。如排气孔有浆液涌出，则表示壁后注浆效果较好，浆液已经充填437 m～454 m注浆段的间隙。如排气孔无浆液涌出，则需在交界处进行壁后注浆，尽量充填外层井壁与地层之间的空隙。

如出现井壁接槎出水情况，注浆孔应布置在接槎上或下0.4 m～0.5 m处找水，注浆孔应穿透混凝土井壁进入岩层0.5 m～1.0 m为宜，有裂隙的位置应加大孔深至2.5 m，以穿透裂隙进行充填，孔径45 mm。对出水点注浆采用在出水点附近0.5 m～1.0 m范围内打眼，埋设长600 mm～1 500 mm的注浆管进行壁后注浆。根据注浆位置的水量大小采用水泥单液浆、水泥—水玻璃双液浆相结合的注浆方式进行。

对于井筒未化冻段，采取先布设注浆孔，待井筒化冻出水后再进行壁后注浆，注浆孔按照30 m一组，一组3个注浆孔环形均匀布置，注浆孔穿过井壁进入围岩0.5 m～1.0 m。如井壁未化冻段无出水现象，则不需要注浆，需将布设的注浆孔全部充填封闭。

3　注浆材料

先采用水泥单液浆后采用水泥—水玻璃双液浆封相结合的注浆方式进行。

根据井壁淋水情况，有集中出水点时，在出水点上方和下方布置导水孔和注浆孔；分散出水时采用均匀布孔注浆堵水。具体施工时，视注浆浆液扩散的范围、堵水加固效果进行适当调整注浆孔数或布置方式。根据出水点水量大小、漏浆情况及吸水难易程度适当调整水灰比、水玻璃双液浆等注浆材料，对涌水量较大的出水点采用双液浆直接封堵；对于涌水量较小的出水点或大面积渗水，采用单液浓水泥浆进行充填。

4　注浆施工工艺

1)为了使浆液能够均匀扩散，可采用诱导注浆工艺，即同时施工3个孔，其中1个孔注浆，另外2个孔为诱导兼观察孔，诱导孔未注浆前必须安装好高压阀门，一旦串浆时可立即关闭阀门。

2)在混合器上分别安装甲、乙浆液的控制阀门或逆制阀，一旦停泵后，应立即关闭甲、乙两阀门，防止甲乙两液串浆混合堵塞高压注浆管，并减少废浆量，如有废浆应放入专用桶中。注浆当班结束时，应对工作面用清水进行冲洗。

3)可采用单孔少注，群孔多注的工艺。每一注浆孔可采用逐步加大孔深分次套孔复注的方式，直至达到设计要求。注浆时一定保证段高注浆质量，达到注浆段高结束标准时方可转入下一段注浆，严防本段涌水通过壁后间隙流向下一段，给下段注浆钻孔涌水造成假象，无法判准水源位置。

5　安全事项及特殊情况应急处理

1)注浆前要对整个注浆施工管路系统做压水耐压试验，检查管路上的所有接头、阀门及管件的耐压能力，如有不符合要求的要及时更换或调整，直到符合要求后才能开始注浆。

2)每次注浆前要对供水、供电、搅拌、注浆设备等进行严格检查，注浆泵及输浆管各接头要绑紧接牢，注浆过程中，盘上工作人员要随时观察接头情况，并应避开孔口管位置，避免跑管伤人。

3)注浆人员严格执行注浆泵操作规程，佩戴防护眼镜、乳胶手套，注浆管路要牢靠，防止脱出伤人，放浆时，要注意安全，人员避开放浆阀门，防止浆液溅入眼内，时刻注意压力表变化情况，发现异常情况及时处理。

4)注浆时，指派专人观察井壁，是否有井壁掉皮、开裂、凸起及有无漏浆等异常现象，如井壁发生异常，出现裂缝或掉块(渣)应立即停止注浆作业，通知打开卸压阀、关闭孔口阀门及注浆泵，冲洗注浆管路，待卸压后，双液封孔。

5)注浆过程中必须留有观察孔及泄压孔，发现压力异常及时泄压处理；施工中如发现冲击地压现象必须及时停止作业，仔细观察处理。

[1]李宁.核桃峪副井冻结温度场计算[J].煤炭技术,2014(8)：91-92.

[2]董昊福.核桃峪风井冻结施工技术[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，高级工程师

TD265.3

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