北柳斜井井筒碹体壁后注浆封水施工方法

李克辉

(辽源矿业集团西安煤业公司六区，吉林 辽源 136200)

1 工程概况

北柳斜井井筒设计断面为10.9m2，半圆拱形巷道，基岩段采用锚杆网支护，围岩为黑色页岩与砂岩互层，井筒施工至井深45m～91m时，遇山体地下含水层，井筒下掘施工时淋水较大。掘进施工采用短倔短砌钢筋混凝土发碹支护强掘通过，筋混凝土墙厚0.35m，斜井绞车道最大涌水量为78m3/h。

2 注浆封水方案设计

先在斜井绞车道淋水段上下各10m设截隔水段用以防止淋水区域扩大，钢筋混凝土发底碹封底采用水泥浆注浆封水。

2.1 注浆封水长度

斜井井筒45m～91m段有淋水，在有淋水上下10m设截隔水段，确定注浆封水长度为66m。钢筋混凝土发底碹封底长度66m，厚度0.35m。

2.2 截隔水段及封底

先在淋水上方35m～45m发底碹封底设上端截隔水段注浆封闭堵水，防止封水时涌水上溢。在91m～101m发底碹封底设下端截隔水段注浆封闭堵水，用以防止封水后涌水下溢，下端截隔水段上下两端各设一横排水槽，横排水槽宽1.0m深2.0m长3.5m，下端截隔水段发底碹前预埋2根6寸排水管连接两个横排水槽，排水管下端各设一截止阀门，上排水槽用以下端截隔水段注浆封闭时截水，便于封底发底碹时隔水混凝土饱浆，下横排水槽用以淋水段封底发底碹时两截隔水段封闭打开阀门排水。淋水段封底采用由上至下分段发底碹封底，施工时使用防水塑料铺底隔水防混凝土跑浆，底板铺0.1m～0.2m厚道砟石并设1条0.2m×0.2m×0.2m的顺水槽将水顺入下测横排水槽中排出。

2.3 注浆孔布置

按所封水段每间隔2m布置8个注浆孔，底板3个，两帮及顶板5个，深1.0m，注浆孔内下封好孔的1寸钢管，外露0.2m并设1寸截至阀门。满足注浆封水条件。

2.4 注浆压力

注浆压力依据实际碹体耐压及巷道高度且在注浆孔上部6m的预注浆孔打开截止阀门可缓解水压，碹体壁后注浆，水位高度控制在3.5m，注浆半径控制在6米左右，注浆压力控制在1.5～2.0MPa范围内.终压控制在2.5MPa以下。

2.5 注浆材料

注浆材料主要采用水泥、水玻璃、速凝剂等材料，按照应用比例调配。

3 注浆方式

注浆按由下至上，由底向顶的顺序依次采用上行式压入注水泥浆浆方式注浆封水。

4 注浆质量控制

4.1 压力试验

采用上行式碹体壁后注浆的方法，因为注浆塞以上未注浆，裂隙相对畅通，没有止浆能力。因此，压水试验时，压力不宜太大，时间也不宜过长，否则在高压作用下，注入水体极易从碹体壁后产生高压，造成碹体压裂，注浆止水失效。

4.2 浆液配比

注浆堵水，浆液配比是一件相当重要的环节，如果配比不得当，会直接影响注浆效果，可能导致注浆工作失败，北柳斜井井筒底板是泥岩岩性，层理发育，层间导水效果明显。底板注浆时，为了保证注入浆液有效的凝结，不致沿岩石层面扩散太远，我们使用了密度较大(13kg/m3)，塑性强度增长较快的浆液，而且增加了水泥及添加剂的混入量，其中水泥500kg/m3左右、速凝剂4%左右(按水泥重量)、水玻璃8%左右。到了注浆后期时，因浆液的注入量逐渐减少，注浆压力也会随着逐步上升。因此，此时需要在保证浆液注入量的同时，也逐渐增加注入浆液介质的密度，使注浆孔内压力均匀上升，最终达到注浆设计的要求。

4.3 注浆压力调整

注浆堵水效果的关键在于足够多的浆液注入量和压力保障，浆液的注入在2～3倍静水压力下进入碹体壁后空隙和岩层裂隙中，待浆液凝结并且具有一定的塑性强度后，在静水压力作用下，井筒碹体壁后周围的地下水便再也无法通过裂隙进入井筒，从而可达到堵水的最终目的。

4.4 注浆结束标准

水泥浆注浆结束标准以浆液注入量和注浆压力两大指标来衡量：所有注浆孔注入量均超过设计注入量，即每米井筒浆液注入量达到3m3以上时，则注浆量合格；注浆压力达到设计注浆压力上限值时，则注浆压力效果合格。

4.5 注浆效果

北柳斜井井筒注浆堵水效果检验以井筒井壁淋水量作为参考标准，采用涌水量监测的结果表明：注浆前井筒涌水量为71m3/h，注浆后井筒内涌水量为0.65m3/h，堵水效果显著，效率极高。

另外，我们在注浆的混合料中添加了絮凝剂，不但提高了注浆的效果，而且大大缩短了工期。