漸進法注漿封水技術在含水砂礫層中的應用

賈建文

(西山煤電集團公司東曲礦,山西省古交市,030200)

漸進法注漿封水技術在含水砂礫層中的應用

賈建文

(西山煤電集團公司東曲礦,山西省古交市,030200)

古交電廠燃料運輸工程主要有主斜井、煤倉、燃料運輸通道、水倉及泵房的施工。主斜井斜長615.6 m,傾角16°,主斜井施工有部分區段要通過含水層。介紹了通過含水層所采用的漸進法超前預注漿技術施工工藝。

斜井施工 含水砂礫層 漸進法 工作面預注漿

古交電廠燃料運輸工程是古交電廠的主要配套工程,主要有主斜井、煤倉、燃料運輸通道、水倉及泵房等設施組成。其中主斜井斜長615.6 m,傾角16°,由地表開口施工,下行掘進,進入煤系地層后落平。井筒表土段上部為明槽開挖混凝土砌碹支護,下部為暗槽掘進混凝土砌碹支護,進入基巖后為錨噴支護,井筒斷面形狀為半圓拱形斷面。

1 施工存在問題

主斜井所穿越的地表層被第四系表土、砂和卵石層覆蓋,該層為第四系主要含水層。從揭露的地層看,自地表以下3.2 m為回填土,土質極不穩定。回填土以下為第四系表土、砂、礫石互層且含水極為豐富;區內地層與古河床相溝通,導水、補水性能好,平均涌水量達230 m3/h。并且該段地表受住宅樓制約,無法全部采取明槽開挖施工。在明槽開挖45 m后,剩余54 m地表層區段需采用暗槽施工,但在暗槽施工中采用普通法超前預注漿技術,因含水砂礫層中含砂量大,注漿孔“塌孔”現象嚴重,注漿擴散效果差,又因涌水量大,極易出現涌砂、冒頂現象,以至普通法超前預注漿技術無法應用。

2 施工技術的確定

2.1 漸進法預注漿技術的應用

在地表層暗槽施工段,由于地質條件的特殊,無法采用普通法超前預注漿技術,為此,經研究攻關,決定采用特殊的超前預注漿技術即漸進法超前預注漿技術進行施工。

漸進法超前預注漿是在工作面前砌筑一道1.0 m厚的止漿墻,在墻中按設計好的位置預埋3英寸注漿套管,如圖1所示。先將注漿管直接對接在3英寸注漿套管上進行注漿。在高壓的作用下,漿液擴散,將止漿墻前方800 mm范圍(經實測擴散半徑僅為800 mm)內的砂礫層封水加固。然后在3英寸套管中穿入鉆桿打鉆,打鉆深度為800 mm(以穿透注漿層為準),成孔后將注漿管再對接在3英寸注漿套管上進行注漿。這樣在高壓的作用下,漿液又向前擴散,將前方又800 mm范圍內的砂礫層封水加固。如此漸進地進行注漿,以達到超前預注漿的效果,如圖2所示。待預注漿區段達到30 m后,開啟止漿墻,在注漿形成的帷幕下向前掘進,掘進成巷25 m后即停止掘進,再按上述漸進法進行超前預注漿,以安全、快速地穿越此段含水砂礫層。

2.2 壁后注漿技術的應用

為了對明槽混凝土砌碹支護段及漸進法預注漿后暗槽混凝土砌碹支護段的井筒壁進行封水加固,采用壁后注漿技術。注漿孔沿井筒四周布置,間排距3.0 m×3.0m,注漿孔深度以穿透井壁進入壁后500 mm為準,見圖3。

注漿孔用取芯鉆垂直井壁開孔,用?40 mm無縫鋼管加工成長1.0 m的注漿花管,用?50 mm厚壁管加工成連接套連接,花管孔徑10 mm,間距200 mm,五花型布置。花管外端加工成外絲扣,以便注漿管與混合器連接。采用壁后注漿后,使得井筒壁四周的淋水得到封堵,且對井壁進行了加固,有效保證了主斜井的支護強度。

圖3 壁后注漿孔布置斷面及剖面圖

3 注漿材料

注漿材料選用單液水泥漿、水泥～水玻璃雙液漿,水泥選用P.032.5普通硅酸鹽水泥,水灰比為2∶1～0.6∶1,水泥漿配比種類見表1。水玻璃選用液體硅酸鈉型,濃度為35～40波美度,模數2.3～2.8。水泥漿與水玻璃的配合比按1∶1進行。

表1 水泥漿配比表

4 注漿效果

通過采用漸進法超前預注漿技術,起到了加固地層并達到了封水的目的,井筒涌水量控制在10 m3/h以下,并解決了普通法超前預注漿技術所不能克服的塌孔、涌砂和擴散效果差等技術難題,為井筒施工安全有效地穿越含水砂礫層提供了科學可行的技術支持。又通過采用壁后注漿技術,起到了井壁補強及封堵淋水的效果,為“漸進法”超前預注漿技術起到了必要的補充作用。

[1] 張有,歐陽永龍.淺議巖土注漿加固技術的發展與應用[J].中國礦業,2005(6)

[2] 陳振秀,張騰蔚,張金根.鋼化管壓力注漿技術及其應用[J].廣東公路交通,2005(4)

Application of progressive grouting technology for water sealing in water bearing sand-gravel stratum

Jia Jianwen

(Dongqu Coal Mine,Xishan Coal&Electricity Group Co,Gujiao,Shanxi province 030200,China)

The construction p roject for Gujiao power plant’s fuel transport system is composed mainly that of a main incline shaft,a coal bunker,fuel transport way,water sump and a pump house.The main inclined shaft,with its inclined length of 615.6m and dip angel of 16°,will partly penetrate water bearing strata.In this paper,a progressive advance p re-grouting method is introduced which is designed for application for the inclined shaft to penetrate the water bearing layer.

inclined shaft construction,water bearing sand-gravel stratum,progressive method,pre-grouting at face

TD265.48

B

賈建文(1970-),山西汾陽人,大學本科,就職于山西焦煤西山煤電集團公司,工程師。

(責任編輯 張毅玲)