隔水墻在井筒涌水治理中的應用

羅飛宇

摘 要 中平能化夏店礦副井井筒在穿平頂山砂巖過程中，由于受大型裂隙的影響，造成井壁涌水，通過施工隔水墻及壁后注漿，涌水得到了及時的控制，為下一步施工及工程質量提供了保障。

關鍵詞 井筒施工 隔水墻 涌水治理

中圖分類號：U455.49 文獻標識碼：A

一、工程概況及施工情況

夏店井田位于汝州煤田東部，汝州市西北，東臨庇山礦區，其中心距離汝州市約15km。夏店礦副井井口設計標高+309.2m，井筒中心坐標為X=3792897.000，Y=38382753.000，井底標高-560.0m，井深894.2m（含井底水窩9m），凈直徑7.0m。支護厚度500mm，砼強度為C40。

井筒于2011年5月1日開工，在井筒施工至371m時，該處巖層為平頂山砂巖含水層：巖性灰～灰白色石英、長石中粒砂巖，硅質膠結，垂直裂隙發育。根據實際揭露，井筒正處在一條貫穿南北方向的縱向裂隙上。在此工作面注漿措施執行、檢查有效后，開始掘進，允許掘進20m，預留5m超前距。371m以下正常施工一段5m，在本段澆筑商砼期間，為保證澆筑質量，埋設導水管7根，引出井壁淋幫水。進行下一段炮眼施工前分別在高低幫各施工一個探眼，探眼顯示7m內無水，進尺4.2m。后正常清底出碴，清底期間，上段埋設的一根導水管出水量逐步減小，最后管路因堵塞而流水停止，二個小時后井筒371米井壁接茬突然開裂并出現大量涌水，井筒成井376.3米，工作面空幫3.5米，經測算井筒涌水量約300方/小時。

二、施工方案

根據工作面出水情況，經研究決定，采用立井井壁隔水墻和壁后注漿加固分截出水水源及封堵導水通路相結合的施工方案進行注漿封水，方案如下：

根據水文地質情況，將副井井筒371m水眼點做為處理作業的節點。

根據實際情況，在滑膜上沿搭設臨時工作臺，破除被壓裂受損井壁，找出出水水源點，壓力外移，前期導通水源，卸載壓力，待混凝土凝固期達到設計標準，在周邊布置加固孔，截流分支水源，消減主水眼水量及壓力，最后注漿封堵主水源點，達到封水節流的目的。

三、工藝原理

該技術的基本原理是在立井施工過程中發生突水事故時，采用井壁構筑隔水墻配合導水管路，周邊加固截流，最后封堵主水源點的施工工藝。

四、立井井筒井壁隔水墻輔助周邊加固截流施工關鍵技術工藝流程及操作要點

（一）井筒井壁隔水墻施工工藝流程。

搭設操作平臺→破除受損井壁及圍巖→找出水源點→預留導水管路→構筑井壁隔水墻→水眼泄壓→周邊加固截流→封堵水源點

（二）特制導水通路及附屬構件的制作。

線路導通設施制作，散水水路歸攏收集，即收；預留收水導水設施，排水泄壓，即泄。在夏店礦副井井筒突水中，根據現場水眼情況，裂隙出水，水源來自上部，用6mm花紋鋼板加工一個長：寬：高= 漏斗，如圖所示。

（三）井筒井壁隔水墻及周邊加固截流施工準備。

找出水源點，根據現場井壁及水眼規格加工集、排水設施，加工臨時模板，預留排水通路，施工隔水墻的質量保證措施及材料，在養護達到設計強度期間，對周邊進行加固截流注漿所用的材料和設備。

（四）立井井筒井壁隔水墻輔助周邊加固截流施工關鍵技術操作要點。

1、井壁隔水墻施工。

水源點找出后，下設集水管路及設施，突水點巖石一般較破碎或水流量大，由于隔水墻構筑后，要留有較長時間凝固期（10天），在此期間其強度達不到設計值，不能承受富水壓力，故在此期間以泄壓排水為主，防止水路暢通不被堵塞成為隔水墻質量好壞、直接影響治水能否成功的關鍵。同時利用隔水墻凝固時間可對突水水源點上部井壁進行例如壁后注漿等其他工作，對工期要求本來就緊而又出現突水意外的工程來說，具有特殊的意義。

隔水墻澆筑質量的好壞，清除附巖危巖、收集散水、輔助支護至關重要，可以輔以錨網、鋼筋支護，增加澆筑強度等形式。

2、周邊加固截流操作要點。

當井壁不能承受水壓時，便發生突水，在周邊注漿加固環節中，布孔位置及質量是關鍵，施工中應收集熟悉井筒每段所處的圍巖地質狀況，根據巖層走向及紋理，根據實際找出的水源點分布狀況，有針對性的布設周邊加固孔，此部分注漿期望能達到兩個目的，一是加固突出水源周邊圍巖及井壁；二是歸根于能通過高質量孔的布設，從周邊把主水源銷蝕，重點外移，無聲中消滅矛盾。可根據需要選擇不同的布孔形式。

3、突水水源點周邊注漿加固。

采用深淺孔結合，上、下行注漿，五花型布置，孔間排距 ，沿隔水墻上下2-5m（共6m）布置。深孔2.5m（如確切的掌握了水源內部構造，可調整鑿孔深度，找出水頭位置注漿封堵），淺孔1.5m，井壁薄弱及明顯出水點處造孔注漿。

五、立井井壁隔水墻施工

（一）找出突水水源點。

排水至突水位置，根據井筒施工時實際揭露的巖石狀況，考察現場情況，分析突水水源點巖石分部、巖性、有無構造等現象，結合井壁受損情況、周邊井壁質量等綜合考慮，盡量做到一次性準確地找出水源點，避免分析失誤而對井壁及圍巖造成二次破壞。在夏店礦副井井筒376m井壁涌水后，結合井筒上部施工時揭露的一橫貫井筒的斜向斷層，分析確定突水水源的準確位置后，開始風鎬破除井壁，7天時間破壁及水源洞挖掘完成，如分析推測基本一致，水源點為一直徑約1m的涌水空洞，水源自上而下補給，水量270m?左右。破壁尺寸：出水洞口弦長9米，全段高4.8米破除，其余井壁平均破壁段高3.5米，壁厚500mm；水源洞深12米，平均高度2.4米，寬1.5米，開口部位平均高度3.5米，均寬6米，深4米。開口部位上下全段高錨網支護。人工挖掘巖方約145.7m?。

（二）隔水墻施工技術環節。

突水水源點找出后，情況直接明了。如何堵水截流，能否承受突水水壓成為問題關鍵。根據實際制定了：引、泄、截流、封堵的治理突水關鍵技術方案。

夏店礦副井井筒376米突水后，在主要出水點埋設六寸不銹鋼管兩根，每根導水管長13米，均由兩節鋼管焊接法蘭盤對接而成，六寸管上焊接交叉筋增加摩擦。在出水孔內部斜向打六到八根等強錨桿，確保導水管固定牢固不發生位移，外端露出井壁；水頭部位鋪設6片鋼芭網（ 鋼筋焊接網， ，網格 ）內放一自加工集水漏斗，內放鋼筋籠（規格： ，外包兩片鋼笆網焊接鋼筋籠上），引水管放入鋼筋籠內以防止落渣堵塞管口。集水漏斗用等強樹脂錨桿固定在巖壁上，安裝固定完畢后，用快硬水泥封閉水箱所有空隙，確保涌出水全部從導水管流出。

（三）周邊加固截流關鍵環節。

在出水點預埋導水管上安裝六寸閥門。首先注漿封堵集中導水管處預埋收集散水的膠管，以封堵散水及加固水眼周圍井壁，待出水點周邊加固完成后，選擇一導水管注漿堵水，另一導水管作泄壓孔，若泄壓孔漏漿則逐步關閉閥門，直至閥門封堵牢固、堵水充填巖體裂隙密實。注漿期間認真觀察注漿壓力及井壁狀況，注漿壓力不得大于5MPa。

六、結果

1、通過隔水墻施工及壁后注漿，該處涌水量降至5 m?。

2、提倡了新的治水理念——在處理突水事件的過程中，轉變了傳統的一味以堵截為主導的治水思想，提供了一種新的先引、泄，再逐步消蝕、截堵的治水思維的緩沖理念。

3、有效的利用等待期，組織安排其他生產，對提供設備、人員利用率、縮短工期具有特殊意義。

（作者單位：平煤神馬建工集團建井一處地測科）