壁后注漿工藝方法及研究

辛建明

【摘要】 豎井井壁出水點多位于裂隙含水層或含水流砂層，以井壁及井壁接茬、預留導水管為出水通道。出水易造成井壁砂線現象，影響井壁觀感質量，同時影響井筒設施的使用年限。為保證井筒施工質量，封堵出水通道，應進行井筒壁后注漿。本文以魯南礦業王峪礦區主井井筒施工為例，簡要介紹壁后注漿工藝方法。

【關鍵詞】 豎井井筒 壁后注漿 注意事項

一、工程概況

魯南礦業王峪礦區位于山東省沂水縣，其設計生產能力為1.5Mt/a，主井井筒設計凈直徑為5m，井深299.5m。井口地面標高+207.5m.地表沂河流經礦體上盤，上覆第四系含水豐富，透水性強，與沂河形成互為補給的關系。下伏泰山群變質巖系構成鐵礦帶和礦帶頂、底板。井筒為素砼結構，井筒凈徑5米，自鎖口段（標高+184.5米）以下井壁設計厚度0.35米，掘砌過程中井壁涌水，涌水量小于6m3/h，先期采用引水管導水措施，待井筒砌筑至第三層馬頭門（標高+50米）時，為防止井筒淋水順著井壁進入滑模，影響澆筑混凝土質量，給澆筑施工帶來困難。因此須停止生產，對成井段采取壁后注漿堵水措施。

二、注漿方案

我項目部、建設方、監理方共同對井筒涌水情況進行實地勘察，井壁+80m水平以上，有明顯出水點16處。主要表現在井壁接茬處出水，個別地點為井壁孔隙處滲水。根據出水情況，項目部決定采用上行式注漿方法。

1、機具選擇：

造孔機具：7655鑿巖機以φ42mm“一”字型合金鉆頭。

注漿機具：70/45型風動雙液注漿泵，注漿壓力3-7MPa

漿液配制桶3個（單液漿、雙液漿、清水桶各一個）。

2、注漿液參數

（1）、漿液材料：425#普通硅酸鹽水泥，水玻璃波美度為38～40，模數為2.6-2.8，比重1.40

（2）漿液配比：

單液漿水灰比一般為0.8︰1；稀漿水灰比為1︰1～1︰1.5；雙液水泥漿水玻璃體積比一般為5︰1。

3、設計注漿終壓： P0（D+2E）2/4E（D+E）≦P

P：井壁設計抗壓強度

D：井筒凈直徑

E：井壁厚度

P0：注漿終壓

注漿壓力根據靜水壓力和井壁強度推斷，考慮富裕系數而定。根據經驗和要求，注漿壓力保持能注進漿液而不破壞井筒為準，大于靜水壓力0.5～1.5MPa，注漿終壓取2.5MPa。經過公式驗算，符合井壁抗壓強度要求。

3、注漿布孔參數

根據井壁出水點情況，布孔參數選擇如下；

淋水形式 布孔原則 施工特點

均勻片狀滲水 多布淺孔，沿井圈布孔，三花或五花眼布孔，孔距1.5～2.5米 以雙液注漿為主，主要封堵壁后空間和砼孔隙。

條帶狀縫隙滲水 沿縫隙挖補加固，再沿縫側邊布孔4—6個 以出水大的一孔為主注漿，其余孔復注漿。

集中出水點出水 對集中出水點直接造孔，同時在出水點附近布1～2個深孔。 直接雙液注漿，其余孔復注或再打注漿孔注漿。

混凝土接碴縫漏水 一般采用均勻布孔，三花或五花眼孔間距0.7～1.5m 雙液注漿

三、注漿方法

在吊盤或工作面設風動雙液注漿泵，附近設水泥漿儲液桶、水玻璃儲液桶和清水桶各一個。水泥漿液制作在地面設攪拌站進行，水泥漿通過溜灰管注入水泥漿儲液桶，水玻璃事先通過吊桶輸送至工作面備好。

1、 埋設注漿管

在井壁出水位置用7655鑿巖機配氣腿打出出水眼，將麻絲用水泥漿和水玻璃浸透，纏繞在已加工好的注漿管壁上，快速插入出水眼，然后用道釘沿注漿管壁周圍插入，緊固注漿管，15分鐘后，即可開始注漿，插入注漿管過程中，注意保護注漿管絲頭。

2、 壓水試驗

注漿管安好后，安上球閥，連接好管路，開泵進行壓水試驗。壓水試驗持續15分鐘，確定各項注漿參數。

3、注漿

確定注漿終壓后，開始注漿，漿液由稀到濃，壁后注漿必須做到壁后圍巖裂隙填充密實，形成封水帷幕，切斷出水途徑。由初壓逐步過渡到終壓，期間不能突然增大壓力。當注漿孔壓力達到設計壓力，持續10分鐘不吸漿，井壁無滲水現象，即結束注漿，用雙注漿液封孔。

四、注漿工程量

+80米至+100米段，注漿孔22個，孔深0.5米，用水泥800Kg，水玻璃200Kg，麻10Kg.

+100米至+125米段，注漿孔20個，孔深0.5米，水泥1000Kg， 水玻璃150Kg，麻4Kg.

+125米至+139米段，注漿孔15個，孔深0，8米，水泥700Kg， 水玻璃50Kg，麻3Kg

+139米至+164米段，注漿孔24個，孔深0.8米，水泥700Kg， 水玻璃100Kg，麻6Kg.

五、注漿注意事項

1、注漿孔必須布在井壁完好無缺的地方，避開薄弱處、井壁接茬或裂縫。

2、注漿管要埋設牢固，注漿管與注漿孔壁之間要填充密實，防止注漿過程出現噴孔。

3、注漿時應控制注漿壓力，由小到大，邊注漿邊觀察注漿管與井壁變化，發現異常情況，立即停機處理。

4、雙液注漿時，兩只注漿管不得混用，以防堵管。

5、注漿時，應設專人觀察井壁，發現井壁鼓裂變形，應立即停泵處理，發現跑漿，應立即用棉紗、雙液漿封堵。

6、注漿結束后，要將所有閥門拆除，外露注漿管要切割處理。

五、注漿成果

本次注漿歷時25天，注漿后井壁淋水小于2m3/h，符合預期效果要求。

結語 實踐證明，壁后注漿是一種工藝簡單效果顯著的防治水方法，在注漿堵水的同時能起到加固井壁的作用。注漿效果的好壞取決于注漿孔位置、深度的選取，注漿液濃度計壓力的掌握。注漿參數要根據井壁情況，滲水情況等條件綜合推斷，不能生搬硬套。

參考文獻

[1] 宋振騏 . 實用礦山壓力控制 . 徐州 . 中國礦業大學出版社.1998

[2] 劉鳳坤 舒非凡 立井井筒壁后注漿施工 [J]；建井技術；2008年02期