曹玉濤，龐 博

(河北鋼鐵集團灤縣常峪鐵礦有限公司，河北 灤州 063700)

1 前言

某礦主井井筒凈直徑5.6m，井深640m，其中凍結段采用復合井壁形式，外壁厚400mm，內壁厚400mm，鋼筋砼支護，內外壁間夾聚乙烯塑料薄板。主井井筒作為整個礦井提升的主要通道，其井筒其穩(wěn)定性和密閉性直接影響著井筒的安全。在套內壁施工結束后，可對內外層井壁進行壁間注漿，封堵壁間縫隙(接茬縫、裂縫、內存缺陷)，可以避免井筒凍結段解凍后遺存的凍結水及井筒壁后含水層水通過裂隙導通進入井壁[1-2]。

2 注漿方案

2.1 壁間注漿時間的選擇

壁間注漿具有改變井壁結構特性和受力的作用機理，壁間注漿需要在壁間處于正溫度狀態(tài)下進行，以確保注漿效果[3]。夾層周圍井壁混凝土溫度應不低于4℃，可乘吊桶每隔20m在井壁處打眼，用溫度計測量。此時凍結壁尚未完全解凍，處于封閉狀態(tài)，可以承受外部水壓力。

2.2 注漿設備和材料

鑿眼工具為YT28風錘，直徑42mm，一字釬頭；注漿設備選用兩臺2ZBSB1.92- 7.2/10.5- 3雙液注漿泵，以及配套的高壓輸漿管、三通和高壓球閥等。

注漿材料選用標號為P.O 42.5普通硅酸鹽水泥和濃度為35～40Be′，模數(shù)為2.3～2.8的水玻璃。

2.3 布孔方式

采取“總體下行、段內上行”注漿順序，段內采取“上行初注、下行復注”注漿方式[4]，每段注漿孔沿內壁圓周均勻布置，一般為4～6個孔，上下排注漿孔位交錯布置，孔深進入外壁深度小于50mm，并遵循以下原則：

(1)集中出水點頂水布孔。

(2)施工縫、接茬縫、蜂窩狗洞等井壁結構強度薄弱部位，在其下0.5～1.0m或其上1.0m布孔，孔距1～2m。

(3)對成片滲水，均勻密布孔，孔距0.5～1.5m，三花或五花排列。

(4)布孔以找到井壁漏水水源為原則，無水為廢孔，需及時注漿封孔。

2.4 注漿參數(shù)

(1)漿液配比。注漿漿液分兩種，一種為水泥單液漿，首選水灰比2∶1濃度漿液，20min壓力不升時，逐級加濃；另一種為CS漿液，正常情況下按照體積比C∶S=1∶(0.6～0.8)，最大不得超過1∶1。漿液配比及特性見表1、表2。

表1 單液漿配制表

表2 水泥—水玻璃漿液性能

(2)注漿壓力。注漿壓力各階段注漿壓力為

Pa=P0+(0.3～0.5)

(1)

Pb=P0+(0.5～0.8)

(2)

Pc=P0+(0.5～1.3)

(3)

式中：Pa—初始注漿壓力，MPa；

Pb—正常注漿壓力，MPa；

Pc—注漿終壓，MPa；

P0—注漿點靜水壓力，MPa。

(0.3～0.5)、(0.5～0.8)、(0.8～1.3)為富余系數(shù)，素砼井壁注漿宜取小值。注漿壓力的大小首先應滿足井壁強度承受能力，當漿液不通暢時，也可適當提高注漿壓力，但不得大于注漿處靜水壓力的1.4倍。注漿過程中要保持壓力穩(wěn)定，進漿均勻。

3 注漿施工

3.1 鉆孔和注漿管安裝

(1)布孔及注漿均在工作吊盤進行，吊盤的上層層盤作為漿液攪拌站，其上布置一臺注漿泵,兩個攪拌桶，下層層盤為注漿工作臺。井壁注漿施工如圖1所示。

(2)在工作吊盤利用YT28風錘打眼，鉆孔角度垂直井壁，適當上挑，利于流水和漿液沉淀凝固。

(3)鉆孔完成后將厚3.5mm的無縫注漿管塞入孔內，觀察間隙，然后用浸透水玻璃的黃麻密實地纏在注漿管上，形成錐形(直徑比孔徑大6～10mm)，打入井壁，注漿管外露長度為40～60mm。每個注漿鉆孔注漿前都要進行孔口管耐壓試驗，試驗壓力取該段鉆孔注漿終壓，達到注漿終壓，孔口管管壁不漏水，孔口管不活動，即可進行注漿施工；否則重新進行孔口管安置與耐壓試驗，直至孔口管耐壓試驗結束。

(4)注漿管安裝好后，關閉孔口閥，觀察注漿管四周及附近井壁漏水情況、注漿孔之間串通情況、井壁安全情況。當漏水量超過注漿泵量的1/3時，必須先處理再注漿。

(5)當出水量較大，水壓力較高時，距其0.5～1.0m打孔下管，排水降壓；瀉水孔數(shù)量以沖擊力降低到能安裝注漿管為宜。

圖1 井壁注漿施工圖

3.2 注漿

(1)安裝壓力表，注入清水，測量靜水壓，壓力穩(wěn)定10min為準。注水試壓步驟：檢查注漿泵管路連接是否正確、牢固、嚴密，然后向孔內壓注清水，觀察井壁是否漏水，記錄注水壓力和流量，確定注漿起始濃度。注水時泵量由小→大→額定泵量，但最大壓力不得超過注漿終壓2/3。

(2)先注單液水泥漿，當跑漿嚴重或吃漿量較大時，立即采取措施：①提高漿液濃度；②間歇注漿；③采用CS漿液；④用棉紗、鐵楔子塞縫。

(3)注漿時，漿液要不停的攪動，防止沉淀及吸漿籠頭糊堵，同時注意觀察注漿孔附近(布孔位置下部2～4m及上部10～20m)跑漿情況和井壁安全。

(4)接近終壓時，要注意關注壓力表數(shù)值，嚴禁壓力超過井壁強度驗算值。

4 結論

該壁間注漿方法可以在合適的時間內對雙層井壁段進行堵水、加固，既能減小對井壁的破壞，又能簡單、快速的完成注漿施工，是一種安全、高效地解決井壁涌水的方法。