渐进法注浆封水技术在含水砂砾层中的应用

贾建文

(西山煤电集团公司东曲矿,山西省古交市,030200)

渐进法注浆封水技术在含水砂砾层中的应用

贾建文

(西山煤电集团公司东曲矿,山西省古交市,030200)

古交电厂燃料运输工程主要有主斜井、煤仓、燃料运输通道、水仓及泵房的施工。主斜井斜长615.6 m,倾角16°,主斜井施工有部分区段要通过含水层。介绍了通过含水层所采用的渐进法超前预注浆技术施工工艺。

斜井施工 含水砂砾层 渐进法 工作面预注浆

古交电厂燃料运输工程是古交电厂的主要配套工程,主要有主斜井、煤仓、燃料运输通道、水仓及泵房等设施组成。其中主斜井斜长615.6 m,倾角16°,由地表开口施工,下行掘进,进入煤系地层后落平。井筒表土段上部为明槽开挖混凝土砌碹支护,下部为暗槽掘进混凝土砌碹支护,进入基岩后为锚喷支护,井筒断面形状为半圆拱形断面。

1 施工存在问题

主斜井所穿越的地表层被第四系表土、砂和卵石层覆盖,该层为第四系主要含水层。从揭露的地层看,自地表以下3.2 m为回填土,土质极不稳定。回填土以下为第四系表土、砂、砾石互层且含水极为丰富;区内地层与古河床相沟通,导水、补水性能好,平均涌水量达230 m3/h。并且该段地表受住宅楼制约,无法全部采取明槽开挖施工。在明槽开挖45 m后,剩余54 m地表层区段需采用暗槽施工,但在暗槽施工中采用普通法超前预注浆技术,因含水砂砾层中含砂量大,注浆孔“塌孔”现象严重,注浆扩散效果差,又因涌水量大,极易出现涌砂、冒顶现象,以至普通法超前预注浆技术无法应用。

2 施工技术的确定

2.1 渐进法预注浆技术的应用

在地表层暗槽施工段,由于地质条件的特殊,无法采用普通法超前预注浆技术,为此,经研究攻关,决定采用特殊的超前预注浆技术即渐进法超前预注浆技术进行施工。

渐进法超前预注浆是在工作面前砌筑一道1.0 m厚的止浆墙,在墙中按设计好的位置预埋3英寸注浆套管,如图1所示。先将注浆管直接对接在3英寸注浆套管上进行注浆。在高压的作用下,浆液扩散,将止浆墙前方800 mm范围(经实测扩散半径仅为800 mm)内的砂砾层封水加固。然后在3英寸套管中穿入钻杆打钻,打钻深度为800 mm(以穿透注浆层为准),成孔后将注浆管再对接在3英寸注浆套管上进行注浆。这样在高压的作用下,浆液又向前扩散,将前方又800 mm范围内的砂砾层封水加固。如此渐进地进行注浆,以达到超前预注浆的效果,如图2所示。待预注浆区段达到30 m后,开启止浆墙,在注浆形成的帷幕下向前掘进,掘进成巷25 m后即停止掘进,再按上述渐进法进行超前预注浆,以安全、快速地穿越此段含水砂砾层。

2.2 壁后注浆技术的应用

为了对明槽混凝土砌碹支护段及渐进法预注浆后暗槽混凝土砌碹支护段的井筒壁进行封水加固,采用壁后注浆技术。注浆孔沿井筒四周布置,间排距3.0 m×3.0m,注浆孔深度以穿透井壁进入壁后500 mm为准,见图3。

注浆孔用取芯钻垂直井壁开孔,用ø40 mm无缝钢管加工成长1.0 m的注浆花管,用ø50 mm厚壁管加工成连接套连接,花管孔径10 mm,间距200 mm,五花型布置。花管外端加工成外丝扣,以便注浆管与混合器连接。采用壁后注浆后,使得井筒壁四周的淋水得到封堵,且对井壁进行了加固,有效保证了主斜井的支护强度。

图3 壁后注浆孔布置断面及剖面图

3 注浆材料

注浆材料选用单液水泥浆、水泥～水玻璃双液浆,水泥选用P.032.5普通硅酸盐水泥,水灰比为2∶1～0.6∶1,水泥浆配比种类见表1。水玻璃选用液体硅酸钠型,浓度为35～40波美度,模数2.3～2.8。水泥浆与水玻璃的配合比按1∶1进行。

表1 水泥浆配比表

4 注浆效果

通过采用渐进法超前预注浆技术,起到了加固地层并达到了封水的目的,井筒涌水量控制在10 m3/h以下,并解决了普通法超前预注浆技术所不能克服的塌孔、涌砂和扩散效果差等技术难题,为井筒施工安全有效地穿越含水砂砾层提供了科学可行的技术支持。又通过采用壁后注浆技术,起到了井壁补强及封堵淋水的效果,为“渐进法”超前预注浆技术起到了必要的补充作用。

[1] 张有,欧阳永龙.浅议岩土注浆加固技术的发展与应用[J].中国矿业,2005(6)

[2] 陈振秀,张腾蔚,张金根.钢化管压力注浆技术及其应用[J].广东公路交通,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

贾建文(1970-),山西汾阳人,大学本科,就职于山西焦煤西山煤电集团公司,工程师。

(责任编辑 张毅玲)