注浆截流技术在涌水防治中的应用

王健翔

摘 要： 通过分析井筒水文地质情况，综合应用地面注浆和井筒壁后注浆技术措施，有效治理井筒涌水，实现井筒掘进期间打干井，快速施工的目的。

关键词： 注浆截流技术;涌水防治;应用

【中图分类号】P641.4 【文献标识码】B 【文章编号】1674-3733（2020）08-0234-01

1 引言

立井井筒的主要作用是连接地下巷道与地面，但是在井筒施工过程中经常会出现涌水现象，目前较常使用的治理涌水的办法为注浆法，此项技术已经比较成熟，可以形成堵水帷幕达到永久封堵的目的，所以此项技术也使用是最广泛的。

2 工程概况

安徽某矿区为低山丘陵地貌，地势南、北、东三面较高，中间及西部较平坦、开阔。区内构造发育，有多组褶皱和断裂构造。区内有碳酸盐类岩溶裂隙水，与周边矿山地下水水力联系十分密切。该区周边矿山因停产或关闭，停止井下排水，致使排水降落漏斗回缩是造成矿区涌水量增大的重要原因。该矿副井于 2018 年 4 月开始井筒掘砌，掘砌期间由于井筒涌水量较大，分别采用了工作面直接堵漏、壁后导水等治水措施，但效果不理想。在井筒装备拆除期间，已完成对标高-229 ～-495m 段的壁后注浆工作，效果较理想，但副井经持续强降雨后工程条件出现了重大变化，根据现场对比分析，150m3/h 的涌水量以井壁大面积渗水和井壁局部孔状喷水为主，且井筒实际涌水量随季节有一定的波动。

3 注浆截流技术概述

注浆截流技术是将浆液注入到不同的地层中，在浆液完全凝固后再进行接下来的施工，注浆可以进一步增强岩土层的稳定性，通过实践可以发现在使用注浆法后可确保岩土具有更好的稳定性，进而避免渗漏现象的出现。所以在了解完完成岩土施工整体流程后，必须对注浆法的含义进行深刻的了解，在此基础上合理的使用注浆法将浆液注入到不同的底层中，在设计浆孔时应根据地质条件的要求选用合理的注浆方式，这样可以使岩土工程更加科学合理。如果岩土工程处于地质条件相对复杂的区域，应充分的了解岩层的深度，并根据原土层的深度来设置浆孔，如在岩层处发现裂缝可以使用注浆法来封堵裂缝，提升封堵效果，以保证岩土施工的质量。此外，在进行岩土工程时，加固工序是非常重要的并可以直接影响到工程的施工质量与施工安全，所以相关的技术人员与相关的施工人员应对之前所使用的施工技术进行研究，使施工技术更加完善，积极合理的使用注浆法可以进一步确保岩土工程底层及灌注桩的稳定性并提升其稳定性与承载力。在利用抓筋技术是将浆液灌注到地基后可以进一步保证地基基础的稳定性，进一步提升岩土工程的整体效果。

4 注浆截流技术在治理井筒涌水中的应用

4.1 钻孔布置。

钻孔布置是充填式注浆法的重要操作手段，同时也是比较基础的内容，应坚持按照合理化的模式来操作。在注浆孔的操作过程中，需要在排距方面、孔距方面做出良好的探讨和分析，要求结合资料来进行确定，还必须联合现场试验结果来分析，这样才能在注浆孔的布置上，取得更加精确的结果。另一方面，有些地方在煤矿采空区治理工程方面，存在特殊情况，这就需要在注浆孔方面做出良好的调整。在大部分情况下，工程的帷幕孔操作，会受到煤矿采空区治理工程的较大影响，因此在灰岩顶板的稳定性方面要进行充分的利用，这样就能够促使浆液流动效率得到提升，在排距方面应控制在20m的标准，对于孔距而言，同样保持在20m的标准上。从这一点来看，钻孔布置工作必须按照精细化原则来开展。

4.2 钻孔深度及角度。

（1）钻孔深度。考虑到井筒壁后岩体结构松散的不利因素以及注浆目的，在对井壁接茬治理时钻孔深度取2.5m，井壁质量较差的情况下可根据现场情况适当调整钻孔开孔位置，并按照孔底落至接茬部位壁后附近为原则，确定钻孔深度。井壁中间的钻孔设计深度为 4m，施工中根据揭露情况以及注浆堵水需要，可适当延伸钻孔深度，以便取得更好的注浆治理效果。

（2）钻孔角度。接茬注浆孔钻孔顶角控制在30°，可根据实际开孔位置确定具体角度，壁内中间注浆孔为水平切向孔。

4.3 壁后注浆。

副立井井筒施工完成后，井壁上有较大出水点3处，位于井颈段井口往下14～46m范围内，出水点涌水量0.5～0.9m3/h。按照建设单位竣工验收要求，对井颈段分3段注浆，注浆孔分别位于井口往下45m、30m、15m处，并对5处出水点单独注浆。井筒壁后注浆采用上行式注浆方式，即采用从下往上分段打眼，分段注浆。施工设备安放在吊盘上，将吊盘下放至井筒注浆段最底端，采用钻机对垂直于井筒壁进行打眼，眼深为3m。将鱼鳞管插入眼中，然后开始注浆，当注浆压力升至设计终压且不再吸浆持续10min时，打开孔口管放浆阀，不漏水，本孔注浆完毕，再继续施工下一个注浆孔。当一段施工完毕后，将吊盘提起升至上一水平注浆段位开始打眼注浆。井壁5处明显出水点实施单独注浆，要求注浆直至出水点不再出水。

4.4 合理的选择施工材料。

在选择时材料时可以选用目前使用比较广泛的水泥浆与水玻璃双浆施工法，在此应注意水泥浆与水玻璃的比例，水泥浆以普通硅酸盐水泥为主，水玻璃的模数在 2.4～3.0 之间。在进行壁后注浆施工时可使用水泥单浆液。

4.5 加强制浆工艺的把控。

就煤矿采空区治理工程本身而言，对于充填式注浆法的应用，还需要在制浆工艺上做出有效的落实。根据以往采空区治理工程的经验和当地材料供应情况，通过配比试验，浆液为水泥粉煤灰浆，本次取水泥、粉煤灰浆液比为1：1.0 为主。注浆设备使用灰浆泵，采用浆液浓度先稀后稠的方法。灌浆开始时，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程中发生的各种现象，收集原始数据，并根据实际情况及时调整灌浆量和浆液浓度。

5 结语

综上，注浆法既可以作为截水预防措施，也可以作为堵水补救措施。将地面注浆与壁后注浆进行科学的结合可以起到更好的防水、隔水效果，并降低工程中的排水费用，有效的改善施工條件并可以进一步保证施工质量，确保施工安全。

参考文献

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[2] 王军.岩溶矿床帷幕注浆截流新技术[J].矿业研究与开发，2006（S1）：151-153.

[3] 朱明宝，牛光亮.垂向导水通道快速注浆截流堵水技术[J].建井技术，2018，39（05）：25-28.