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1、161 总回巷道砌碹注浆技术的综合应用作者：张成勇孙晋友宋丹纪峰 摘要：61 总回穿过灰岩含水层，断层裂隙发育，水力联系密切，施工后巷道四壁出现较大渗水现象。本文介绍了巷道加固技术及注浆技术的综合使用，使涌水量明显减少，提高了围岩的整体性和承载力，减少了矿井排水费用。 关键词：巷道砌碹注浆技术综合应用 0 引言 61 总回巷道施工过程中穿过含水层和导水断层，施工前进行了帷幕注浆，预注浆效果明显。完工后随着时间的延长，巷道涌水量增大，致使断层带顶板局部冒落，增加矿井排水费用。也在原有巷道基础上进行壁厚注浆，由于含水层暴露范围大，巷道四壁承压不足，效果不明显。为此，采用了采用了砌碹注浆技术的综合使
2、用，保证了巷道的完整性，起到永久性的堵水与加固作用，减少了矿井排水费用。 1 矿井概况 山东井亭实业公司年产设计能力为 21 万吨的生产矿井，地处滕州市柴胡店镇境内，位于官桥煤田上部。61 总回巷道长 120m，于 2008 年 3 月施工，6 月底完工。巷道设计断面为 2.22.2m2，锚喷支护，施工过程中穿过含水层三灰、五灰，中间揭露落差 4 米的导水断层，三者水力联系密切，揭露含水层段总长 40 米。由于含水层带含水丰富，涌水量大，最大至 180m3/h，施工前进行了帷幕注浆，预注浆效果明显，涌水量减小，水压降低。随着工程的延伸和时间的延长，巷道涌水量、水压增大，沿巷道四壁渗漏，涌水量增
3、加至 90m3/h。在原有巷道基础上进行壁厚注浆，由于含水层暴露范围大，巷道四壁承压不足，效果不明显。2009 年 7 月 10 日开始砌碹注浆，历时 4 个月，巷道渗水量为 15m3/h，达到了预期效果。 22 工程概况及水文地质条件 61 总回巷道长 120m，底部标高-82m，上部标高-38.3m，地面标高+43.4m，巷道净断面 4.84m2，倾角 20。 该巷道穿过富水性强的三灰、五灰含水层，且断层裂隙较为发育。其区域水文地质条件较为复杂，主要含水层有第四系下组砂砾层孔隙承压含水层；侏罗系砂砾层孔隙、裂隙、承压含水层；二叠系粗砂岩承压含水层；三灰、五灰等含水层，含水层在浅部，含水较为
4、丰富，并通过裂隙断层等发生水力联系。 三灰、五灰赋存及出水情况：三灰、五灰是本井田主要含水层之一，厚分别为6.0m、2.5m 左右，赋存较为稳定，二者间距 15m，产状 SE6512。根据巷道和钻孔漏水揭露情况，该含水层有断层构造影响裂隙发育，存在含水层裂隙水。61 总回巷道揭露三灰、五灰及导水断层，其出水点标高为-35m、-50m、41.0m，穿过三灰、五灰段 40m，在三灰和五灰之间巷道揭露一落差 4 米左右的导水正断层，致使三灰和五灰发生密切的水力联系，巷道总出水量为 90m3/h。 3 注浆堵水技术措施 首先对锚喷巷道进行砌碹支护，在此基础上对出水段进行封底和壁后注浆。 3.1 砌碹支
5、护 施工技术参数 施工总长度 40 米，施工后的巷道要求宽 1.8 米，高 2.0 米。 底板卧底后钢筋扎网混凝土浇灌，扎网规格为12 圆钢，100mm100mm。 砌碹结构分为二层，砌碹里层为编网扎筋并与底板钢筋扎网相连，形成一体，混凝土浇灌，厚度 100mm，水泥使用 425#,外层料石建墙，用工字钢立模板对巷道进行砌碹。砌碹料石之间用混凝土充填、捣实，砌碹体至少留出 100mm 的混凝土，碹3与碹之间用鼓板，料石规格：300mm250mm180mm，卧底、剥帮、挑顶不低于350mm，用风镐找到硬底、硬顶、硬帮为准。断层带用毛石充填，砌碹顶、底、帮要接实。 3.2 注浆技术方案 3.2.1
6、 注浆管路予埋设 在巷道砌碹的同时予埋设注浆管。在出水较大的五灰和断层带内分别埋设 1 路 4寸普通钢管，出水较集中的地段埋设 2 寸钢管，出水分散点埋设 1 寸钢管。 3.2.2 注浆的顺序和方式 从砌碹的上端开始，采用下行式注浆、同时检查注浆质量的方法，注浆后对小的漏水点采用重新造孔补注的方法处理，确保注浆的效果和质量。首先对三灰段出水点及整个底板进行封底注浆，其次对断层带出水点进行注浆，最后对五灰出水段进行注浆。 根据出水点的情况，在建墙砌碹期间，对出水集中的地点布设 2 寸注浆管，在出水较大的五灰和断层带布设 4 寸注浆管，在其它出水裂隙点布设 1 寸注浆管，并按照注浆孔间排距为 1.
7、5m1.5m，成三花眼布置。特别注意在每碹的间隙内要布设注浆管路。在下行检查补注钻孔应与上行注浆孔层位错开，从停注位置开始，按照间距 3m，每排打 3 个检查孔检查。 3.2.3 注浆材料及工具 注浆施工中所需材料及工具主要有水泥、水玻璃、风钻、注浆泵、注浆机、制浆桶、清水桶、水玻璃桶等。 水泥采用 425#普通硅酸盐水泥；水玻璃采用 38 玻美度，模数 n=3.2。注浆材料的水灰比为 0.750.51（水水泥），水泥浆与水玻璃体积比为 10.2511。 注浆管采用普通钢管，钢管的一端加工竹节形式，另一端车丝扣与球阀连接，在安装时先将注浆孔清洗干净，然后在注浆管上缠上麻皮子打入注浆孔内。 43
8、.2.4 浆液类型 浆液类型：单液浆和双液浆。浆液配比见下表： 3.2.5 注浆工艺流程进行注浆时，将同一圈内的注浆插管均插入注浆孔（管）内，装上注浆阀门、连接好管路，然后开泵作清水压力试验。根据漏浆和孔口跑浆情况、进浆受注范围、浆液浓度及凝胶时间确定注浆压力。根据压水试验情况确定浆液的配比和注浆压力，由进浆情况决定注浆量和注浆时间，直达到设计的注浆终压。终压终量达到后，关闭注浆孔口的进浆阀，开启注浆孔口的放压阀，然后将注浆泵的吸浆笼头放在清水桶内，开泵清洗管路，为下一孔注浆作好准备。 3.2.6 注浆参数 注浆参数：注浆孔深、注浆终亚、浆液扩散半径、注浆孔间排距。注浆孔深：深孔为 3m，潜孔
9、为 1m。注浆终压为 2.0Mpa。浆液扩散半径为 1.5m。注浆孔间排距为 1.5m1.5m，成三花眼布置。 3.2.7 注浆中出现问题的处理 跑浆漏浆的处理：发现有跑浆的地方，可用铁、木楔、棉纱堵，或用干水泥调水玻璃成糊状，立即按堵。也可以用间歇注浆法，必要时可注数分钟双液浆。采用间隔式、间断式、点停式顶水浓浆及添加速凝剂封堵。如果在注浆时进浆量较大，压力很长时间不上升，则改用更高一级浓度的浆液或间歇注浆，以免浆液跑的太远。如果某孔一开始注浆压力上升很快，进浆量又很少。应立即用清水扫孔，再改用更稀一级的浆液。 单孔注浆结束后，要等 10 分钟才能卸下孔口阀门，注浆全部结束后，用钢锯把全部外
10、露的孔口管锯掉。 每孔注浆渐进式完成，第一次注浆压力达到 1Mp 时，稍停，待压力稳定后进行第5二次注浆，二次注浆压力终孔达到 2Mp 时停止，关闭孔口阀，冲洗注浆管路。 注浆时，根据现场情况，及时调整浆液浓度，一般由稀到浓逐步进行。 在不跑浆的情况下，尽量采用单液浆封堵，如确实跑浆严重则采用双液浆（注浆接顶时必须采用双液浆），以确保墙体质量。 注浆时，人员不要在注浆管路附近停留，以防注浆管路压力过大破裂伤人。 尽量在管路无浆液的情况下拆洗管路；在有浆液情况下拆洗管路时应用胶皮盖住接头，以防喷浆伤人。 对断层裂隙充填段注浆终孔压力不得低于 2.0Mp，防止岩体裂隙沟通导水。 3.2.8 补注钻
11、孔钻进施工 风钻型号为 YT-24 型气腿式凿岩机，选用 42mm“一”型钻头，钻孔打好后，用麻皮子缠上竹节管打入注浆孔内，并安上打开的球阀。打钻孔时必须垂直巷道四壁，做到圆、平、直，以便于注浆管的安装。在施工要仔细注浆孔的深度，如发现四壁不密实或撞到钢筋网，应停止钻进，重新布孔。其补孔工艺流程为定位打眼安装孔口管注浆稳压卸掉球阀封孔。 壁后注浆以双液浆为主，单液浆为辅，遵循：单液稀浆单液稠浆双液浆封孔的原则。 4 监督检查及效果评价 4.1 监督检查从材料进场道注浆结束，建设单位严格管理，包括剥帮、挑顶、卧底、扎网、浇灌、支模板、密实、砌碹、注浆管路的埋设、材料检查、施工配合比、水泥浆的搅拌时间、注浆过程等，质量员现场监理巡查，严格按照设计和规范要求执行。4.2 效果评价砌碹注浆前巷道涌水量 90m3/h，注浆后涌水量 15m3/h，每年可减少井下排水费用 64.8 万元。 65 结论 61 总回巷道砌碹注浆技术的综合使用改变了富含水层地段及断层带出水的压力状态，增加了断层带处巷道的抗张、抗压强度，提高了巷道与围岩的整体性和内在抗力，有效地预防了注浆后因断层带大面积受压而破裂，解决了动水压大、含水层厚、多次注浆压破壁的技术难题保证了壁后封水注浆的效果，不但减少了矿井排水量，保持了巷道的完整性，而且每年可减少井下排水费用 64.8 万元，取得了显著的技术经济效益。
