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摘要：唐家会煤矿风井井筒穿过表土段砾石层时，涌水量较大
（实测最大涌水量为27.8m3/h），施工中采取了“疏、截、排、导”等措施，但涌水还是给施工带来了非常大的影响，且增加了排水费用。针对这种情况，我们采取壁后注浆技术以达到治水效果。从注浆方案的选择，注浆材料的配比，注浆工艺等方面进行分析，通过研究制定正确的方案，从而达到良好的效果。
关键词：井筒 注浆技术 治水效果
0 引言
唐家会煤矿回风立井井筒，净直径7.6m，井深525.8m，其中第四系松散层厚度39.6m，风化带厚度约30m，基岩段厚度456.2m。表土段井壁支护结构为双层钢筋砼支护，支护厚度为650mm，其标号为C30。井筒表土段施工至42.6m时该段含水层已穿过5.1m，此时涌水量已达到27.8m3/h，在施工中为减小涌水对井壁砼的影响我们采取了“疏、截、排、导”的综合防水措施，但由于涌水较大，已严重影响了施工进度，恶化了施工环境，增加了排水费用。
该段含水层赋存较浅且主要涌水来源是含砂砾石层，实际揭露的含砂砾石层涌水较集中，单孔涌水量最大可达到10m3/h左右，在施工过程中对含水层位做了详细的记录，以后注浆可“有的放矢”。成井后的井壁出水点主要集中在接茬处，井筒掘砌效果不太理想，通过研究决定通过壁后注浆封水的方式对该段含水层进行处理。
1 注浆方案
选择科学合理的注浆方案，通常情况下会对注浆工期、材料消耗、注浆效果和费用等产生直接影响。通过研究分析水文地质条件和井筒漏水特点，该段含水层确定一个注浆段高，为防止水上下乱窜，先对含水层顶底封好，然后突出重点注中间，采用单排布孔，即在接茬处向下200mm位置均匀布孔，对出水点增设孔。
在施工过程中，采用ZTGZ60/210型双液调速高压注浆泵进行注浆，同时浆液通过自制搅拌机进行搅拌。
本次注浆选用新鲜425#普通硅酸盐水泥，模数2.7～3.5Be水玻璃，以及浓度37～45Be的中性水玻璃，进行水泥-水玻璃双液注浆。在注浆过程中，按水泥重量，掺入15%～20%的BR-A型防水剂，利用BR-A型防水剂进行补强和堵漏，进而在一定程度上提高了注浆液凝固后的密实度。水泥和水玻璃配比如表1所示：
表1 水泥水玻璃配比表
■
为了确保注浆质量，注浆时，配制浆液严格遵守配比要求，利用浓度计对水玻璃浆液进行检测，如果发现水泥变质或标号低，需要立即更换水泥。在浓度方面，注浆水玻璃为25～30Be，堵漏水玻璃为30～35Be。
2 注浆工艺
2.1 布孔
采用单排布孔，即在接茬处向下200mm位置均匀布孔，初步定为每圈8个孔，另根据施工中对含水层位的记录，在含水层位及出水孔方位增设孔。为避免注浆压力瞬间全部作用于井壁上，注浆孔深度定为2.0m。
2.2 预埋注浆管
注浆管为无缝钢管，一端车鱼鳞扣，规格Ф42mm×6mm×600mm，借助打管器利用风钻将其打入孔内，外留30mm长丝扣安设球阀。
2.3 注浆工艺流程
①打好钻孔后，埋置注浆管，同时安装阀门，将注浆管路连接好。在清水桶内放置2个吸浆笼头，进行清水压力试验，以此为依据，确定注浆压力、观察井壁跑漏浆情况及注浆范围。
②在水泥浆桶内放置两个吸浆笼头，进行开泵注浆，注浆过程中以单液浆为主，根据压力试验情况确定浆液配比和注浆压力。注浆量和注浆时间由进浆情况来决定，当压力接近注浆设计终压时，将其中一个吸浆笼头放入清水桶中，冲洗管路，洗好后将其放入水玻璃桶内，采用双液浆封孔。
③达到终压、终量后，关闭注浆孔口的进浆球阀，打开泄压阀，用清水清洗注浆泵和注浆管路。
2.4 注浆参数的确定
2.4.1 浆液扩散范围
浆液扩散范围随着含水层渗透系数、浆液浓度、注浆压力、注入时间及浆液胶凝时间的变化发生变化。浆液在裂隙中，实际扩散是不规则的，本次壁后注浆对浆液扩散范围不做规定，只要注浆终压达到设计压力和吸浆量达到要求即可结束单孔注浆。
2.4.2 注浆压力
注浆压力作为一种能量，使浆液扩散、充塞和压实。注浆压力的大小决定于注浆孔裂隙的发育程度和静水压大小，同时考虑井壁质量及其抗压强度，计算公式如下：
①按经验公式确定
Pa=Po+（0.3～0.5）
Pb=Po+（0.5～0.8）
Pc=Po+（0.8～1.3）
式中Po、Pa、Pb、Pc分别为：注浆段静水压为0.2～0.4Mpa、注浆开始、正常、终了压力。
②按井壁强度计算
P=■>Pc
式中P、Pc、E、б0、б、n、R0、分别为：注浆部位井壁承受压力、注浆终压、壁厚度，取0.65m、井壁材料允许抗压强度，б0=б/n、井壁材料极限抗压强度，取30Mpa、安全系数，取1.65、井筒净半径，取3.8m。
由此算得Pc<2.46MPa，在注浆过程中，有时瞬间压力大于2.5MPa，井壁也未出现裂缝。
2.4.3 注入量
该井筒注浆部位为第四系（Q）松散层潜水含水层，局部砂砾石层是构成松散层潜水的主要含水层，含水层富水性弱，局部富水性较强。
2.5 注浆结束标准
当注浆孔达到设计的终压，满足注入量，不再进浆或进浆量很少时，持续15～20min，该孔注浆即可结束。注浆后，经检查无出水眼，无明显淋水，本次注浆即可结束。
2.6 注浆中出现的问题及处理
①漏浆孔较大时用道钉或木楔配合棉纱和破被套将其封堵。
②封堵后如果仍然漏浆，采用双液浆间歇注浆来封堵，封堵后要清洗管路，以防浆液凝固造成堵管。
3 封水效果
通常情况下，通过注浆前后水量直接对比和超声波检测效果的方式对注浆封水效果进行衡量。
3.1 注浆量前后涌水量对比
在涌水量方面，注浆前Q1=27.8m3/h，注浆后Q2=
0.2m3/h，那么封水效果为：
Kf=■=■×100%=99.28%
3.2 超声波检测注浆效果
对注浆效果通过超声波进行检测可达95%以上。
4 结语
综上所述，此次注浆效果达95%以上。自注浆以来，井壁涌水基本治理好，取得了良好的效果。
参考文献：
[1]容步向.浅析注浆技术实践应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（08）.
[2]全吉华.矿井巷道支护加固中注浆技术的应用[J].价值工程，2011（32）.
[3]马万祥，刘晓平，马永生.煤矿过断层巷道化学预注浆加固设计与实践[J].现代商贸工业，2010（11）.
（实测最大涌水量为27.8m3/h），施工中采取了“疏、截、排、导”等措施，但涌水还是给施工带来了非常大的影响，且增加了排水费用。针对这种情况，我们采取壁后注浆技术以达到治水效果。从注浆方案的选择，注浆材料的配比，注浆工艺等方面进行分析，通过研究制定正确的方案，从而达到良好的效果。
关键词：井筒 注浆技术 治水效果
0 引言
唐家会煤矿回风立井井筒，净直径7.6m，井深525.8m，其中第四系松散层厚度39.6m，风化带厚度约30m，基岩段厚度456.2m。表土段井壁支护结构为双层钢筋砼支护，支护厚度为650mm，其标号为C30。井筒表土段施工至42.6m时该段含水层已穿过5.1m，此时涌水量已达到27.8m3/h，在施工中为减小涌水对井壁砼的影响我们采取了“疏、截、排、导”的综合防水措施，但由于涌水较大，已严重影响了施工进度，恶化了施工环境，增加了排水费用。
该段含水层赋存较浅且主要涌水来源是含砂砾石层，实际揭露的含砂砾石层涌水较集中，单孔涌水量最大可达到10m3/h左右，在施工过程中对含水层位做了详细的记录，以后注浆可“有的放矢”。成井后的井壁出水点主要集中在接茬处，井筒掘砌效果不太理想，通过研究决定通过壁后注浆封水的方式对该段含水层进行处理。
1 注浆方案
选择科学合理的注浆方案，通常情况下会对注浆工期、材料消耗、注浆效果和费用等产生直接影响。通过研究分析水文地质条件和井筒漏水特点，该段含水层确定一个注浆段高，为防止水上下乱窜，先对含水层顶底封好，然后突出重点注中间，采用单排布孔，即在接茬处向下200mm位置均匀布孔，对出水点增设孔。
在施工过程中，采用ZTGZ60/210型双液调速高压注浆泵进行注浆，同时浆液通过自制搅拌机进行搅拌。
本次注浆选用新鲜425#普通硅酸盐水泥，模数2.7～3.5Be水玻璃，以及浓度37～45Be的中性水玻璃，进行水泥-水玻璃双液注浆。在注浆过程中，按水泥重量，掺入15%～20%的BR-A型防水剂，利用BR-A型防水剂进行补强和堵漏，进而在一定程度上提高了注浆液凝固后的密实度。水泥和水玻璃配比如表1所示：
表1 水泥水玻璃配比表
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为了确保注浆质量，注浆时，配制浆液严格遵守配比要求，利用浓度计对水玻璃浆液进行检测，如果发现水泥变质或标号低，需要立即更换水泥。在浓度方面，注浆水玻璃为25～30Be，堵漏水玻璃为30～35Be。
2 注浆工艺
2.1 布孔
采用单排布孔，即在接茬处向下200mm位置均匀布孔，初步定为每圈8个孔，另根据施工中对含水层位的记录，在含水层位及出水孔方位增设孔。为避免注浆压力瞬间全部作用于井壁上，注浆孔深度定为2.0m。
2.2 预埋注浆管
注浆管为无缝钢管，一端车鱼鳞扣，规格Ф42mm×6mm×600mm，借助打管器利用风钻将其打入孔内，外留30mm长丝扣安设球阀。
2.3 注浆工艺流程
①打好钻孔后，埋置注浆管，同时安装阀门，将注浆管路连接好。在清水桶内放置2个吸浆笼头，进行清水压力试验，以此为依据，确定注浆压力、观察井壁跑漏浆情况及注浆范围。
②在水泥浆桶内放置两个吸浆笼头，进行开泵注浆，注浆过程中以单液浆为主，根据压力试验情况确定浆液配比和注浆压力。注浆量和注浆时间由进浆情况来决定，当压力接近注浆设计终压时，将其中一个吸浆笼头放入清水桶中，冲洗管路，洗好后将其放入水玻璃桶内，采用双液浆封孔。
③达到终压、终量后，关闭注浆孔口的进浆球阀，打开泄压阀，用清水清洗注浆泵和注浆管路。
2.4 注浆参数的确定
2.4.1 浆液扩散范围
浆液扩散范围随着含水层渗透系数、浆液浓度、注浆压力、注入时间及浆液胶凝时间的变化发生变化。浆液在裂隙中，实际扩散是不规则的，本次壁后注浆对浆液扩散范围不做规定，只要注浆终压达到设计压力和吸浆量达到要求即可结束单孔注浆。
2.4.2 注浆压力
注浆压力作为一种能量，使浆液扩散、充塞和压实。注浆压力的大小决定于注浆孔裂隙的发育程度和静水压大小，同时考虑井壁质量及其抗压强度，计算公式如下：
①按经验公式确定
Pa=Po+（0.3～0.5）
Pb=Po+（0.5～0.8）
Pc=Po+（0.8～1.3）
式中Po、Pa、Pb、Pc分别为：注浆段静水压为0.2～0.4Mpa、注浆开始、正常、终了压力。
②按井壁强度计算
P=■>Pc
式中P、Pc、E、б0、б、n、R0、分别为：注浆部位井壁承受压力、注浆终压、壁厚度，取0.65m、井壁材料允许抗压强度，б0=б/n、井壁材料极限抗压强度，取30Mpa、安全系数，取1.65、井筒净半径，取3.8m。
由此算得Pc<2.46MPa，在注浆过程中，有时瞬间压力大于2.5MPa，井壁也未出现裂缝。
2.4.3 注入量
该井筒注浆部位为第四系（Q）松散层潜水含水层，局部砂砾石层是构成松散层潜水的主要含水层，含水层富水性弱，局部富水性较强。
2.5 注浆结束标准
当注浆孔达到设计的终压，满足注入量，不再进浆或进浆量很少时，持续15～20min，该孔注浆即可结束。注浆后，经检查无出水眼，无明显淋水，本次注浆即可结束。
2.6 注浆中出现的问题及处理
①漏浆孔较大时用道钉或木楔配合棉纱和破被套将其封堵。
②封堵后如果仍然漏浆，采用双液浆间歇注浆来封堵，封堵后要清洗管路，以防浆液凝固造成堵管。
3 封水效果
通常情况下，通过注浆前后水量直接对比和超声波检测效果的方式对注浆封水效果进行衡量。
3.1 注浆量前后涌水量对比
在涌水量方面，注浆前Q1=27.8m3/h，注浆后Q2=
0.2m3/h，那么封水效果为：
Kf=■=■×100%=99.28%
3.2 超声波检测注浆效果
对注浆效果通过超声波进行检测可达95%以上。
4 结语
综上所述，此次注浆效果达95%以上。自注浆以来，井壁涌水基本治理好，取得了良好的效果。
参考文献：
[1]容步向.浅析注浆技术实践应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（08）.
[2]全吉华.矿井巷道支护加固中注浆技术的应用[J].价值工程，2011（32）.
[3]马万祥，刘晓平，马永生.煤矿过断层巷道化学预注浆加固设计与实践[J].现代商贸工业，2010（11）.