井筒施工中壁后注浆技术的应用

井筒施工中壁后注浆技术的应用

摘要 本文结合南京石膏矿主井井筒施工中壁后注浆防治水技术应用实践，介绍了实施壁后注浆的施工方案、方法及施工工艺，并对该技术在应用中的控制要点进行了探讨。 关键词 井筒施工；壁后注浆；控制要点

中图分类号td745 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）56-0140-02

南京市石膏矿主井井深设计560.5m，井筒净直径6.5m，素砼井壁结构，井壁厚度400mm，设计标号为c20。掘砌到213m处放炮后出水，涌水量为70m3/h。出水后掘砌工作不能正常进行，现场对210m~270m段采用工作面预注浆。工作面预注浆后，上部成井段井壁涌水量约20m3/h为保证井筒顺利掘进和工程质量，决定对已成井井壁采取壁后注浆堵封水。 1 地质构造及岩层水文地质特征 1.1 地质构造

主井井口位于灯盏山主峰西稍偏南，地表出露岩层为侏罗系中下统象山群（j1-2）石英细砂岩、粗砂岩、砾岩。据主井检查孔，北有f15断裂，南有f18断裂。钻孔揭露岩性，地质构造上为周冲-桦墅向斜北翼岩层，岩层倾向170°~200°，倾角56°~30°。 1.2 岩层及富水性特征

1）0m~62m，侏罗系中下统象山群（j1-2），石英细砂岩，粗砂岩，

含砾粗砂岩，砾岩。与下伏层呈断裂接触，受断裂构造影响，岩石极破碎。该层裸露地表，直接接受大气降水补给地下水，地表水静水位位于井深49.5m处；

2）62m~213m，层段厚为151m，主要为中三叠系上部夹杂碎屑岩类，主要以红色粉砂岩为主，局部为细砂岩、角砾岩。检查孔鉴定描述174.54m深度，上下层面为裂隙接触。并在80.89m~83.76m三处钻孔漏水明显，可能存在砂岩裂隙含水岩体。 2 注浆方案及注浆孔布置

根据对现在已成井井壁现场实际查看，井壁出水点从59m~202m共有明显出水点10段。出水量约20m3/h。出水特点为：主要是井壁接茬口出水；个别地点由浇注混凝土前出水不明显没有导水，而出现的孔隙渗透水。

注浆采用上行式注浆，下行式检查注浆质量，必要时进行扫孔复注、加孔补注，以确保注浆质量。

注浆段高为59m~202m，每处出水段为一个注浆水平，每个水平根据井壁出水情况吧、分别采用不同的布孔形式。集中出水点（水眼而不是蜂窝）对点顶水布孔；施工缝、收缩逢、蜂窝等井壁强度薄弱漏水处在其下0.5m~1.0m或1m以上布孔布孔，孔距1m~2m；当有成片漏水、渗水时，均匀密布孔，孔距0.5m~1.5m，三花或五花排列；含水层上、下界面处各增加一排孔，每排5个孔。布孔以浆液有效扩散交圈且导出水或找到水源为原则，否则为废孔。同时布孔

时应注意：

1）注浆孔必须在井壁完好无缺的地方，遇有井壁薄弱或重新处理过的地方应避开60公分以上的距离布孔；

2）遇井壁接茬或裂缝，可在避开其60公分处布孔； 3）下行检查补注钻孔要与上行注浆孔孔位错开。 3 注浆压力的选择

选择注浆压力是注浆工作的关键问题，注浆压力大小主要取决于注浆孔静水压大小，但考虑到岩层的裂隙发育程度及井壁抗压强度，根据经验和安全要求，注浆压力保持能注进浆液而不破坏井壁为准，注浆终压以2mpa~2.5mpa为宜，压力不能太大。 4 浆液类型及浆液配比 4.1 浆液类型

采用水泥浆和水玻璃浆，以水泥浆为主。 4.2 浆液材料

采用p.042.5级普通硅酸盐水泥，模数为2.4~2.8，波美度40be’的中性水玻璃。根据注浆情况，浆液中加入15%~20%的br-c型防水剂。

水泥浆：一般用稀浆液，水灰比为2:1~1:1，首先采用2:1浆液，20min压力不升时，再逐级加浓，最后用浓浆封孔。cs浆：水泥浆为1:1浆液，水玻璃为35~40be′，c:s=1:（0.3~0.4）；当封堵跑浆时，水泥浆为0.75:1，水玻璃为38~42 be′，c∶s=1:（0.6~0.8）。

注浆量：不限制，根据压力波动情况，调整浓度，直至达到终压。 5 注浆机具选型及工艺流程

本次壁后注浆采用7655型风钻打眼，葫芦岛2tgz型注浆机注浆。利用现有双层吊盘的下层盘做工作盘，安设注浆泵、制浆桶、水玻璃桶、清水桶、输浆管路等注浆设施。采用地面供水、供风，水泥、水玻璃用吊桶下至吊盘备用，随用随下。在吊盘上按所须配比配浆，用多少配多少。每次注完浆后及时用清水清洗注浆泵、注浆管路、配浆桶等注浆设施。 图1 工艺流程图 6 扩散半径及注浆量

根据注浆终压估算，浆液扩散半径为2m、。根据壁后注浆量公式：q=a*v*n

q：每处出水段的注浆量m3； a：浆液损失系数，取1.4； n：出水段孔隙率，取0.03。

计算得每处出水段注浆量为10.64m3，按1/3双液浆估算水玻璃每处出水段消耗为1.77m3。10段注浆量为106.4m3，10段水玻璃消耗为17.7m。

7 注浆施工中的控制要点

1）按先单液浆、后双液浆规定的注浆工艺流程和注浆参数进行注浆；

2）壁后注浆的施工顺序应根据含水层的厚度分段进行，对漏水段较长的井筒，应由下而上逐段进行；

3）注浆孔的数量根据堵水需要确定，各注浆孔的有效扩散半径应相交，注浆孔一般应错开排列，均匀布置；

4）壁后注浆的压力宜比静水压大0.5mpa~1.5mpa，在岩石裂隙中的注浆压力可适当提高；

5）无论注单孔、注排孔，均需密切观测井壁及附近排孔出浆情况，以便随时调整注浆方法。如注单液，产压时改双液。附近出浆裂隙，随时用铁楔、木楔、碎布封堵；

6）根据井筒素描针对不同岩性、岩层产状确定不同的注浆孔角度、深度；

7）对注浆情况要做好原始记录，注浆施工中随时观察井壁有无漏浆位置、有无井壁开裂现象，发现问题及时处理；

8）注浆结束标准：当达到终压时，即单孔注浆结束。当孔附近井壁无出水点时，即群孔注浆结束。当井筒涌水量小于设计要求时全井注浆结束。 8 结论

壁后注浆堵水后，井筒内的涌水量降至3m3/h以下。实践证明，井筒壁后注浆是一种有效的防治水方法，采用壁后注浆可以有效的将地下含水层的涌水封堵于壁后，同时还起到加固井壁的作用。 参考文献

[1]江苏省南京市石膏矿新建提升井jz01检查钻孔施工报告[r].江苏省有色金属华东地质勘查局八一0队，2008.

[2]江苏省南京市石膏矿新建提升井jz01检查钻孔抽水试验综合成果[r].江苏省有色金属华东地质勘查局八一0队，2008. [3]国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[m].北京：煤炭工业出版社，2009.

[4]赵新民，周峰.壁后注浆在麟北矿区立井井筒施工中的应用[j].陕西煤炭，2010(5)：91-93.

[5]陈兆凤，黄坤升，骆志兵.崔木煤矿立井井筒松散砾岩含水层段壁后注浆技术[j].建井技术，2009，30(2)：7-9.