水災(zāi)防治(第9章)

1、第九章第九章立井井壁壁后注漿立井井壁壁后注漿 第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 在井筒施工過(guò)程中或施工后，由于筑砌好的井壁漏水在井筒施工過(guò)程中或施工后，由于筑砌好的井壁漏水較大，施工困難或不符合驗(yàn)收規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求而進(jìn)行較大，施工困難或不符合驗(yàn)收規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求而進(jìn)行的注漿堵水和井壁加固工作。其實(shí)質(zhì)就是將配制好的漿液的注漿堵水和井壁加固工作。其實(shí)質(zhì)就是將配制好的漿液從地面利用注漿泵、注漿管路引至井筒中并注入井壁及壁從地面利用注漿泵、注漿管路引至井筒中并注入井壁及壁后空間，充填裂縫，以封堵由含水層經(jīng)井壁不完整處滲透后空間，充填裂縫，以封堵由含水層經(jīng)井壁不完整處滲透出來(lái)的涌水及加固井壁。出來(lái)的涌水及加

2、固井壁。立井立井井壁井壁壁后壁后注漿注漿井筒穿越裂隙含水層段、不穩(wěn)定松散層段、流沙層段、井筒穿越裂隙含水層段、不穩(wěn)定松散層段、流沙層段、礫石層段，封閉井壁淋水；礫石層段，封閉井壁淋水；井壁有集中涌水點(diǎn)，涌水較大；井壁有集中涌水點(diǎn)，涌水較大；復(fù)合井壁夾層需要注漿加固；復(fù)合井壁夾層需要注漿加固；鉆井井壁需要壁后充填；鉆井井壁需要壁后充填；井壁破碎并有淋水需要注漿加固；井壁破碎并有淋水需要注漿加固；立井井壁塌落片幫形成壁后空洞，需要壁后注漿充填等。立井井壁塌落片幫形成壁后空洞，需要壁后注漿充填等。適用條件：適用條件：注漿程序：注漿程序：v 壁內(nèi)注漿：壁內(nèi)注漿： 漿液沿輸漿管路，通過(guò)注漿管，把漿液注入

3、到井壁裂縫及夾層中，并漿液沿輸漿管路，通過(guò)注漿管，把漿液注入到井壁裂縫及夾層中，并擴(kuò)散一定距離凝膠而達(dá)到堵水效果。適用復(fù)合井壁以及井壁后流砂軟擴(kuò)散一定距離凝膠而達(dá)到堵水效果。適用復(fù)合井壁以及井壁后流砂軟弱層部位。如果注漿孔穿過(guò)井壁有可能發(fā)生跑砂涌水事故，壁內(nèi)注漿弱層部位。如果注漿孔穿過(guò)井壁有可能發(fā)生跑砂涌水事故，壁內(nèi)注漿孔的深度要小于井壁厚度?？椎纳疃纫∮诰诤穸取 壁后注漿：壁后注漿： 鉆孔打過(guò)井壁，向壁后注入漿液，漿液在壁后巖層中較大范圍擴(kuò)散，鉆孔打過(guò)井壁，向壁后注入漿液，漿液在壁后巖層中較大范圍擴(kuò)散，堵塞涌水通道，封堵井壁淋水和加固壁后空間。堵塞涌水通道，封堵井壁淋水和加固壁后空間。

4、 特點(diǎn)：特點(diǎn)：使用鑿巖機(jī)打眼，孔徑小、鉆孔淺、注漿壓力低，具有施工簡(jiǎn)使用鑿巖機(jī)打眼，孔徑小、鉆孔淺、注漿壓力低，具有施工簡(jiǎn)便、占用設(shè)備少、施工速度快，注漿效果好，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。便、占用設(shè)備少、施工速度快，注漿效果好，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。注漿分類：注漿分類：導(dǎo)導(dǎo)水水修復(fù)修復(fù)井壁井壁注漿充填注漿充填壁后空間壁后空間加固加固井壁井壁封堵封堵涌水涌水第二節(jié)第二節(jié)普通混凝土井壁壁后注漿普通混凝土井壁壁后注漿一、壁后注漿方案一、壁后注漿方案（一）注漿分段的劃分（一）注漿分段的劃分1. 分段下行、段內(nèi)上分段下行、段內(nèi)上行式：行式：2. 以壁座之間為一段，以壁座之間為一段，由下向上注漿由下向上注漿3. 以含水層

5、厚度為注以含水層厚度為注漿分段漿分段圖圖9-1立井壁后注漿分段示意圖立井壁后注漿分段示意圖（二）注漿孔布置（二）注漿孔布置在計(jì)算注漿孔距時(shí)經(jīng)常依圖在計(jì)算注漿孔距時(shí)經(jīng)常依圖9-3所示。所示。圖圖9-3注漿孔孔距計(jì)算示意圖注漿孔孔距計(jì)算示意圖D擴(kuò)散直徑，擴(kuò)散直徑，m；Rp擴(kuò)散半徑，擴(kuò)散半徑，m；T充塞厚度，充塞厚度，m。合理孔距約為合理孔距約為1.73Rp。料石井壁孔橫距料石井壁孔橫距23m，縱孔距，縱孔距34m，等距均勻布置。等距均勻布置。2222dTD( )( )()222PR+=（三）注漿管與注漿管路（三）注漿管與注漿管路1注漿管注漿管 采用采用25.4mm25.4mm鋼管作為注漿管，長(zhǎng)度視

6、井壁厚度及深鋼管作為注漿管，長(zhǎng)度視井壁厚度及深入含水巖層深度而定，但外端要帶入含水巖層深度而定，但外端要帶303050mm50mm長(zhǎng)絲扣。長(zhǎng)絲扣。2注漿管路注漿管路 注漿管路是連接注漿泵與注漿管之間的輸漿管，一般注漿管路是連接注漿泵與注漿管之間的輸漿管，一般采用兩趟采用兩趟25.4mm25.4mm鋼管作為骨干注漿管路，管路兩端鋼管作為骨干注漿管路，管路兩端與注漿泵和注漿管采用高壓膠管連接，高壓膠管通過(guò)與注漿泵和注漿管采用高壓膠管連接，高壓膠管通過(guò)一個(gè)混合器與注漿管連接。兩趟注漿管路一趟輸送水一個(gè)混合器與注漿管連接。兩趟注漿管路一趟輸送水泥漿，一趟輸送水玻璃等化學(xué)漿。造孔時(shí)可以利用注泥漿，一趟輸

7、送水玻璃等化學(xué)漿。造孔時(shí)可以利用注漿管路作為壓風(fēng)管，為鑿巖機(jī)提供動(dòng)力。漿管路作為壓風(fēng)管，為鑿巖機(jī)提供動(dòng)力。（四）注漿站布置（四）注漿站布置v注漿站設(shè)在地面井口附近，注漿站配備雙注漿站設(shè)在地面井口附近，注漿站配備雙液注漿泵液注漿泵12臺(tái)，灰漿攪拌機(jī)臺(tái)，灰漿攪拌機(jī)1臺(tái)，儲(chǔ)漿池、臺(tái)，儲(chǔ)漿池、水池、水玻璃池各水池、水玻璃池各1個(gè)以及配套的供電系統(tǒng)和管個(gè)以及配套的供電系統(tǒng)和管路系統(tǒng)。路系統(tǒng)。v近年來(lái)，立井井筒越來(lái)越深，化學(xué)漿液已近年來(lái)，立井井筒越來(lái)越深，化學(xué)漿液已廣泛應(yīng)用，注漿設(shè)備小型化，立井壁后注漿已廣泛應(yīng)用，注漿設(shè)備小型化，立井壁后注漿已將注漿設(shè)備布置于工作吊盤(pán)上，進(jìn)行低壓井壁將注漿設(shè)備布置于工作吊

8、盤(pán)上，進(jìn)行低壓井壁注漿，以控制注漿壓力。注漿，以控制注漿壓力。（五）注漿壓力（五）注漿壓力（1）用注漿泵加壓時(shí)，注漿泵所加之壓力可用式（）用注漿泵加壓時(shí)，注漿泵所加之壓力可用式（9-3）計(jì)算：）計(jì)算：0010.33ETH rPP=-PE注漿泵應(yīng)加之壓力，注漿泵應(yīng)加之壓力，MPa；PT注漿確定終壓，注漿確定終壓，MPa；H0注漿點(diǎn)距地面注漿站高度，注漿點(diǎn)距地面注漿站高度，m；r0漿液比重，漿液比重，t/m3。當(dāng)注漿深度較大時(shí)，可以利用漿柱產(chǎn)生的壓力注漿。理論上說(shuō)，漿柱當(dāng)注漿深度較大時(shí)，可以利用漿柱產(chǎn)生的壓力注漿。理論上說(shuō)，漿柱產(chǎn)生的壓力應(yīng)減去注漿管內(nèi)靜水壓力，即：產(chǎn)生的壓力應(yīng)減去注漿管內(nèi)靜水壓力

9、，即：0010.33rH rHP-=H靜水位高度，靜水位高度，m；R水的比重，水的比重，t/m3。實(shí)際上由于靜水位原始狀態(tài)被破壞，注漿管內(nèi)產(chǎn)生的靜水位較低。實(shí)際上由于靜水位原始狀態(tài)被破壞，注漿管內(nèi)產(chǎn)生的靜水位較低。（2）用）用CS漿液注漿時(shí)，確定注漿終壓常采用含水層原始靜水位加系數(shù)求得：漿液注漿時(shí)，確定注漿終壓常采用含水層原始靜水位加系數(shù)求得：Pa注漿初始?jí)毫Γ{初始?jí)毫?，kg/cm2；Pb注漿正常壓力，注漿正常壓力，kg/cm2；Pc注漿終壓，注漿終壓，kg/cm2；P0注漿點(diǎn)靜水壓力，注漿點(diǎn)靜水壓力，kg/cm2。00051015abcPPPPPP=+=+=+（3）根據(jù)井壁強(qiáng)度，確定注漿

10、終壓，即：）根據(jù)井壁強(qiáng)度，確定注漿終壓，即：22(2)2()K EREPRE+=+1( )4KEPRE=+對(duì)于混凝土井壁對(duì)于混凝土井壁P注漿終壓，注漿終壓，MPa；E井壁厚度，井壁厚度， cm；R井筒內(nèi)徑，井筒內(nèi)徑，m；K井壁允許抗壓強(qiáng)度，井壁允許抗壓強(qiáng)度，MPa。對(duì)于料石井壁對(duì)于料石井壁圖圖9-6 壁后注漿管路布置壁后注漿管路布置1上桶；上桶；2閥門(mén)；閥門(mén)；3下桶；下桶；4管路閥門(mén)；管路閥門(mén)；5、7注漿管及混合器；注漿管及混合器；6、8壓力表；壓力表；9、10孔口閥門(mén)孔口閥門(mén)（六）注漿材料與漿液配比（六）注漿材料與漿液配比v 大多數(shù)立井壁后注漿采用水泥、水玻璃雙液漿，水大多數(shù)立井壁后注漿采用

11、水泥、水玻璃雙液漿，水泥一般選用泥一般選用325#、425#普通硅酸鹽水泥，水玻璃需普通硅酸鹽水泥，水玻璃需要要38Be和和51Be兩種。兩種。38Be水玻璃的模數(shù)為水玻璃的模數(shù)為3.13.3，用于配置漿液；，用于配置漿液；51Be水玻璃的模數(shù)為水玻璃的模數(shù)為2.42.6，用于拌和速凝膠泥。，用于拌和速凝膠泥。 單液水泥漿：?jiǎn)我核酀{： 水水灰灰=0.811 CS雙泥漿：雙泥漿： 水水灰灰水玻璃水玻璃=0.8110.10.3二、壁后注漿工藝二、壁后注漿工藝（一）工藝流程（一）工藝流程壁后注漿的工藝有：壁后注漿的工藝有：?jiǎn)我鹤{單液注漿和和雙液注漿雙液注漿兩種，廣泛應(yīng)用兩種，廣泛應(yīng)用雙液注漿。雙

12、液注漿。圖圖9-7 井壁雙泵雙液注漿工藝流程井壁雙泵雙液注漿工藝流程l手搖泵；手搖泵；2、3甲、乙液儲(chǔ)漿桶；甲、乙液儲(chǔ)漿桶；4清水桶；清水桶；5閥門(mén)；閥門(mén)；6管路；管路；7壓力表；壓力表；8活接頭；活接頭；9短管；短管；10彎頭；彎頭；11混合室；混合室；12三通；三通；13泄?jié){管；泄?jié){管；14閘板閥；閘板閥；15注漿管；注漿管；16高壓膠管；高壓膠管；17井壁井壁圖圖9-8 井壁單泵雙液注漿工藝流程井壁單泵雙液注漿工藝流程1砼井壁；砼井壁；2巖體；巖體；3注漿埋管；注漿埋管；4注漿孔；注漿孔；5固定道釘；固定道釘；6進(jìn)漿閥；進(jìn)漿閥；7三通；三通；8放漿閥；放漿閥；9高壓膠管；高壓膠管；10混

13、合器；混合器；11注漿泵；注漿泵；12安全閥；安全閥；13吸水玻璃管；吸水玻璃管；14吸水泥漿管；吸水泥漿管；15玻璃水桶；玻璃水桶；16過(guò)濾器水泥漿桶；過(guò)濾器水泥漿桶；17和漿桶；和漿桶；18清水桶清水桶；19玻璃水調(diào)節(jié)閥門(mén)玻璃水調(diào)節(jié)閥門(mén)（二）注漿與堵漏（二）注漿與堵漏立井壁后注漿施工：立井壁后注漿施工：1. 1. 注前壓水試驗(yàn)注前壓水試驗(yàn)2. 2. 漿液注入方式漿液注入方式3. 3. 造孔造孔4. 4. 堵塞井壁裂縫，防止漏水跑漿堵塞井壁裂縫，防止漏水跑漿 （1）壓水沖風(fēng)塑凝膠泥糊縫）壓水沖風(fēng)塑凝膠泥糊縫 （2）五礬快硬膠泥糊縫堵水）五礬快硬膠泥糊縫堵水三、壁后注漿施工注意事項(xiàng)三、壁后注漿

14、施工注意事項(xiàng) 制定合理的施工方案和安全技術(shù)措施，組織施工人員貫徹學(xué)習(xí)，保證方制定合理的施工方案和安全技術(shù)措施，組織施工人員貫徹學(xué)習(xí)，保證方案全面落實(shí)。案全面落實(shí)。 井筒中的工作盤(pán)必須穩(wěn)定可靠，確保萬(wàn)無(wú)一失。井筒中的工作盤(pán)必須穩(wěn)定可靠，確保萬(wàn)無(wú)一失。 井筒中工作人員必須佩帶安全帶，安全帶要系在可靠處，工作中要不斷井筒中工作人員必須佩帶安全帶，安全帶要系在可靠處，工作中要不斷檢查安全帶。檢查安全帶。 注漿站、工作盤(pán)與絞車(chē)房三者之間必須安裝對(duì)講電話，保持聯(lián)絡(luò)信號(hào)暢注漿站、工作盤(pán)與絞車(chē)房三者之間必須安裝對(duì)講電話，保持聯(lián)絡(luò)信號(hào)暢通。通。 合理安排吊盤(pán)上的技術(shù)裝備，合理設(shè)計(jì)各種物品的擺放，保證穩(wěn)定，防合理

15、安排吊盤(pán)上的技術(shù)裝備，合理設(shè)計(jì)各種物品的擺放，保證穩(wěn)定，防止墜落。止墜落。 導(dǎo)水、糊縫、修復(fù)井壁是保證注漿效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真進(jìn)行。導(dǎo)水、糊縫、修復(fù)井壁是保證注漿效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真進(jìn)行。 混合器操作工、司泵工必須時(shí)刻注意壓力表的變化，發(fā)現(xiàn)注漿壓力突然混合器操作工、司泵工必須時(shí)刻注意壓力表的變化，發(fā)現(xiàn)注漿壓力突然變化，立即停泵處理。變化，立即停泵處理。 保證高壓管、輸漿管、球閥、彎頭、接骨、三通質(zhì)量，防止在高壓狀態(tài)保證高壓管、輸漿管、球閥、彎頭、接骨、三通質(zhì)量，防止在高壓狀態(tài)下崩裂傷人。下崩裂傷人。 確保注漿材料質(zhì)量合格，正確配置漿液，使?jié){液凝膠時(shí)間和流程可控。確保注漿材料質(zhì)量合格，正

16、確配置漿液，使?jié){液凝膠時(shí)間和流程可控。 各工種人員必須堅(jiān)守自己的工作崗位，厲行崗位職責(zé)，不得由他人代替各工種人員必須堅(jiān)守自己的工作崗位，厲行崗位職責(zé)，不得由他人代替自己的工作。自己的工作。四、壁后注漿效果檢查與評(píng)價(jià)四、壁后注漿效果檢查與評(píng)價(jià)v檢查涌水封堵率，殘余水量大小可以說(shuō)明注漿效檢查涌水封堵率，殘余水量大小可以說(shuō)明注漿效果。果。v檢查對(duì)井壁及圍巖的加固效果。檢查對(duì)井壁及圍巖的加固效果。v檢查漿液材料的消耗量、漿液利用率。檢查漿液材料的消耗量、漿液利用率。第三節(jié)第三節(jié)復(fù)式壁后注漿復(fù)式壁后注漿復(fù)式注漿的井筒有三種狀態(tài)：復(fù)式注漿的井筒有三種狀態(tài)：v 井筒已全部施工完畢，尚未開(kāi)始安裝。井筒已全部施

17、工完畢，尚未開(kāi)始安裝。v 井筒工程全部完成，并已安裝提升設(shè)備。井筒工程全部完成，并已安裝提升設(shè)備。v 風(fēng)井井筒已正式通風(fēng)，不能停風(fēng)。風(fēng)井井筒已正式通風(fēng)，不能停風(fēng)。v 正在安裝裝備的井筒采用注漿與安裝平行作業(yè)，自上向正在安裝裝備的井筒采用注漿與安裝平行作業(yè)，自上向下進(jìn)行，雙層吊盤(pán)安裝，單層吊盤(pán)注漿。下進(jìn)行，雙層吊盤(pán)安裝，單層吊盤(pán)注漿。v 技術(shù)裝備已安裝的主井筒，利用箕斗和罐道梁搭固定盤(pán)技術(shù)裝備已安裝的主井筒，利用箕斗和罐道梁搭固定盤(pán)進(jìn)行注漿，如圖進(jìn)行注漿，如圖9-10所示。所示。v 副井利用罐籠頂做工作臺(tái)，其與井壁四周縫隙處鑲上折副井利用罐籠頂做工作臺(tái)，其與井壁四周縫隙處鑲上折頁(yè)，如圖頁(yè)，如圖9

18、-11所示。所示。v 注漿施工時(shí)將井筒的淋水段分為若干個(gè)分段，每段注漿施工時(shí)將井筒的淋水段分為若干個(gè)分段，每段2030m。注漿。注漿順序先從上段開(kāi)始，依次向下。每段由上向下注，避免水頭過(guò)高、淋順序先從上段開(kāi)始，依次向下。每段由上向下注，避免水頭過(guò)高、淋頭水過(guò)猛影響施工。頭水過(guò)猛影響施工。圖圖9-10 箕斗改裝（活吊盤(pán)）示意圖箕斗改裝（活吊盤(pán)）示意圖A、B、C、D折頁(yè)吊盤(pán)；折頁(yè)吊盤(pán)；F儲(chǔ)料間；儲(chǔ)料間；E擱桿；擱桿；K警鐘；警鐘；G、N鐵拉手；鐵拉手；TM3/8鋼絲繩拉手鋼絲繩拉手圖圖9-11 副井制度籠改裝（活吊籃）示意圖副井制度籠改裝（活吊籃）示意圖A警鐘；警鐘；B鐵欄桿；鐵欄桿；C、D雙折頁(yè)

19、工作盤(pán)；雙折頁(yè)工作盤(pán)；E3/8鋼絲繩拉手鋼絲繩拉手第四節(jié)第四節(jié) 特種井壁后注漿特種井壁后注漿v特種井壁壁后注漿一般系指采用凍結(jié)法、鉆井法、特種井壁壁后注漿一般系指采用凍結(jié)法、鉆井法、沉井法等方法施工的井壁，如果壁后存在空洞需沉井法等方法施工的井壁，如果壁后存在空洞需要充填，或井壁斷裂給安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅，需要要充填，或井壁斷裂給安全生產(chǎn)帶來(lái)威脅，需要采用注漿的方法處理加固井壁。采用注漿的方法處理加固井壁。一、凍結(jié)井壁壁后注漿一、凍結(jié)井壁壁后注漿v凍結(jié)井的井壁多為雙層鋼筋混凝土或雙層鋼筋混凝土復(fù)合夾層井壁，在凍結(jié)段施凍結(jié)井的井壁多為雙層鋼筋混凝土或雙層鋼筋混凝土復(fù)合夾層井壁，在凍結(jié)段施工完成后，井

20、壁受凍融及混凝土質(zhì)量的影響，往往造成井壁裂紋和接茬不實(shí)而漏工完成后，井壁受凍融及混凝土質(zhì)量的影響，往往造成井壁裂紋和接茬不實(shí)而漏水、漏砂，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行夾層注漿或壁后注漿。注漿時(shí)間受井筒凍結(jié)段解凍時(shí)間的水、漏砂，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行夾層注漿或壁后注漿。注漿時(shí)間受井筒凍結(jié)段解凍時(shí)間的制約，而解凍時(shí)間又與凍結(jié)壁厚度、凍結(jié)的原始溫度、巖土層的傳熱特征，地溫制約，而解凍時(shí)間又與凍結(jié)壁厚度、凍結(jié)的原始溫度、巖土層的傳熱特征，地溫狀況、井內(nèi)通風(fēng)方式及地面氣溫等多種因素有關(guān)。狀況、井內(nèi)通風(fēng)方式及地面氣溫等多種因素有關(guān)。v雙層鋼筋混凝土復(fù)合夾層井壁是在其內(nèi)外層井壁之間鋪設(shè)雙層鋼筋混凝土復(fù)合夾層井壁是在其內(nèi)外層井壁之間鋪設(shè)1

21、2層塑料板，將內(nèi)外層塑料板，將內(nèi)外壁隔開(kāi)，以減少外壁對(duì)內(nèi)壁的影響。但夾層將內(nèi)外壁隔開(kāi)后，內(nèi)外壁之間存在空壁隔開(kāi)，以減少外壁對(duì)內(nèi)壁的影響。但夾層將內(nèi)外壁隔開(kāi)后，內(nèi)外壁之間存在空隙，徑向?qū)挾认?，徑向?qū)挾?.5mm左右。井壁施工完成后，如不適時(shí)注漿充填，解凍后，地下左右。井壁施工完成后，如不適時(shí)注漿充填，解凍后，地下水會(huì)通過(guò)外層井壁施工接縫和其它縫隙進(jìn)入夾層空間，在一定水壓作用下地下水水會(huì)通過(guò)外層井壁施工接縫和其它縫隙進(jìn)入夾層空間，在一定水壓作用下地下水易穿過(guò)內(nèi)壁薄弱處涌入井內(nèi)，造成井壁淋水。易穿過(guò)內(nèi)壁薄弱處涌入井內(nèi)，造成井壁淋水。v焦煤集團(tuán)古漢山礦副井，井凈徑焦煤集團(tuán)古漢山礦副井，井凈徑6m，表土

22、段厚，表土段厚214m，凍結(jié)段深度，凍結(jié)段深度271m，井，井壁結(jié)構(gòu)為雙層鋼筋混凝土加一層壁結(jié)構(gòu)為雙層鋼筋混凝土加一層1.5cm厚聚乙烯塑料板夾層。凍結(jié)段施工完后，厚聚乙烯塑料板夾層。凍結(jié)段施工完后，沒(méi)有適時(shí)進(jìn)行夾層注漿，凍結(jié)壁解凍后發(fā)生透水，水量達(dá)沒(méi)有適時(shí)進(jìn)行夾層注漿，凍結(jié)壁解凍后發(fā)生透水，水量達(dá)117m3/h，造成淹井，造成淹井事故。事故。v夾層注漿時(shí)間選擇在凍結(jié)段施工內(nèi)層井壁套壁結(jié)束后，利用澆注混凝土的水化熱夾層注漿時(shí)間選擇在凍結(jié)段施工內(nèi)層井壁套壁結(jié)束后，利用澆注混凝土的水化熱而立即轉(zhuǎn)入夾層注漿，該時(shí)間注漿有利于凍結(jié)施工向基巖普通法過(guò)渡工序銜接的而立即轉(zhuǎn)入夾層注漿，該時(shí)間注漿有利于凍結(jié)施

23、工向基巖普通法過(guò)渡工序銜接的連貫性，有利于減少工序轉(zhuǎn)移、節(jié)省輔助作業(yè)時(shí)間。連貫性，有利于減少工序轉(zhuǎn)移、節(jié)省輔助作業(yè)時(shí)間。v永煤集團(tuán)陳四樓礦主井，井筒凈徑永煤集團(tuán)陳四樓礦主井，井筒凈徑5m，沖積層厚度，沖積層厚度369m，凍結(jié)深度，凍結(jié)深度423m，凍結(jié)段套壁全部結(jié)束后，開(kāi)始壁間夾層注漿，注漿方式采用上行分段，凍結(jié)段套壁全部結(jié)束后，開(kāi)始壁間夾層注漿，注漿方式采用上行分段，段高段高15m，共注，共注162個(gè)鉆孔，注入水泥個(gè)鉆孔，注入水泥8.2t，注漿評(píng)效果甚好。但該井凍結(jié)段停，注漿評(píng)效果甚好。但該井凍結(jié)段停凍后凍后21個(gè)月，在井深個(gè)月，在井深230250m處夾層井壁出現(xiàn)漏水，水量最大達(dá)處夾層井壁出

24、現(xiàn)漏水，水量最大達(dá)40m3/h，水質(zhì)有混融現(xiàn)象，出水點(diǎn)在三段滑模接茬處。由此可以看出凍結(jié)段成井后，立即水質(zhì)有混融現(xiàn)象，出水點(diǎn)在三段滑模接茬處。由此可以看出凍結(jié)段成井后，立即轉(zhuǎn)入夾層或壁后注漿主要存在以下弊端：轉(zhuǎn)入夾層或壁后注漿主要存在以下弊端： 內(nèi)壁剛施工完畢，其混凝土強(qiáng)度正處于增長(zhǎng)期，立井夾層注漿，內(nèi)壁會(huì)因注內(nèi)壁剛施工完畢，其混凝土強(qiáng)度正處于增長(zhǎng)期，立井夾層注漿，內(nèi)壁會(huì)因注漿增壓而出現(xiàn)開(kāi)裂鼓包的現(xiàn)象。漿增壓而出現(xiàn)開(kāi)裂鼓包的現(xiàn)象。 夾層空間并非都處于正溫狀態(tài)，殘存冰霜未完全融化，漿液無(wú)法置換固態(tài)的夾層空間并非都處于正溫狀態(tài)，殘存冰霜未完全融化，漿液無(wú)法置換固態(tài)的冰霜，解凍后，因注漿充填不實(shí)，而

25、不能充分封堵裂隙，造成井壁漏水。冰霜，解凍后，因注漿充填不實(shí)，而不能充分封堵裂隙，造成井壁漏水。v因此，夾層注漿既不能過(guò)早，也不能過(guò)遲，解凍之后注漿，不僅效果差，困因此，夾層注漿既不能過(guò)早，也不能過(guò)遲，解凍之后注漿，不僅效果差，困難程度加大，容易發(fā)生突水事故。難程度加大，容易發(fā)生突水事故。 v凍結(jié)壁解凍后要及時(shí)進(jìn)行夾層注漿的條件：夾層空間溫度要達(dá)到正溫，一般凍結(jié)壁解凍后要及時(shí)進(jìn)行夾層注漿的條件：夾層空間溫度要達(dá)到正溫，一般為為25；內(nèi)壁應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度；凍結(jié)井壁尚來(lái)解凍出水。；內(nèi)壁應(yīng)具有足夠的抗壓強(qiáng)度；凍結(jié)井壁尚來(lái)解凍出水。 v目前施工的雙層鋼筋混凝土無(wú)夾層復(fù)合井壁，外層井壁受凍融影響較大

26、，出目前施工的雙層鋼筋混凝土無(wú)夾層復(fù)合井壁，外層井壁受凍融影響較大，出現(xiàn)裂紋有時(shí)屬于正常情況。套內(nèi)壁時(shí)雖然在混凝土中摻有防水劑或防裂密實(shí)劑，現(xiàn)裂紋有時(shí)屬于正常情況。套內(nèi)壁時(shí)雖然在混凝土中摻有防水劑或防裂密實(shí)劑，但當(dāng)凍結(jié)壁解凍后，由于套壁混凝土接岔不嚴(yán)，蜂窩，麻面及井壁混凝土出現(xiàn)裂但當(dāng)凍結(jié)壁解凍后，由于套壁混凝土接岔不嚴(yán)，蜂窩，麻面及井壁混凝土出現(xiàn)裂紋發(fā)生淋水及涌水時(shí)，一般需要在出水處鉆深孔進(jìn)行壁后注漿。紋發(fā)生淋水及涌水時(shí)，一般需要在出水處鉆深孔進(jìn)行壁后注漿。（一）（一） 注漿參數(shù)及工藝注漿參數(shù)及工藝 v 復(fù)合夾層井壁注漿參數(shù)與工藝和普通混凝土井壁注漿參數(shù)與工藝基復(fù)合夾層井壁注漿參數(shù)與工藝和普通

27、混凝土井壁注漿參數(shù)與工藝基本相同，但由于井壁結(jié)構(gòu)不同，涌水特征不一，對(duì)注漿材料、注漿壓力、本相同，但由于井壁結(jié)構(gòu)不同，涌水特征不一，對(duì)注漿材料、注漿壓力、注漿方式等應(yīng)有更多的選擇。注漿方式等應(yīng)有更多的選擇。1注漿材料注漿材料 復(fù)合井壁內(nèi)外壁之間有復(fù)合井壁內(nèi)外壁之間有1 12 2層聚乙烯塑料板作隔層，內(nèi)外壁之間空間比層聚乙烯塑料板作隔層，內(nèi)外壁之間空間比較明顯，連通性較好，注漿材料多以較明顯，連通性較好，注漿材料多以1 1：1 1單液水泥漿為主，輔以單液水泥漿為主，輔以CSCS雙液漿，雙液漿，對(duì)于極細(xì)裂紋可采用有機(jī)化合物丙烯酰胺為主劑的對(duì)于極細(xì)裂紋可采用有機(jī)化合物丙烯酰胺為主劑的MG-646MG

28、-646化學(xué)漿液。化學(xué)漿液。2. 注漿壓力注漿壓力夾層注漿一般在夾層空間與外界無(wú)水力聯(lián)系情況下進(jìn)行，因此注漿壓力夾層注漿一般在夾層空間與外界無(wú)水力聯(lián)系情況下進(jìn)行，因此注漿壓力不宜過(guò)大，一般孔口壓力為不宜過(guò)大，一般孔口壓力為1.51.53.0MPa3.0MPa即可，最大注漿壓力應(yīng)小于內(nèi)壁抗壓即可，最大注漿壓力應(yīng)小于內(nèi)壁抗壓強(qiáng)度，防止鼓破井壁。強(qiáng)度，防止鼓破井壁。3. 注漿方式注漿方式 圖圖9-19 注漿工藝流程注漿工藝流程1外壁；外壁；2內(nèi)壁；內(nèi)壁；3注漿管；注漿管；4球閥；球閥；5安全閥；安全閥；6泄?jié){閥；泄?jié){閥；7高壓膠管；高壓膠管；8三通；三通；9注漿泵；注漿泵；10水泥漿桶；水泥漿桶；1

29、1清水桶；清水桶；12水玻璃桶；水玻璃桶；13四通四通多數(shù)是自下而上逐段進(jìn)行，段高可達(dá)多數(shù)是自下而上逐段進(jìn)行，段高可達(dá)202030m30m，注漿孔應(yīng)沿圓周均勻布置，孔，注漿孔應(yīng)沿圓周均勻布置，孔數(shù)數(shù)4 45 5個(gè)不等，排距為個(gè)不等，排距為6 67m7m，孔深以穿，孔深以穿過(guò)內(nèi)層井壁進(jìn)入外壁過(guò)內(nèi)層井壁進(jìn)入外壁100mm100mm為宜，注漿孔為宜，注漿孔及工藝流程如圖及工藝流程如圖9-199-19所示。上行首遍注所示。上行首遍注漿，下行檢查注漿。漿，下行檢查注漿。（二）設(shè)備布置及工藝（二）設(shè)備布置及工藝v 夾層注漿設(shè)備多為小型的注漿泵為主要設(shè)備，放置夾層注漿設(shè)備多為小型的注漿泵為主要設(shè)備，放置在雙

30、層吊盤(pán)的下盤(pán)上，并備有漿液及清水容器。水泥漿在雙層吊盤(pán)的下盤(pán)上，并備有漿液及清水容器。水泥漿液可事先在井口用機(jī)械或人工攪拌后，再用吊桶送入井液可事先在井口用機(jī)械或人工攪拌后，再用吊桶送入井下。下。v CS漿液應(yīng)在吊桶上隨配隨注，先用清水沖洗夾層漿液應(yīng)在吊桶上隨配隨注，先用清水沖洗夾層空間，既可疏通注漿通道，又可借此掌握空間大小，為空間，既可疏通注漿通道，又可借此掌握空間大小，為確定注漿壓力和注漿量提供依據(jù)。注漿時(shí)，一孔注漿，確定注漿壓力和注漿量提供依據(jù)。注漿時(shí)，一孔注漿，同排其它孔暫時(shí)關(guān)閉，若壓力、漿量無(wú)異常變化，可進(jìn)同排其它孔暫時(shí)關(guān)閉，若壓力、漿量無(wú)異常變化，可進(jìn)行正常注漿，待上排孔返漿時(shí)即

31、行停止。行正常注漿，待上排孔返漿時(shí)即行停止。v 每一分段注漿完畢，待漿液凝固每一分段注漿完畢，待漿液凝固2小時(shí)后，用速凝小時(shí)后，用速凝膠泥沿孔深封堵注漿孔。一個(gè)注漿分段注漿完成后，再膠泥沿孔深封堵注漿孔。一個(gè)注漿分段注漿完成后，再提升吊盤(pán)進(jìn)行上一分段的注漿作業(yè)，依此逐段進(jìn)行。提升吊盤(pán)進(jìn)行上一分段的注漿作業(yè)，依此逐段進(jìn)行。二、鉆井井壁節(jié)間注漿及壁后充填注漿二、鉆井井壁節(jié)間注漿及壁后充填注漿（一）節(jié)間注漿（一）節(jié)間注漿節(jié)間注漿是指在預(yù)制鉆井井壁每節(jié)的連接處注漿。鉆井井壁在節(jié)間注漿是指在預(yù)制鉆井井壁每節(jié)的連接處注漿。鉆井井壁在地面預(yù)制施工中，根據(jù)井徑大小每節(jié)必須預(yù)留地面預(yù)制施工中，根據(jù)井徑大小每節(jié)必

32、須預(yù)留46個(gè)注漿孔。井個(gè)注漿孔。井壁用浮法下沉?xí)r，每節(jié)井壁弧焊連接，并對(duì)所有焊縫進(jìn)行外觀檢查，壁用浮法下沉?xí)r，每節(jié)井壁弧焊連接，并對(duì)所有焊縫進(jìn)行外觀檢查，杜絕砂眼、缺陷及焊縫不飽滿現(xiàn)象，在井口對(duì)連接好的每節(jié)井壁用杜絕砂眼、缺陷及焊縫不飽滿現(xiàn)象，在井口對(duì)連接好的每節(jié)井壁用注漿泵進(jìn)行低壓注漿，注漿時(shí)采用濃漿、速凝、少量、間歇式注漿注漿泵進(jìn)行低壓注漿，注漿時(shí)采用濃漿、速凝、少量、間歇式注漿方式，并在注滿后維持一定時(shí)間以充分注密、注實(shí)。節(jié)間注漿的目方式，并在注滿后維持一定時(shí)間以充分注密、注實(shí)。節(jié)間注漿的目的是保證將分節(jié)的鉆井井壁連為一體，成井后井壁不能漏水。的是保證將分節(jié)的鉆井井壁連為一體，成井后井壁

33、不能漏水。（二）壁后注填充填（二）壁后注填充填v鉆井壁后充填注漿可分壁外注漿和壁內(nèi)注漿兩種形式。壁外注漿是在井壁下沉過(guò)鉆井壁后充填注漿可分壁外注漿和壁內(nèi)注漿兩種形式。壁外注漿是在井壁下沉過(guò)程中，在鍋底外側(cè)均布幾根鋼絲繩隨井壁一起下沉，井壁下沉結(jié)束后注漿管以該程中，在鍋底外側(cè)均布幾根鋼絲繩隨井壁一起下沉，井壁下沉結(jié)束后注漿管以該鋼絲繩為導(dǎo)向沿壁外下放（如圖鋼絲繩為導(dǎo)向沿壁外下放（如圖9-21所示），下到既定位置后實(shí)施充填注漿。所示），下到既定位置后實(shí)施充填注漿。壁外注漿在工程實(shí)踐中存在如下問(wèn)題：壁外注漿在工程實(shí)踐中存在如下問(wèn)題：圖圖9-21壁外下充填管注漿示意圖壁外下充填管注漿示意圖1井幫；井幫

34、；2注漿管；注漿管；3井壁井壁 導(dǎo)向鋼絲繩經(jīng)常纏繞在充導(dǎo)向鋼絲繩經(jīng)常纏繞在充填注漿管上，使充填注漿填注漿管上，使充填注漿管難以下放到位。管難以下放到位。 充填注漿管在下放過(guò)程中充填注漿管在下放過(guò)程中容易折斷，致使深井注漿容易折斷，致使深井注漿充填置換泥漿率不高。充填置換泥漿率不高。 外注漿管下部很難達(dá)到均外注漿管下部很難達(dá)到均布和等深要求。布和等深要求。（二）壁后注填充填（二）壁后注填充填圖圖9-22 井壁外下注漿管示意圖井壁外下注漿管示意圖1水泥漿池；水泥漿池；2注漿泵；注漿泵；3截止閥；截止閥；4高壓軟管；高壓軟管；5壓力表；壓力表；6注漿管；注漿管；7逆止閥；逆止閥；8連通管；連通管；9

35、分流管；分流管；10排污泵；排污泵；11永久井壁；永久井壁；12鉆井井幫鉆井井幫 壁內(nèi)注漿是將注漿管在壁內(nèi)注漿是將注漿管在井壁下沉過(guò)程中與預(yù)埋井壁下沉過(guò)程中與預(yù)埋在井壁底部彎管相接，在井壁底部彎管相接，一般是在井筒預(yù)制鍋底一般是在井筒預(yù)制鍋底時(shí)，預(yù)埋環(huán)形分流器，時(shí)，預(yù)埋環(huán)形分流器，均布預(yù)埋幾根徑向注漿均布預(yù)埋幾根徑向注漿管。在下沉井壁時(shí)注漿管。在下沉井壁時(shí)注漿管從井筒內(nèi)與徑向注漿管從井筒內(nèi)與徑向注漿管相連并隨井壁的下沉管相連并隨井壁的下沉而向上加長(zhǎng)延伸，其注而向上加長(zhǎng)延伸，其注漿管如圖漿管如圖9-229-22所示。所示。三、沉井減阻注漿與固井壁后注漿三、沉井減阻注漿與固井壁后注漿v 沉井法是在

36、不穩(wěn)定松散含水地層中開(kāi)鑿井筒的一種特殊施工沉井法是在不穩(wěn)定松散含水地層中開(kāi)鑿井筒的一種特殊施工方法，該法是預(yù)先制作好沉井刃角和一段井筒，并在其掩護(hù)下邊方法，該法是預(yù)先制作好沉井刃角和一段井筒，并在其掩護(hù)下邊掘進(jìn)、邊下沉，井壁隨井筒下沉相應(yīng)接高的一種施工方法。掘進(jìn)、邊下沉，井壁隨井筒下沉相應(yīng)接高的一種施工方法。v 由于沉井法具有工藝簡(jiǎn)單、需用設(shè)備較少和勞動(dòng)條件好等優(yōu)由于沉井法具有工藝簡(jiǎn)單、需用設(shè)備較少和勞動(dòng)條件好等優(yōu)點(diǎn)，因而煤炭、交通、城建、海港等行業(yè)均有較多的應(yīng)用。點(diǎn)，因而煤炭、交通、城建、海港等行業(yè)均有較多的應(yīng)用。v 沉井法施工在井筒下沉的過(guò)程中需要克服來(lái)自刃角下面的支沉井法施工在井筒下沉的

37、過(guò)程中需要克服來(lái)自刃角下面的支承力和井壁外側(cè)與土壤接觸的摩擦阻力。正面阻力主要取決于所承力和井壁外側(cè)與土壤接觸的摩擦阻力。正面阻力主要取決于所穿過(guò)的砂土層的性質(zhì)，刃角結(jié)構(gòu)和工作面破土情況的好壞；側(cè)面穿過(guò)的砂土層的性質(zhì)，刃角結(jié)構(gòu)和工作面破土情況的好壞；側(cè)面阻力則取決于沉井深度和砂土層性質(zhì)，沉井越深，側(cè)面阻力越大。阻力則取決于沉井深度和砂土層性質(zhì)，沉井越深，側(cè)面阻力越大。減少側(cè)面阻力的方法是于壁后環(huán)形空間用注漿法注入觸變泥漿。減少側(cè)面阻力的方法是于壁后環(huán)形空間用注漿法注入觸變泥漿。v 固井注漿是在井筒下沉到設(shè)計(jì)深度后，需要進(jìn)行封底和壁后固井注漿是在井筒下沉到設(shè)計(jì)深度后，需要進(jìn)行封底和壁后注漿穩(wěn)固，

38、使井筒不再產(chǎn)生下沉、位移和地表塌陷等現(xiàn)象，確保注漿穩(wěn)固，使井筒不再產(chǎn)生下沉、位移和地表塌陷等現(xiàn)象，確保井筒及附近結(jié)構(gòu)物的安全可靠。井筒及附近結(jié)構(gòu)物的安全可靠。 1. 壁后充填泥漿的作用壁后充填泥漿的作用v壁后充填泥漿是為了井壁下沉過(guò)程中減少側(cè)面壁后充填泥漿是為了井壁下沉過(guò)程中減少側(cè)面阻力。泥漿或觸變泥漿充填井壁和砂土層的作阻力。泥漿或觸變泥漿充填井壁和砂土層的作用：用：潤(rùn)滑混凝土井壁減少摩擦阻力；潤(rùn)滑混凝土井壁減少摩擦阻力；支承土壁防止塌落；支承土壁防止塌落；隔離涌水，防止冒砂冒泥；隔離涌水，防止冒砂冒泥；封閉裂隙，防止泥漿漏失。封閉裂隙，防止泥漿漏失。減阻方法如圖減阻方法如圖9-23所示。所

39、示。（一）壁后注入泥漿減阻（一）壁后注入泥漿減阻圖圖9-231套井；套井；2泥漿；泥漿；3沉井沉井2泥漿的原料與配比泥漿的原料與配比v 沉井泥漿一般是用膨潤(rùn)土、水和化學(xué)處理劑沉井泥漿一般是用膨潤(rùn)土、水和化學(xué)處理劑混合而成，其中膨潤(rùn)土是決定泥漿性質(zhì)的最基本混合而成，其中膨潤(rùn)土是決定泥漿性質(zhì)的最基本因素。常用化學(xué)摻合劑碳酸鈉（因素。常用化學(xué)摻合劑碳酸鈉（Na2CO3）在泥）在泥漿中作為粘土的分散劑，可使泥漿降低失水量。漿中作為粘土的分散劑，可使泥漿降低失水量。3泥漿的配制與生產(chǎn)流程圖圖9-24 泥漿生產(chǎn)流程示意圖泥漿生產(chǎn)流程示意圖 1工作臺(tái)；工作臺(tái)；2膨潤(rùn)土和摻合劑；膨潤(rùn)土和摻合劑；3攪拌機(jī)；攪拌

40、機(jī)；4水管；水管；5過(guò)濾篩；過(guò)濾篩；6注漿泵；注漿泵；7儲(chǔ)漿池；儲(chǔ)漿池； 8壓力表；壓力表；9輸漿管；輸漿管；l0三通；三通；11輸漿管（軟管）；輸漿管（軟管）；12沉井；沉井；13注漿管（豎管）；注漿管（豎管）；14注漿管（環(huán)管）注漿管（環(huán)管）v 4. 輸漿管略及其設(shè)置方法輸漿管略及其設(shè)置方法 輸漿管一般采用輸漿管一般采用25.4mm25.4mm76.2mm76.2mm鋼管或膠管，一端與鋼管或膠管，一端與注漿泵連接，另一端至井口，并與三通管相連。注漿泵連接，另一端至井口，并與三通管相連。 注漿管在沉井中的設(shè)置分豎管、環(huán)管及支管，如圖注漿管在沉井中的設(shè)置分豎管、環(huán)管及支管，如圖9-259-25

41、所所示。外管法即注漿管設(shè)置在沉井外，直接向壁后環(huán)形空間注漿，示。外管法即注漿管設(shè)置在沉井外，直接向壁后環(huán)形空間注漿，該法的優(yōu)點(diǎn)是管路安裝方便，不受破土機(jī)具干擾。但沉井產(chǎn)生該法的優(yōu)點(diǎn)是管路安裝方便，不受破土機(jī)具干擾。但沉井產(chǎn)生偏斜時(shí)，管路易被折斷，如圖偏斜時(shí)，管路易被折斷，如圖9-269-26所示。所示。 井壁預(yù)埋管法，如圖井壁預(yù)埋管法，如圖9-279-27所示。所示。 井壁預(yù)留管，如圖井壁預(yù)留管，如圖9-289-28所示。所示。圖圖9-25 內(nèi)管法內(nèi)管法圖圖9-26 外管法外管法圖圖9-27 井壁預(yù)埋管法井壁預(yù)埋管法圖圖9-28 井壁預(yù)留管法井壁預(yù)留管法1連接件；連接件；2預(yù)埋件；預(yù)埋件；3預(yù)

42、埋鋼筋；預(yù)埋鋼筋；4預(yù)留孔道預(yù)留孔道（二）固井壁后注漿（二）固井壁后注漿v固井壁后注漿是在沉井下沉封底，固井壁后注漿是在沉井下沉封底，排干積水后，在井筒內(nèi)進(jìn)行壁后注漿。排干積水后，在井筒內(nèi)進(jìn)行壁后注漿。其施工程序與普通混凝土井壁后注漿基其施工程序與普通混凝土井壁后注漿基本相同，但注漿主要目的是為了固井。本相同，但注漿主要目的是為了固井。四、利用凍結(jié)孔管地面進(jìn)行凍結(jié)井筒壁后射孔注漿四、利用凍結(jié)孔管地面進(jìn)行凍結(jié)井筒壁后射孔注漿v利用凍結(jié)管地面進(jìn)行凍結(jié)井筒壁后射孔注漿是利用石油井射孔在地層中造成利用凍結(jié)管地面進(jìn)行凍結(jié)井筒壁后射孔注漿是利用石油井射孔在地層中造成測(cè)氣通道技術(shù)的原理，將專用的射孔槍向凍結(jié)管內(nèi)下放到預(yù)定的注漿地層部位，測(cè)氣通道技術(shù)的原理，將專用的射孔槍向凍結(jié)管內(nèi)下放到預(yù)定的注漿地層部位，采用聚能式爆破射孔技術(shù)，通過(guò)引爆射孔槍中的電雷管，使槍中一定數(shù)量的射孔采用聚能式爆破射孔技術(shù)，通過(guò)引爆射孔槍中的電雷管，使槍中一定數(shù)量的射孔彈定時(shí)定向爆破，穿透槍體及凍結(jié)管，并進(jìn)入地層一定深度，然后利用凍結(jié)管及彈定時(shí)定向爆破，穿透槍體及凍結(jié)管，并進(jìn)入地層一定深度，然后利用凍結(jié)管及射孔彈作為注漿管路，在地面進(jìn)行注漿加固預(yù)定地層。既可起到堵水作用，又能射孔彈作為注漿管路，在地面進(jìn)行注漿加固預(yù)定地層。既可起到堵水作用，又能減弱地層沉降對(duì)井壁的縱向附加力，防止井壁破裂。該法使凍結(jié)法鑿井井筒注