冻结斜井流砂层段井壁壁后注浆技术探究和应用.docVIP

冻结斜井流砂层段井壁壁后注浆技术探究和应用 　　摘要： 为了提高注浆加固体的承载性能和抗渗性能，本文从井壁壁后注浆技术的角度进行阐述。通过对李家坝煤矿的工程概况和施工现状进行分析，重点研究井壁壁后注浆技术方案与参数，进而为充填井壁、加固围岩提供参考依据。 Abstract： In order to improve the load-carrying properties and impervious performance of grouting enhancing objects， this article expounds the backwall grouting technology. Through analysis of the engineering condition and construction situation of Lijiaba Coal Mine， the backwall grouting technology and parameters are studied， which provides reference for wall filling and wall rock reinforcement. 关键词： 注浆技术；流砂层；井壁 Key words： grouting technology；drift sand layer；wall of a well 中图分类号：TD265 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0108-02 1 工程概况及施工现状 1.1 工程概况 位于宁夏盐池县冯记沟乡的李家坝煤矿，其规模为0.9Mt/a。通过采用中煤科工集团武汉设计研究院设计的斜井开拓方式对该矿井进行施工，布置主、副、风三条斜井，回风斜井古近系段坡度24°。 对于李家坝煤矿来说，其回风斜井要穿越第四系表土层（风积砂）、古近系地层（浅红色呈半固结状态细砂、粘土）和侏罗系延安组地层（各粒级砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层，煤岩层的力学性能软弱）等。且穿越地层存在第四系、古近系及基岩风化带孔隙～裂隙含水层组（I）、侏罗系中统延安组12煤以上砂岩裂隙～孔隙承压含水层组（II）及侏罗系中统延安组12～18煤砂岩裂隙～孔隙承压含水层组（III）三个主要含水层组，其中古近系地层主要是粘土与砂层互层组成。在井筒掘进过程中遇到多层的含水砂层（流砂层），斜井井筒围岩在施工过程中难以控制，在充填过程中，如果充填不密实，在空隙中容易出现涌水、冒砂等事故，给井筒外界形成地压，给井筒带来不利因素。 1.2 施工现状 回风斜井井筒当前施工至斜长386.1m，穿越冻结段后仍存在一段流砂层，通过超前注浆等技术措施完成了20余米井筒的掘砌施工，但因井筒持续存在出水流砂现象，导致井壁拱顶存在较大孔洞，严重影响了井壁结构的稳定性，因此需要采取合理的技术措施，保证井壁结构的长期安全与稳定。为此，对回风斜井井筒冻结段下部流砂层段井壁进行注浆施工，通过壁后充填注浆机理达到充填井壁、加固围岩的目的。 2 井壁壁后注浆技术方案与参数 解决井筒持续出水流砂问题的技术路径为：通过充填注浆和加固井壁周围砂土，严格控制堵塞流砂通道，提高井壁结构的抗渗性与稳定性。据此，井壁壁后注浆可采用以下技术方案： 2.1 钢筋混凝土二次衬砌施工 在支护方式方面，斜井井筒采用：初次支护对围岩进行加固，进而巩固和强化其残余强度，通过可缩性支护对围岩变形卸压进行控制；在围岩变形稳定后适时完成二次衬砌支护，为了确保分段较长设计的稳定性和安全储备，需要给巷道围岩提供最终支护强度和刚度。 2.2 掘进迎头的封闭与加固 斜井井筒施工后，在迎头架设U型钢支架，并喷射300mm厚，标号为C25的混凝土以封闭迎头，混凝土配合比为1：2：2，掺3～5%速凝剂，喷射混凝土可在斜井井筒开挖初期防止水砂的外渗；若迎头开挖后有大范围的流砂溃流，可采用迎头超前注浆加固措施，封闭迎头的导水通道，防止在掘进迎头形成新的渗水通道。 2.3 壁间注浆 对井筒冻结段钢筋混凝土二次衬砌施工完成后，可进行钻孔、安设注浆管进行壁后注浆加固。钻孔可采用分段前进式进行，首先将孔深控制在初次支护与钢筋混凝土二衬之间，若在打孔过程中发现两者间隙中存在蜂窝或孔洞时，需及时合理地采用壁间注浆的方法来充填加固和封堵水源，保证初次支护与二衬之间充分接触，防止间隙中积存水砂，而导致突水溃砂。 注浆管在钢筋混凝土二次衬砌施工前预埋，注浆管布置在两排型钢支架之间，间排距为1400mm×1400mm。注浆管使用φ38mm钢管制作，规格为φ38mm×600mm，采用风钻打眼，孔径φ45mm，孔深600mm，保证注浆管孔口外露4