千米立井井筒壁后注浆堵水技术应用

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1、千米立井井筒壁后注浆堵水技术应用立井井筒井壁渗漏区多位于裂隙含水层或含水砂层，以井壁接茬、收缩缝成为出水点的通道，且水的腐蚀性较强，影响井筒设施的使用期限，同时易造成井壁表面出现砂线现象，影响井壁观感质量。为保证井壁质量施工质量，有效封堵渗漏水通道，进行本次技术攻关。　　关键词立井井筒；渗漏水；壁后注浆　　TU7A1674-6708（2011）54-0142-02　　1概况　　星村煤矿西风井井筒设计深度-1187.5m，井筒直径为5.5m。在井筒掘砌施工中须穿过M3、M4、M5、M6四个主要含水

2、层，其中M3涌水量为7.13m3/h；M4涌水量为30.4m3/h;M5涌水量为40.74m3/h；M6涌水量为14.33m3/h。造成井壁出现渗漏水，随着井筒深度增加，在井壁浇筑时涌水顺井壁入模，影响井壁浇筑质量，为此进行壁后注浆措施。　　2井壁渗漏水原因分析　　1）高标号混凝土在凝固过程中温度较高，水分蒸发，体积收缩所产生的干缩裂缝，成为出水点的通道；　　2）混凝土的收缩及塌落造成施工接茬缝，因而接茬处成为放水的薄弱处；　　3）壁后岩石裂隙水或含水层涌水通过薄弱部位井壁接茬向外渗水。　　3注

3、浆方案　　采用壁后注浆堵水方法，采取整体上行和分段式相结合，在段内上行，重点拦截，实现对点注浆，集中渗水处连续注浆，以及含水层上下界面密布孔注浆方法，进行注浆堵水。浆液先稀后浓，以水泥-水玻璃双液浆为主，水泥单液浆为辅，发现有窜浆及跑浆时要及时采取措施，最后封孔要密实。　　4注浆参数选择　　4.1浆液类型　　以水泥-水玻璃双液浆为主，水泥单液浆为辅，水泥选用P.O42.5R普通硅盐酸水泥，水玻璃选用34-40Be′。　　4.2浆液配比　　水泥单液浆水灰比为2:1；1.5:1；1:1；0.5:1四

4、类，水泥-水玻璃双液浆体积比C:S=1:1和C:S=1:0.5。为提高浆液凝固后的密实度，注浆时参入水泥用量的0.5％的氯化钠和0.05％的三乙醇胺。　　4.3注浆孔布置及要求　　由于井壁接茬多，岩石裂隙发育，淋水严重而没有大的出水点，故采用密孔法，“五花”式深浅孔配合布孔法，依次开孔，先用深孔放水泄压，再用浅孔低压注浆以加固井壁及围岩，最后用深孔高压注浆封水。　　4.4注浆压力及扩散半径　　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，注浆压力一般选择3MP

5、a~5MPa。为缩短施工工期，保证注浆质量，注浆扩散半径应控制在2m以内。　　4.5注浆孔深度　　冻结段内外壁注浆时，注浆孔深度为进入外层井壁100mm~200mm为宜，防止打穿井壁有砂流出。　　基岩段注浆时，注浆孔深度为超过井壁500mm~1000mm之间为宜。　　　　5注浆工艺　　5.1钻孔及埋管　　注浆孔径φ38mm，注浆管管径φ32mm，注浆孔达设计深度后，插入注浆管，注浆管露出井壁50mm~100mm，连接各组件，注浆管一端车丝，另一端车成马牙扣，埋管前用麻丝分层缠紧并涂上白铅油，形成

6、注浆系统。同时在注浆孔下方施工1~2个φ38mm导水泄压孔。　　5.2注浆作业　　5.2.1施工准备　　1）注浆前全面检查井壁并测定井筒涌水量；　　2）用２道矿用12#槽钢均匀放置在吊盘喇叭口上，再用50mm厚木板封严钉牢，形成注浆作业平台；　　3）注浆前，进行压水试验，观测注浆系统无漏水现象，以防止漏液。　　5.2.2注浆工序　　1）注浆系统形成后，首先向孔内压清水15分钟进行管路冲洗，水压保持1.2倍注浆压力，确保打开注浆通道；　　2）注浆时，先注水泥单液浆，进浆量较大时，则注入水泥-水玻璃

7、双液浆，达到设计注浆压力后用水泥封孔。基岩段壁后注浆时，如跑浆，则直接注双液浆；　　3）注浆时，要设设专人观察井壁和压力变化及检查管路是否堵塞，以便及时调整注浆参数，并做好记录；　　4）注单液浆时，若压力不升，进浆量不减时应逐级加大浓度；反之，应依次降低浆液浓度；　　5）注浆时，达到注浆压力后，集中出水点涌水量不足0.5m3/h即可结束该孔注浆。　　6）停泵后，立即压清水冲洗管路和器具，并用备好的水泥进行封孔，孔口要平整。　　6结论　　实施壁后注浆后，井筒内的总涌水量降至约3m3/h。实践证明，

8、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，井筒施工质量得到了有效的保障。　　1）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；　　2）壁后注浆的压力控制在1.1~1.5倍静水压为宜，在岩石裂隙中的注浆压力可适当提高；　　3）对井壁无夹层注浆时，吸浆量较小，可注性差，扩散范围小，需采取加大注清水压力扩孔，在水内加入适量的水玻璃润滑通道，增大终压措施；　　4）注浆期间要由专人注意观察井壁是