化学注浆在砾石层施工中的应用

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1、化学注浆在砾石层壁后注浆中的应用赵家寨主井井简全深475m,设计净直径5.0m,支护厚度500mm,砼强度C30。表土段45m，砾石层5m，风化依25m。地质情况，井深45〜50m为直属第叫系，卵石层，厚度实际揭露5.0m,砾石成分以砂岩为主，砾径一般为3〜15m，最大40cm，中细砂黄泥充填，分选性差。下面为石盒子组，井筒揭露厚度29.73m，即井深50〜79.73m，岩性上部为灰黄色，下部灰色砂质泥岩，裂隙中有水锈。水文情况，第四系潜水、基岩风化带裂隙含水组，第四系潜水层埋藏深度50m,含水层厚度5m,水位埋深一般33m，含水层组成主要为

2、卵石及砂组成，是目前民用及农业用水水源。基岩风化带主要由砂质泥岩、砂岩组成，与叫系底部砾石层直接接触，发生水力联系，从实际揭露涌水情况来看，最大时达85m3/h„对砾石层段采取强行通过后，先后3次对该处用常规方法水泥一水玻璃双液浆进行了注浆，存在的主要问题是：打出孔后，该处出水较大，注浆时进浆ft较小，升压较快，能迅速将注浆孔封死;注浆效果不理想，虽无大的出水点，但井壁渗水较大，累汁该段涌水量约15n?/h，导致了向下施工的困难，工人施工环境恶劣，工程质量无法保证，增加了排水电耗和维修费用。2选择化学注浆的优越性考虑到井壁受力强度低，且壁后砾

3、石层裂隙不发育，普通浆液扩散不远，通道不畅，闪此井筒破壁注浆设计采用化学注浆材料，其主要目的是化学浆液在较低的注浆压力下可以在微细裂隙屮扩散充填，比较适于井简井壁受力条件。该浆液为液态渗透性较好，而水泥浆为颗粒状，不宜进入微裂隙。壁后注浆推荐采用屮国矿业大学最新研制的脲醛浆液，该浆液价格较低，技术性能优良，在国A用于煤矿井筒固砂堵漏、微裂隙防渗等方面的应用，该化学浆液由十余种化学材料配制而成，以脲醛树脂为主剂材料添加专用高效添加剂和辅助剂。经过实际工程检验，这种化学浆液在物理性能（粘度、胶凝时问、聚合特点等）、强度性能（粘结强废、同砂强度）及

4、高渗透性等方而均能满足髙水尖井简防渗治理的要求，浆液稳定性好、挥发性较低、析水程度小。3注浆方案及参数的选择3.1注浆方案采用下行式注浆为主，上行注浆为辅。先用水泥一水玻璃双液浆将风化带下部的岩层裂隙封堵密实，防止上部的水源下行，然后上行用水泥一水玻璃双液浆对集巾出水点及壁后空洞先行预注，砾石层上部也用水泥一水玻璃双液浆封堵，防止表土段潜水水源下行。S后由上到下用化学浆液注浆，每一水平在并壁周圈均匀布置6个钻孔，每一水平上下间距2m。3.2注浆参数的选择根据计算公式和经验分别确定如下注浆参数。钻孔的深度必须保证穿过因片帮造成的荒井壁以外,且能

5、进入较稳定的壁后围岩，确定为不小于3m。从经济效益和注浆效果考虑，在压力不上升的情况下可配合水泥一水玻璃浆液联合注浆，当压力上升时，不宜超过3Mpa,否则，可能导致浆液从围岩薄弱环节导出，造成材料浪费，影响注浆效果。注浆参数：钻孔深度＞3m,孔口管长度1〜2m，注浆终压3Mpa,瞬间冲击压5Mpa,单孔注浆量3t。4注浆工艺4.1注浆准备4.1.1工作盘采用吊盘的下层盘作为工作台，把喇叭口拆除，然后用大板、扒钉把喇叭口封死，当吊盘稳定后,把折页打开。注浆机布置在吊盘中间，在喇叭口上方布置浆液筒两个，清水筒两个。4.1.2注浆设备选用2TGZ-

6、60/210双液高压注浆泵2台，7655型凿岩机2部，lm3搅拌机两台。4.1.3浆液配制根据马格公式估算并结合以往注浆经验，要在井筒壁后砂砾石层段形成〜5m厚的壁后帷；，大约需浆液100t。化学浆液的胶凝、同化时间等技术参数与所选用配制材料品质密切相关，即便相同材料，不同生产厂家产品可能导致技术参数的巨大差异。另一万面，由于井下配浆条件所限，要求提出多个浆液胶凝、固化吋间的控制方案，以便对现场不同情况灵活处理。因此，确定材料货源后，要提前取样进行室内配浆试验，经试验确定甲液由脲醛树脂和辅料添加剂，在地面配制，然后由小吊桶送至井下储料筒内，浆

7、液浓度为：脲醛树脂：辅料添加剂=25:1。乙液由草酸和水在井下搅拌制作，浓度根据现场需要调整。4.2注浆工艺流程并筒破壁注浆工艺流程如图所示。送料至配料站配制乙液材料配制甲液材料搅拌机甲液乙液注浆泵混合器井壁4.3终孔结束标准当达到设计终压后，注入量小于30〜40L/min，再持续10分钟左右可结朿本孔注浆。4.4劳动组织及工期劳动组织：注浆人员按“三八”制配备，每班人员配备：管理人员1人，注浆钻进工2人，司泵工1人，搅拌配料工2人，信号工1人，合计7人。工期安排：因改性脲醛浆液采用双液注浆，浆液凝固时间及凝固强度主要受甲、乙液比例控制，且注

8、浆效果和成本与注浆的工艺技术和浆液凝固时间把握密切相关。合理的配浆和注浆设计不但是保证注浆效果的关键，也能够合理降低注浆费用。所以，化学注浆对设备性能和施工队伍素质