分析在高压裂隙水封堵中的应用关键孔注浆方法的意义

楚德海等

摘要：在进行地下工程的施工中，裂隙岩体高压涌水的关键孔注浆方法被第一次提出，结合层次分析的理论对关键孔的多种因素层次优选的方法进行探讨。在高压涌水注浆防治中，使用层次优选的方法对关键孔进行筛选，对关键孔进行注浆设计，可以达到理想的防治目的，在类似的地下工程施工中得到广泛的应用。

关键词：裂隙岩高压涌水 关键孔 注浆 层次分析

在地下工程的施工中，水危害始终都是影响工程施工和施工安全的重要因素，尤其是流量较大、压力较高的岩溶裂隙涌水，对工程的危害性极高，并且防治的难度较大，尤其是在地下空间利用和资源开发中具有较大的困难。一般表现为地下工程周边的围岩由于常年的涌水而造成渗透和冲刷的效果，使支护发生垮塌、围岩失去稳定。而且使用抽排水技术会使矿山企业产生高昂的排水费用，使成本增加。长时间的袭夺地下水，会对地下水的循环路径和补给造成影响，从而导致水资源保护也受到较大的影响。所以对高压涌水的注浆封堵和技术和理论进行探讨，可以解决高野涌水注浆封堵的困难，有利于注浆技术和理论的发展。注浆的材料主要有各种化学浆液、各种速凝浆液、添加剂、水泥水玻璃双液浆、超细水泥。注浆工艺主要是研究工程的應用和注浆的技术，主要有高压注浆综合防治技术、注浆压力控制技术、CCG注浆技术等。

1 关键孔的概念

关键孔是指揭露主导通裂隙，有良好的连通性，注浆钻孔对围岩加固、引排、注浆堵水具有主要的作用。

2 注浆方法

经过大量的工程经验和工程实例表明，地下施工堵水中，只有少数的钻孔能起到真正的作用，能够起到作用的钻孔被称为关键孔。关键孔的有效利用、科学优选、合理设计等都会对工程的安全、防治的效果起到重要的作用。

关键孔的主讲方法是由注浆安全控制、科学注浆设计、材料凝固控制、联通试验、物理探测等学科知识的综合防治体系组成。首先要进行物理探测与水文分析，通过这两种技术便可以有效地对钻孔的设计进行指导分析，然后通过压浆试验、连通试验等现场试验内容对钻孔的连通性等进行判断，使用层次分析法对关键注浆孔进行优选，最后按照关键孔的扩散范围、孔深等参数进行科学的注浆设计，在注浆的过程中对水压、水量、围岩的变形等进行实时的监测，可以对注浆的安全进行有效的控制，对设计进行实时的调整，达到最佳的加固、封堵效果，使综合治理的目的得以实现。

传统的注浆方法是一旦揭露钻孔水源后，便立即进行注浆，但是对导、含水的构造还不明确，使钻孔所揭露的位置不一定是最佳的注浆位置，盲目地进行注浆会对后续的钻孔设计和注浆造成很大的影响，最终无法使防治效果达到最理想程度。

关键孔注浆方法是采用先进行钻孔，后进行注浆的防治方法，这样便可以对钻孔的补充探测功能进行充分利用，建立围岩导、含水的构造分布模型，之后对钻孔进行科学的优选，找到最佳的注浆钻孔和最佳的引排钻孔，有利于科学合理的注浆防治方案的设计。

3 关键孔注浆的程序

3.1 分析高压涌水的水文地质和区域地质的条件，对涌水的补给类型或者是涌水水源进行确定。

3.2 选择合适的物理探测方法对涌水区进行探测，对重点涌水区的富水性情况和导、含水的构造发育特点进行探查，对注浆堵水工程的治理重点方向进行确定，将物理探测的成果和地质分析成果进行综合，最后开始对钻孔进行设计初步注浆方案。

3.3 对重点防治区进行注浆钻孔的施工过程中，应该对钻孔揭露的水文地质情况进行详细的编录，并且与探测的结果相结合，对导、含水的构造认识进一步深化。

3.4 对每个钻孔进行连通试验，并且与多方面的信息相结合，进行评估钻孔的质量，然后将钻孔的质量等级进行划分，确定关键孔。

3.5 认真对关键孔的注浆设计方案进行分析了解，并且与注浆期间的围岩变形、水压、水量的监测数据相结合，不断地对注浆的方案进行优化、调整，然后对资料进行整理归纳，总结评价本次注浆的效果。

4 关键孔的层次优选

在优选注浆钻孔时，会涉及到的判断标准有很多种。一部分是如跑浆能力和有效的扩散范围等的模糊性较强的定向标准。也有如跑浆浓度、连通时间、水压、涌水量等的定量标准。判断标准中的各项标准对钻孔的优选起到不同的作用，各个因素的重要度也不一样。按照层次分析法，对某一层次的各判断标准进行比较，确定重要性。因为仅仅通过单一的钻孔来实现涌水的防治是十分困难的，所以可以按照施工工程的要求，通过选择最佳的几个钻孔作为注浆堵水的关键孔，再与科学合理的注浆设计方案相结合，便可以实现对围岩的合理加固和涌水的最佳控制。

参考文献：

[1]张霄，李术才，张庆松，等.矿井高压裂隙涌水综合治疗方法的现场试验[J].煤炭学报，2010，35（8）：1314-1318.

[2]徐志鹏.高压裂隙注浆试验台研制及塑性早强浆材注浆试验研究[D].煤炭科学研究总院，2009.

[3]张民庆，黄鸿健.齐岳山隧道高压裂隙水注浆堵水技术[J].铁道工程学报，2010（01）.