壁后注浆工艺方法及研究

辛建明

【摘要】 竖井井壁出水点多位于裂隙含水层或含水流砂层，以井壁及井壁接茬、预留导水管为出水通道。出水易造成井壁砂线现象，影响井壁观感质量，同时影响井筒设施的使用年限。为保证井筒施工质量，封堵出水通道，应进行井筒壁后注浆。本文以鲁南矿业王峪矿区主井井筒施工为例，简要介绍壁后注浆工艺方法。

【关键词】 竖井井筒 壁后注浆 注意事项

一、工程概况

鲁南矿业王峪矿区位于山东省沂水县，其设计生产能力为1.5Mt/a，主井井筒设计净直径为5m，井深299.5m。井口地面标高+207.5m.地表沂河流经矿体上盘，上覆第四系含水丰富，透水性强，与沂河形成互为补给的关系。下伏泰山群变质岩系构成铁矿带和矿带顶、底板。井筒为素砼结构，井筒净径5米，自锁口段（标高+184.5米）以下井壁设计厚度0.35米，掘砌过程中井壁涌水，涌水量小于6m3/h，先期采用引水管导水措施，待井筒砌筑至第三层马头门（标高+50米）时，为防止井筒淋水顺着井壁进入滑模，影响浇筑混凝土质量，给浇筑施工带来困难。因此须停止生产，对成井段采取壁后注浆堵水措施。

二、注浆方案

我项目部、建设方、监理方共同对井筒涌水情况进行实地勘察，井壁+80m水平以上，有明显出水点16处。主要表现在井壁接茬处出水，个别地点为井壁孔隙处渗水。根据出水情况，项目部决定采用上行式注浆方法。

1、机具选择：

造孔机具：7655凿岩机以φ42mm“一”字型合金钻头。

注浆机具：70/45型风动双液注浆泵，注浆压力3-7MPa

浆液配制桶3个（单液浆、双液浆、清水桶各一个）。

2、注浆液参数

（1）、浆液材料：425#普通硅酸盐水泥，水玻璃波美度为38～40，模数为2.6-2.8，比重1.40

（2）浆液配比：

单液浆水灰比一般为0.8︰1；稀浆水灰比为1︰1～1︰1.5；双液水泥浆水玻璃体积比一般为5︰1。

3、设计注浆终压： P0（D+2E）2/4E（D+E）≦P

P：井壁设计抗压强度

D：井筒净直径

E：井壁厚度

P0：注浆终压

注浆压力根据静水压力和井壁强度推断，考虑富裕系数而定。根据经验和要求，注浆压力保持能注进浆液而不破坏井筒为准，大于静水压力0.5～1.5MPa，注浆终压取2.5MPa。经过公式验算，符合井壁抗压强度要求。

3、注浆布孔参数

根据井壁出水点情况，布孔参数选择如下；

淋水形式 布孔原则 施工特点

均匀片状渗水 多布浅孔，沿井圈布孔，三花或五花眼布孔，孔距1.5～2.5米 以双液注浆为主，主要封堵壁后空间和砼孔隙。

条带状缝隙渗水 沿缝隙挖补加固，再沿缝侧边布孔4—6个 以出水大的一孔为主注浆，其余孔复注浆。

集中出水点出水 对集中出水点直接造孔，同时在出水点附近布1～2个深孔。 直接双液注浆，其余孔复注或再打注浆孔注浆。

混凝土接碴缝漏水 一般采用均匀布孔，三花或五花眼孔间距0.7～1.5m 双液注浆

三、注浆方法

在吊盘或工作面设风动双液注浆泵，附近设水泥浆储液桶、水玻璃储液桶和清水桶各一个。水泥浆液制作在地面设搅拌站进行，水泥浆通过溜灰管注入水泥浆储液桶，水玻璃事先通过吊桶输送至工作面备好。

1、 埋设注浆管

在井壁出水位置用7655凿岩机配气腿打出出水眼，将麻丝用水泥浆和水玻璃浸透，缠绕在已加工好的注浆管壁上，快速插入出水眼，然后用道钉沿注浆管壁周围插入，紧固注浆管，15分钟后，即可开始注浆，插入注浆管过程中，注意保护注浆管丝头。

2、 压水试验

注浆管安好后，安上球阀，连接好管路，开泵进行压水试验。压水试验持续15分钟，确定各项注浆参数。

3、注浆

确定注浆终压后，开始注浆，浆液由稀到浓，壁后注浆必须做到壁后围岩裂隙填充密实，形成封水帷幕，切断出水途径。由初压逐步过渡到终压，期间不能突然增大压力。当注浆孔压力达到设计压力，持续10分钟不吸浆，井壁无渗水现象，即结束注浆，用双注浆液封孔。

四、注浆工程量

+80米至+100米段，注浆孔22个，孔深0.5米，用水泥800Kg，水玻璃200Kg，麻10Kg.

+100米至+125米段，注浆孔20个，孔深0.5米，水泥1000Kg， 水玻璃150Kg，麻4Kg.

+125米至+139米段，注漿孔15个，孔深0，8米，水泥700Kg， 水玻璃50Kg，麻3Kg

+139米至+164米段，注浆孔24个，孔深0.8米，水泥700Kg， 水玻璃100Kg，麻6Kg.

五、注浆注意事项

1、注浆孔必须布在井壁完好无缺的地方，避开薄弱处、井壁接茬或裂缝。

2、注浆管要埋设牢固，注浆管与注浆孔壁之间要填充密实，防止注浆过程出现喷孔。

3、注浆时应控制注浆压力，由小到大，边注浆边观察注浆管与井壁变化，发现异常情况，立即停机处理。

4、双液注浆时，两只注浆管不得混用，以防堵管。

5、注浆时，应设专人观察井壁，发现井壁鼓裂变形，应立即停泵处理，发现跑浆，应立即用棉纱、双液浆封堵。

6、注浆结束后，要将所有阀门拆除，外露注浆管要切割处理。

五、注浆成果

本次注浆历时25天，注浆后井壁淋水小于2m3/h，符合预期效果要求。

结语 实践证明，壁后注浆是一种工艺简单效果显著的防治水方法，在注浆堵水的同时能起到加固井壁的作用。注浆效果的好坏取决于注浆孔位置、深度的选取，注浆液浓度计压力的掌握。注浆参数要根据井壁情况，渗水情况等条件综合推断，不能生搬硬套。

参考文献

[1] 宋振骐 . 实用矿山压力控制 . 徐州 . 中国矿业大学出版社.1998

[2] 刘凤坤 舒非凡 立井井筒壁后注浆施工 [J]；建井技术；2008年02期