壁后注浆技术在西部某冻结井筒中的应用

周可发 杨明红

(北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013)

壁后注浆技术在西部某冻结井筒中的应用

周可发 杨明红

(北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013)

以西部某冻结井筒壁后注浆工程为例，对壁后注浆时间进行了介绍，分析说明了注浆孔的布置方式，并对注浆效果作了监测，指出该井筒通过壁后注浆避免了出水事故，提高了井筒施工的安全性。

冻结壁，井筒，注浆，监测

冻结技术是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层,进而形成一种临时支护——冻结壁，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁融化。

由于西部软岩地层导热系数高，冻结壁解冻速度快，井筒施工中，容易出现井壁外侧向井筒内流水甚至出现淹井，这样就需要在冻结壁融化前进行壁后注浆。

矿井壁后注浆采用充填注浆的方法将水泥浆充注到井壁外侧与冻结壁内侧的空间，防止含水层冻结壁融化后流入其他地层。西部某冻结井筒内壁砌筑完成后为了防止水患，成功应用了壁后注浆技术。

1 工程概况

该煤矿位于内蒙古自治区鄂托克前旗西约70 km处，地处内蒙古自治区与宁夏回族自治区接壤地带，矿井设计生产能力为300万t/年。风井井筒净直径6.0 m，井口设计标高为1 243.5 m，井筒设计深度478 m，冻结深度385 m。

冻结段支护长度376 m，采用双层钢筋混凝土井壁支护，其中，外层井壁壁厚550 mm，混凝土强度等级C30～C50；内层井壁壁厚600 mm～800 mm，混凝土强度等级C30～C55；内壁与外壁之间敷设PE塑料夹层，厚度为3 mm；筒式壁座高8 m，采用单层钢筋混凝土支护形式，壁厚1 153 mm，混凝土强度C55。井筒冻结段以下为基岩段，长度102 m，单层钢筋混凝土支护，支护厚度600 mm，混凝土标号C30。井筒表土和风化基岩段采用冻结法施工，基岩段采用钻爆法施工。

由表1及地质报告可得出，井筒的冻结基岩段为297.25 m～385 m，壁座处于376 m～385 m之间。根据水文地质条件该井筒基岩段主要含水层在311.90 m～331.20 m，厚度19.30 m。本工程风化基岩壁后注浆段选为300 m～376 m。风井地层分布见表1。

表1 矿井部分地层分布表

2 壁后注浆时间的选择

该矿井位于我国西部内蒙古境内，与宁夏回族自治区接壤，岩石属于典型的西部软岩。该类岩石具有热传导系数高、蓄热能力较低且地下水较活跃等特性。

基于软岩以上特性，故壁后注浆时间宜早不宜晚。结合凿井施工工序，壁后注浆时间应在冻结段井筒内壁施工完成后立即转入井筒壁后注浆工作。因为井筒内壁施工完成后，冻结系统已停冻，冻结壁开始化冻。时间越晚，冻结壁越薄弱，可能直接导致注浆失败。

3 注浆孔的布置

注浆孔的布置是基于冻结壁与井壁间未形成冻土区的充填。井筒在300 m～376 m段，井壁厚度为1.153 m，井壁内侧到冻结管距离为2.95 m，冻结壁设计厚度2.3 m。结合规范和工程实际，确定注浆管深入井壁1.5 m，纵向层间距20 m，单层均布4个注浆孔，注双液水泥浆。注浆孔布置展开见图1。

4 注浆效果监测

按1号，2号，3号,…,16号孔依次注浆，注浆压力至5 MPa时停止注浆。注浆参数见表2。

表2 风井注浆参数表

从表2可看出，1号～16号孔注浆量整体呈现逐渐减少趋势。随着待注浆空间的减小，注浆压力上升速度加快，即单孔注浆压力由起始压力升至5 MPa时间减少。最底层(13号～16号孔)由于待注浆空间较小，故充填量少。以上结果均符合充填注浆一般规律。

5 结语

壁后注浆过程中要注意注浆量、注浆速度、注浆压力上升速度变化规律是否正常，注浆时间应越早越好。该井筒壁后注浆后进入基岩段施工，未出现“出水”现象，注浆取得了预期的效果。为后续矿井施工创造了条件，也为该地区类似井筒提供了参考。

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Application of back wall grouting technology in freezing mine of west China

Zhou Kefa Yang Minghong

(BeijingChinaCoalMineEngineeringCo.，Ltd,Beijing100013,China)

Taking the back wall grouting technique in freezing mine of western regions of China as the example, the paper introduces the back wall grouting time, analyzes the allocation approaches of the grouting holes, monitors the grouting effect, and points out the shaft can avoid the effluent accidents with the back wall grouting, so as to improve the safety of the construction.

freezing wall, shaft, grouting, monitoring

2015-04-20

周可发(1984- )，男，助理工程师； 杨明红(1981- )，男，工程师

1009-6825(2015)19-0069-02

TU472

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