浅议注浆技术应对控制井筒涌水的施工措施

黎小园

摘要：部分基础施工时，时常发生井筒涌水的情况，本文通过研究注浆技术应对控制井筒涌水的情况，并总结出一套切实有效的施工技术，为广大土木工程施工人员提供参考。

关键词：注浆技术；井筒涌水；施工措施

随着土木工程施工工艺的不断创新和改革，灌浆技术已经日益成熟，广泛用于处理各类不良地质问题，特别是在应对和控制井筒涌水的时候，注浆技术施工更具备代表性。因此需要加强在注浆施工过程中的管理，避免由于施工原因造成的缺陷问题。

一、井筒涌水情况分析及对策

井筒涌水包括掘进工作面涌水和井壁漏水。应当依据井筒最大涌水量，确定井筒施工处置水的方式，通常井筒最大涌水量超过40m3/h时，应采用注浆封堵涌水后凿井；井筒最大涌水量为10～40m3/h时，采用吊泵排水；井筒最大涌水量小于10m3/h时，采用吊筒排水。井筒施工后涌水量必须小于6m3/h，否则要进行璧后注浆处理。

在进行井筒涌水处理时，可利用送压设备将能够固化的浆液材料通过钻孔注入地层中颗粒的间隙、土层的界面或岩层裂隙内，使其扩张、胶结、固化，以降低地层的渗透性，增强地层强度，防止地基沉降、变形的注浆技术在控制井筒涌水中得到越来越广泛的应运。

二、注浆技术施工工艺及措施要点

在进行注浆施工之前，必须针对工程情况编制切实可行的注浆施工专项方案。以某隧道井筒涌水为例，考虑主井井筒已掘砌施工，在第四含水层下部临近位置，地层由细、粗粒砂岩构成。由于井壁及工作面淋涌水达到约50m3/h，给井筒施工和井壁浇筑质量带来了严重影响，计划提前对下部含水层进行预注浆。注浆设计主要针对一次性完成含水层的预注浆工作。考虑到含水层与主井有关硐室的位置关系，在工作面预注浆完成后，根据实际揭露含水层的涌水情况再决定相关硐室的对应施工方案。井筒通过壁后注浆使涌水量控制在20m?/h以下时，施工止浆垫。在止浆垫内预埋内、外双排注浆孔口管，外圈孔主要负责第五含水层的预注浆工作，同时兼顾第六含水层检查孔；内圈孔主要负责第六含水层的预注浆工作，同时检测第五含水层的预注浆效果。根据前期对本井筒四含水注浆经验，此次注浆仍采用平底圆台形止浆垫以满足注浆压力的需要；浇筑止浆垫时要留设滤水层、滤水桶以及做好排水工作，确保止浆垫的质量。考虑到第四含水层修复的井壁和井壁淋水现象，我单位将在止浆垫浇筑完成和养护期间，对破损井壁进行处理并进行井筒壁后注浆堵水及加固工作，具体施工方案参见壁间、壁后注浆措施。由于预注浆地层以孔隙水为主，裂隙缝-微裂隙缝并存，地层富水性较强，水源补给较充分的特征，结合相邻井筒工作面预注浆经验，本次注浆材料设计采用普硅水泥、超细水泥和化学浆液并举，以化学浆液为主，超细水泥为辅，注浆压力取静水压力的2～2.5倍。

1、造浆站布置与注浆站布置：利用井口设置Js-1000型砼搅拌机拌制浆液，制造浆液时浆液必须搅拌均匀，2.5m3吊桶接浆下送，接浆时吊桶上口设过滤筛，下至井下二层吊盘，吊桶内设扫孔器一个，继续搅拌灰浆以防沉淀；水玻璃用4个塑料桶通过吊桶送至下吊盘。注浆站设置在二层吊盘上，布置注浆泵一台，凿岩机一台，浆桶三个，及相应的各种管路、电缆、电器设备、信号及通讯设施等。注意设备摆设要保持吊盘重心不偏移。

2、注浆流程为：搅拌→贮浆桶→注浆泵→混合器→注浆管→含水层

3、注浆顺序自下而上，再由上往下往复注浆，但在最低出水层位下，应先注浆封堵水路。注浆结束标准以注浆压力升至设计终压，且孔内不吸浆，出水点不再出水，10分钟打开孔口管放浆阀，不漏水，井壁不见出水点，全井筒涌水量不超过6m3/h，可结束本次注浆。

三、实例分析注浆参数选择

1、基岩段注浆最大压力不得大于7Mpa。水力冲孔瞬时压力不超过8Mpa。表土段夹层注浆内壁砼强度C30的，注浆压力不大于5Mpa；内壁砼强度C30以上的，注浆压力不大于7Mpa。

2、布孔①表土段：井深（絕对标高）-15m、-110.0m、-227.0m设计水平，环向均匀布置6个注浆孔。②表土段壁座下方-239m（累深264m）处单独施工一排注浆孔。③基岩段：以出水点为主，注浆段高不大于50m，环向均匀布置6个注浆孔，对于主要出水点则采用顶水对点布孔或在周围布孔。④基岩段打眼后，若无水则用水泥药卷封堵严实，表土段则将注浆管砸入井壁并加盖预留。⑤打眼用7655型风钻配Ф42钻头，孔口管采用Ф40×500mm的无缝钢管加工成马牙扣型，尾部焊挡板及1寸丝头，孔口管外壁用麻丝反复缠绕后，然后用大锤将带有保护管丝的孔口管撞入孔内，注浆管外露不超过50mm，装上注浆阀门后，连通注浆管路，进行清水试压。

3、孔深：基岩段以超过井壁厚度100mm、表土段以穿透内壁且进入外壁不超过50mm为原则。

4、水泥浆的水灰比为1：1、0.75：1，（见浆液配比对照表），水泥与水玻璃体积比为1：1、1：0.8～0.6。注浆时原则上用单液水泥浆，若井壁跑浆，则用双液浆封堵，间歇式注浆或用棉纱、铁楔先堵水眼后再注。

四、注浆技术施工安全措施及要点

基岩段打眼时，如发现涌水较大或涌水中含砂时，停止钻进，立即注浆。冻结段打眼时，在即将穿透内壁时停一下，观察无异常时再进行钻进。打眼时，操作人员两侧站立，不得站在风钻后面，以防顶钻伤人。严格交接班制度，交接班时井下情况要交代清楚。吸浆笼头应加过滤罩，以避免笼头堵死，笼头工要密切注意吸浆情况，发现异常，及时处理。每孔注浆完毕后必须用水泥封闭严实，封孔工作一定要认真，要经跟班队长和技术员检查合格后方可结束；打眼所产生的盲孔都要用水泥掺水玻璃封堵。注浆时要安排专人要观察注浆压力和井壁情况，以防井壁破裂，随时观察有无漏浆现象及位置，并及时采取处理措施。若井壁漏浆严重，可以调节浆液凝固时间或采取点注方法；压力表必须安装在水玻璃的管路上，发现压力表失灵及时更换。注浆人员要尽量远离注浆孔，开阀门人员要站在混合器两侧。注浆结束以后要立即对设备和管路进行全面清洗，注浆孔口管外露部分割除。

五、注浆效果校核及控制分析

在注浆前后对井筒进行测水并做好记录，作为本次注浆效果检验依据。在注浆完成后，应经建设单位和监理单位共同检测，明确井筒涌水5.2M3/h，根据涌水情况分析注浆效果。并且通过对注浆结束后的观察，需明确井筒淋水无异常变化，原来各出水点均无出现渗水现象，才能确认注浆技术措施应对有力。

六、结束语

注浆对封堵井筒涌水起到了较好的效果，是一种切实可行的堵水方法，是一种可行的控制井筒涌水方法。在对井筒涌水控制措施中，注浆技术应用需要根据工程地质勘察情况和设计要求，进行综合分析并制定施工方案，通过加强对施工工艺的完善和对质量控制措施的落实，保证注浆技术在控制井筒涌水的施工过程中达到理想效果。

参考文献

1. 闫振斌，印东林，骆志兵等.立井井筒侏罗系含水地层工作面预注浆堵水技术[J].能源技术与管理，2010年05期.

2. 刘人太.水泥基速凝浆液地下工程动水注浆扩散封堵机理及应用研究[D].山东大学，2012年

3. 张瑞彬.立井井筒工作面预注浆施工[J].建井技术，2008年03期.