化学注浆在砾石层施工中的应用.doc

化学注浆在砾石层施工中的应用
化学注浆在砾石层壁后注浆中的应用
1 工程概况
赵家寨主井井筒全深475m,,支护厚度500mm,砼强度C30。表土段45m,砾石层5m,风化带25m。
地质情况,井深45~50m为直属第四系,卵石层,,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,,即井深50~,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,与四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—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,注浆时进浆量较小,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,累计该段涌水量约15m3/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,且壁后砾石层裂隙不发育,普通浆液扩散不远,通道不畅,因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中扩散充填,比较适于井筒井壁受力条件。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。壁后注浆推荐采用中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,在国内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、胶凝时间、聚合特点等)、强度性能(粘结强废、固砂强度)及高渗透性等方面均能满足高水头井筒防渗治理的要求,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

采用下行式注浆为主,上行注浆为辅。先用水泥—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—水玻璃双液浆对集中出水点及壁后空洞先行预注,砾石层上部也用水泥—水玻璃双液浆封堵,防止表土段潜水水源下行。最后由上到下用化学浆液注浆,每一水平在井壁周圈均匀布置6个钻孔,每一水平上下间距2m。

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—水玻璃浆液联合注浆,当压力上升时,不宜超过3 Mpa,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≥3 m,孔口管长度1~2 m,注浆终压3 Mpa,瞬间冲击压5 Mpa,单孔注浆量3 t。
4注浆工艺


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,