井筒富水基巖破碎帶地面預(yù)注漿技術(shù).pdf

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1、第41卷第6期Vol.41，No.62015年12月SichuanBuildingMaterialsDecember，2015井筒富水基巖破碎帶地面預(yù)注漿技術(shù)劉頓(安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院,安徽淮南232001)摘要:井筒基巖破碎帶強(qiáng)度低。厚度大且含水豐富,N結(jié)合典型井筒工程,采用地面預(yù)注漿加固破碎帶巖體。使1用分支孔對注漿孔進(jìn)行施工;根據(jù)注漿深度、段高的劃分、9800注漿壓力等確定注漿量,破碎帶堵水率達(dá)到99．5%,起到660°2了很好的加固堵水效果,為其它類似井筒注漿施工提供了8700寶貴經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:井筒;破碎帶;地面預(yù)注漿;注漿效果中圖分類號:TD265．4

2、文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號:1672-4011(2015)06-0183-0253DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.06.0930前言4地面預(yù)注漿技術(shù)是指當(dāng)井筒通過較大的裂隙含水層或圖1注漿孔布置圖流砂層時(shí),在井筒開鑿以前,用鉆機(jī)沿井筒的周圍鉆孔,2．3孔斜然后將配好的漿液靠設(shè)在地面的注漿泵經(jīng)過各注漿孔注到井筒直孔固管段終孔偏斜率不大于2‰,注漿段終孔偏地層內(nèi)的裂隙或孔隙中充填固結(jié),在未開挖的井筒周圍形斜率不大于5‰。成不透水的注漿隔水帷幕,最后再進(jìn)行井筒開鑿。為防止鉆孔偏斜,在鉆進(jìn)過程中,應(yīng)嚴(yán)格遵守技術(shù)操地面預(yù)注漿技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:①全部工作

3、均在地面上進(jìn)作規(guī)程,還應(yīng)注意鉆具的同心度與垂直度,根據(jù)巖層軟硬行,工作條件好、效率高、鉆進(jìn)速度快;②可以根據(jù)裂隙的變化調(diào)整鉆壓、鉆速,保證鉆具呈垂直狀態(tài)。方向布置鉆孔,鉆孔偏斜影響小,且鉆孔、注漿工程量較鉆孔測斜采用JDT-6陀螺測斜儀,要求每10m一個(gè)小;③鉆孔和注漿工作可在井筒開始掘進(jìn)前進(jìn)行,不影響測點(diǎn),必要時(shí)加密測點(diǎn),并把數(shù)據(jù)及時(shí)填到鉆孔偏斜平面工程進(jìn)度,可連續(xù)施工;④可以使用生產(chǎn)效率高的大型鉆圖上,以便根據(jù)鉆孔偏斜情況及時(shí)采取相應(yīng)措施,確保注機(jī)使注漿孔孔徑加大,鉆孔可以交叉更多的含水層裂縫,漿質(zhì)量。提高了充填效果。3注漿方案1工程概況3．1注漿深度及段高劃分江蘇

4、省徐州市某礦區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位置屬華北板塊南緣,井筒斷層破碎帶的加固范圍為400~442m。采用小段煤田構(gòu)造形式為近東西向的對沖構(gòu)造盆地,南北兩側(cè)均為高,定量注入單液水泥漿進(jìn)行加固。當(dāng)井底為含水層時(shí),推覆構(gòu)造組成的疊瓦扇,盆地內(nèi)部則為較簡單的復(fù)向斜構(gòu)為防止井底涌水,注漿深度應(yīng)為10m以上。當(dāng)注漿深度較造。南北邊緣發(fā)育走向逆沖斷層,內(nèi)部發(fā)育北北東向正斷大時(shí),由于各土層的裂隙發(fā)育不同及靜水壓力隨深度增加層。而增大,所以,在一定壓力下漿液擴(kuò)散距離不相同。上部井筒多為花斑狀泥巖、砂質(zhì)泥巖和粉砂巖,裂隙發(fā)育,擴(kuò)散遠(yuǎn),下部擴(kuò)散較近;大裂隙擴(kuò)散遠(yuǎn),而小裂隙擴(kuò)散近,巖體破碎,富含水和瓦斯。

5、瓦斯地質(zhì)、水文地質(zhì)和工程地應(yīng)采用分段注漿。而主井?dāng)鄬悠扑閹Щ粳F(xiàn)場實(shí)際情況可質(zhì)條件較為復(fù)雜。以采用先注黏土漿,再注入水泥漿。水泥漿注漿加固段高2注漿工藝原則上每10~20m一個(gè)段高,以不塌孔和埋鉆為原則。3．2注漿壓力2．1固管工程量、注漿段造孔注漿壓力是漿液在地層中擴(kuò)散的動(dòng)力,它直接影響注在注漿施工中,依據(jù)注漿的目的不同及注漿地層的不漿加固效果,但是注漿壓力受注漿地層條件、注漿方法和同,可以采用不同的鉆孔方法及鉆孔要求。注漿材料等因素的影響和制約。固管段表土層段采用牙輪鉆頭鉆進(jìn),直孔鉆至382m。注漿壓力采用式(1)來計(jì)算:護(hù)壁管中用單液水泥漿固管;養(yǎng)護(hù)后換á130m

6、m牙輪鉆P=k·H(1)頭,無芯鉆進(jìn)至終孔。井筒地面預(yù)注漿共完成固管安裝式中:k是由深度決定的壓力系數(shù),MPa/m,在埋深較2292m,完成注漿段造孔4018m,注漿孔布置見圖1。潛的土層注漿時(shí)可取k=0．023~0．021;H為注漿深度,m。2．2鉆孔結(jié)構(gòu)由于是對斷層破碎帶進(jìn)行堵水加固,地質(zhì)條件非常復(fù)主井地面預(yù)注漿鉆孔分兩級結(jié)構(gòu)。雜,所以從注漿公式可確定終壓為靜水壓力值的2．5~3．0直孔段:開孔直徑191mm,鉆進(jìn)至套管深度382m,倍,且根據(jù)注漿施工中的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。下入直徑168mm套管。套管以下用直徑130mm鉆頭鉆進(jìn)。3．3注漿材料及配比破碎帶堵水注漿以

7、黏土水泥漿為主,加固以單液水泥漿為主,并注入部分塑性早強(qiáng)水泥漿(主要成分水泥、粉煤作者簡介:劉頓(1990-),男,安徽合肥人,在讀碩士研究生,主要研灰、早強(qiáng)劑、塑性劑)。究方向:隧道支護(hù)。塑性單液水泥漿比常規(guī)的單液水泥漿吸水率低,懸浮·183·Vol.41，No.6第41卷第6期December，2015SichuanBuildingMaterials2015年12月性好,早期強(qiáng)度高,可以適當(dāng)提高注漿段高,減少重復(fù)注20min以上。漿次數(shù),提高施工效率。具體單液水泥漿配比見表1。4．2注漿效果表1單液水泥漿主要材料配比表井筒涌水量的預(yù)計(jì)