硫铝酸盐水泥粘结注浆施工工法

硫铝酸盐水泥粘结注浆施工工法粘结注浆，就是采用硫铝酸盐水泥为注浆材料，按设计要求，将浆液注入到巷道轮廓以外的松散的岩体内（如冒落区），使松散的岩体粘结，形成一个注浆硬壳帷幕，并根据需要控制粘结高度，使浆液不进入或少进入巷道轮廓以内的一种控制注浆施工工艺。该施工工艺在谢桥矿、李一矿处理高冒区的注浆和谢二矿设备基础注浆加固实践中取得了成功经验，解决了常规修护高冒区难以解决的问题，得到了有关方面的认可，取得了较好的经济和社会效一、特点．胶凝时间可调。由于使用硫铝酸盐快硬水泥作为注浆材料，可根据实际需要调整胶凝时间，容易掌握和控制。．粘结力强。由于硫铝酸盐快硬水泥具有早强、速凝、不析水的特性，所以，对冒落区的矸石有较强的粘结和充填作用。．施工工艺简单，易于操作，便于推广。．浆液损失少，成本低。与常规注浆比较，由于注浆浆液不进入巷道断面内，浆液损失量可减少30％左右。．施工安全。巷道断面以外的松散岩石得到注浆粘结，形成了注浆帷幕，从而实现了在注浆帷幕下进行施工，较为安全。．施工速度快。由于注浆浆液不进入巷道断面内，不需要爆破，从而施工速度得到了二、适应范围适用于矿山井巷工程的高冒区进行复修注浆、岩体加固、井巷滴水的封堵和大型设备基础的加固等工程。三、工艺原理利用硫铝酸盐水泥具有早强、快硬、不析水以及可控制胶凝时间的特性，通过造孔，让配制的浆液从上向下淋渗，在不进入修复巷道的断面内即可胶凝，从而在巷道轮廓线以外形成一个胶结的硬壳帷幕，而巷道断面内的矸石仍处于分散状态，以达到控制注浆、减少材料消耗、简化修复过程中的开挖工序，实现安全施工的目的。四、工艺流程及操作要点（一）工艺流程（见图1、图2）施工工艺流程见图1，注浆工艺流程见图2。|嚴飯台 |帶力H制■r曲港至If松戢若怵中图2注浆工艺流程操作要点．确定注浆参数。注浆孔布置。一般采用2—1—2方式，即巷道断面内的顶部和两肩窝各布一个孔，深度依次为2短(肩窝短)1长(顶部长)2短，长短差距2m，高度以穿过冒落矸石为准。注浆压力。注浆压力0〜IMPa即可，以渗淋注浆为主。胶凝时间的确定。注浆效果的好坏，在一定程度上取决于浆液胶凝时间的长短。胶凝时间长浆液凝固慢，跑得远；顶部冒落的松散岩体不能及时有效地粘结，而冒落在巷道内的矸石有可能固结，造成开挖困难，而巷道轮廓以外又没有得到有效粘结，给施工带来不利；胶凝时间短，浆液凝固快，可能没到巷道轮廓已凝固，达不到预期效果，同时易造成堵管现象。所以合理确定胶凝时间至关重要。胶凝时间的确定，可从以下几个方面考虑：水泥的性能、水灰比、缓凝剂的掺量、搅拌时间、注浆管路的长度、淋渗高度、淋渗速度、注浆泵输送速度等。可通过试验法(对水泥性能的试验、模拟试验和现场试验)来确定合理的胶凝时间。2．注浆施工。严格按设计要求打注浆孔，其孔深、角度均要测量，并做好记录，孔底落孔位置应在松散岩体以上的冒空区。计算钻孔到巷道轮廓的垂直高度，以便合理确定缓凝剂的掺量，达到理想的注浆效果。通过浆液浓度配比来调节浆液的胶凝时间。施工前要检查注浆泵、注浆管路及封孔情况，均正常后方可开始注浆。正式注浆前，应进行试注，以便调整、确定合理的注浆参数。按设计要求的注浆压力和预想渗淋高度，每个孔的注浆时间严格掌握。安装注浆管和孔口管，并做好封孔工作，严防跑漏浆。五、材料1．硫铝酸盐快硬水泥，级别为：32.5级、42.5级。该水泥的主要特点是可在高水灰比条件下固化，且水灰比可调范围大，浆液流动性能好，渗透性强，固结强度高。同时，高中水灰比的结石弹模小，延性大，更适应固结体有较大变形的要求，结石率可达100％，因而无析水和体积收缩等问题。硫铝酸盐水泥在20°C常温下主要性能见表1。表1硫铝酸盐水泥主要性能指标表uif{/■■IarrntriD1*M-iP ai.i1.(■J>IM12．缓凝剂。六、机具设备机具设备见表2。表2机具设备表七、劳动组织与安全（一）劳动组织打钻造孔按三八制作业，每小班6人，注浆施工劳动力组织配备见表3表3注浆施工劳动力组织配备表（人）（二）安全．施工人员必须认真学习操作规程和作业指导书，熟悉各个阶段的施工工艺。．施工前，必须认真检查机电设备和各种闸阀、管路连接情况，均正常后方可开始施工。．注浆时，要严格控制注浆压力，避免忽大忽小现象。．找尽巷道内的浮矸危岩，必要时进行喷浆处理。．停注时，要对管路进行及时冲洗，以防浆液凝结在注浆管内，造成堵管现象。．搞好联保互保和自我保安。八、质量要求1．巷道轮廓线以外的冒落松散体通过注浆粘结以后必须密实，帷幕一定要形成，而且要有一定的强度。．巷道断面内的矸石要保持冒落松散体状态。九、效益分析1．处理冒顶施工工序简单，速度快。由于在巷道轮廓线以外形成一个注浆帷幕，使巷道轮廓线以内的冒落矸石仍处于松散状态，减少了重复开挖，简化了施工工序，不需要爆破，加快了进度，工期提前1个月，为巷道的提前投入使用赢了时间。2．注浆施工工艺简单，易操作，便于推广。．浆液损失率少，成本低。由于注浆浆液在没有进入巷道断面内即已凝固，从较大程度上避免了浆液的损失，减少了材料消耗量，节约了成本。以谢桥矿西一B组轨道上山为例，较普通水泥普通注浆方法（即注浆浆液进入到巷道断面内）浆液损失率可减少30%左右，每米可减少水泥6000kg，同时可节约炸药约45kg，雷管60发，取得了较好的经济效益。．施工安全。通过注浆，在巷道轮廓线以外形成了一个注浆帷幕，人员在注浆帷幕下进行作业，较为安全，降低了安全成本。十、应用实例（一）谢桥矿西一B组轨道上山高冒区粘结注浆谢桥矿西一B组轨道上山冒落长度100余米，冒高约在8m以上，为确保施工安全和该上山尽快修好交付使用，经研究确定采用粘结注浆技术，即采用硫铝酸盐快硬水泥进行粘结注浆。1999年对该冒落区进行注浆施工，注浆结束3天后进行开挖，发现被粘结的矸石在巷顶以上0.1〜0.4m，只有部分裂隙较大的地方才发现有少量浆液流进巷道断面内，真正达到了在巷道轮廓线以外使冒落松散岩体得到粘结，形成了粘结硬壳帷幕，而浆液又不进入巷道轮廓线以内的目的，实现了在硬壳帷幕掩护下进行开挖、出矸、架棚作业，取得了预期的效果，提前1个月完成修复计划。（二） 李一矿-660m暗副井上部车场4#交岔点冒落区粘结注浆李一矿-660m暗副井上部车场4#交岔点冒落长度约30m，已影响正常使用，若采用普通刷挖的方法进行修护，有可能发生大面积冒顶，并危及施工安全。1999年8月经集团公司有关部门研究决定，采用此粘结注浆技术进行注浆，注浆结束7天后进行挖刷维修，经拆除原29U型钢支架，刷大巷道断面后发现巷道上方破碎岩石得到有效粘结，胶结程度很好，形成了再生顶板且强度较高，均匀密实，施工时没发生大面积冒顶和局部掉顶现象，达到了在注浆帷幕下进行安全施工的目的，使巷道顺利修复。（三） 谢二矿-580m主斜井重1#、2#电机驱动硐室基础加固注浆谢二矿一580m主斜井1#、2#电机驱动基础由于受压力及电机运转时冲击交变荷载共同作用，使电机传动基础受到底板围岩体约束已削弱或局部解除，电机传动