主井封水注浆施工技术安全措施.doc

主井内外壁夹层封水注浆施工技术安全措施一、工程概况主井井筒净径4.5m，井深571.5m，其中冻结段488米，套壁井深483m，净断面15.9m2,外壁厚度为450900mm，为单排钢筋砼支护，内壁厚度为450850mm，为双层钢筋砼支护，基岩段为87.8m，为单层素砼支护，支护厚度为350mm。主井冻结停机时间2003年5月，主井套壁于2003年7月结束，主井筒于2003年12月落底。2005年7月16日井筒出现淋水增大，7月18日甲方、监理、施工单位3方进行现场勘察发现，在井深305 m处有一环向收缩裂缝（井筒-305m处为6.1m含砾粗纱），多个集中出水点，水质较清，水温较低，估计是冻结壁解冻后，砂砾层含水层沿井壁收缩裂缝出水，目前进行-480 m水平井底车场及相关硐室施工,由于井筒局部出现淋水现象,为保证井筒及人员安全,经研究决定对井筒内外壁进行夹层封水注浆,为保证安全施工,特编制本措施。二、工程地质及水文特征根据钻孔钻探资料，主井表土段位于三系、四系地层中，第四系地层083.29m,厚83.29m, 其中粘土及砂质19层； 第三系地层83.29457.78m,厚374.49m,主要由粘土及砂质粘土、砂及粘土质砂、砾土层、岩层组成，分别占四系地层总厚度的65.8%、29.6%、3.5%、1.1%；主井井筒-260-310m处出水段属第三系地层,分别由含砾中砂、粘土、钙质粘土、粘土质砂、砾石、砂质粘土等组成，-257.8-260.3m为含砾中砂,-280.8-282.9m为含砾粗纱,-290.8-297.5m为砾石层,299.1-305.2m为含砾粗纱，出水段地质情况详见济西主井地质素描图。根据主井筒2号检查孔提供资料，0400m有2个含水层组，即第四系含水层组及第三系含水层组。第三系含水层组，主要由粘土、钙质粘土、粘土质砂、砂层组成，粘土层较厚，基本不含水，是良好的隔水层，第三系砂层较松散，富水性较强，第三系下部砂层多不纯，充填有粘土质，多数成半固结状，富水性较差。三、施工方案本次注浆的目的是内外壁夹层注浆堵水，采用整体下行,分段上行注浆方式，遇水即注，直至无 出水点。采用单液及双液注浆，注浆泵及造浆站布置在上井口，通过注浆管路对井壁夹层进行注浆，在罐笼上搭设工作台进行钻孔及注浆作业。四、注浆参数1、浆液类型本次注浆采用水泥浆和水泥水玻璃双液浆两种，水泥选用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃选用4045Be模数2.83.2。2、浆液配比水泥浆浓度水灰比取0.75:1， 1:1 ，1.5:1三种，双液浆C:S=1:0.6，采用立式搅拌机搅拌，本次注浆以双液浆为主，水泥浆以浓浆为主，注浆时宜先注稀浆，后注浓浆。3、注浆压力对井壁强度进行核验： P= K(E2+2R0E) / 2(R0+ E)2 K井壁允许抗压强度，K=R/n R井壁材料极限抗压强度，（/cm2） R0井筒净半径，225cm n安全系数，n=2 p注浆部位井壁承压能力, （/cm2） E井壁厚度，65cm由主井施工图：-230m以上 R=30MPa，内壁厚50cm，-230m以下 R=50MPa 壁厚65cm代入数值：-230m以上 P=24.8/cm2 -230m以下 P=49.7/cm2经综合考虑本次注浆压力为: -230m以上注浆压力25kg/cm2，终压30kg/cm2；-230m以下注浆压力30kg/cm2，终压45kg/cm2施工时严格控制注浆终压。4、注入量为达到最佳注浆效果，在不超过注浆终压情况下，可大量注浆。5、注浆孔深度注浆孔深度为超过内壁50mm。主井井筒-260-310m处出水段注浆孔深度：因该段内壁厚650，设计注浆孔深度为700，其中孔口管深500，套孔钻进250。6、注浆结束标准（1）单孔结束标准达到终压，出水点不再漏水。 （2）整个注浆段应无集中出水点或成片渗漏水。 五、注浆施工1、注浆范围：注浆范围为冻结表土段，垂深260-310米为重点注浆段。2、注浆方式：采用整体下行,分段上行的注浆方式。3、注浆设备：采用2TGZ-60/210型注浆泵，立式搅拌筒，25mm高压胶管。4、造浆站布置：造浆站设置于地面井口东侧，由双路高压胶管输送浆液至井壁注浆段。5、工作台搭设：在罐笼上搭设工作台进行钻孔及注浆作业。6、注浆孔设计及施工（1）注浆孔深度为超过内壁,进入外壁50mm。注浆孔布置排距为出水段为6m；无出水段10m，每周布孔46个，孔数可根据现场堵水情况增减。（2）井筒垂深260310m出水段注浆，在出水点1.5m范围内布孔寻找水源，一周布46个，孔数可根据现场堵水情况增减。（3）井筒垂深260310m出水段注浆孔总深700m，其中孔口管深500m，孔口管40mm，再用28mm钻头套孔钻进250mm。7、注浆施工（1）注浆泵、高压管、混合器、球阀在正式注浆前应压清水试验，一切正常后再向孔内压清水试压及观察出水点变化情况，注浆时宜先注稀浆，后注浓浆。注浆时应连续注浆,因故障等原因停注时,应注清水冲洗管路；注玻璃浆前、后均应注清水冲洗管路,保证注浆管畅通。（2）在正常注浆时，井下设专人观察井壁，有异常情况时，应及时与地面泵站联系，采取措施进行处理。（3）泵站司机时刻观察压力表的变化，如压力突升或突降，要及时停泵查明原因采取措施,进行处理。（4）严格按设计注浆压力进行注浆，保证注浆压力表完好，严禁无压力表监测控制进行注浆，无论地面、井下压力表超过设计值时（地面与井下压力表值有差值），必须及时泄压、停机。（5）每段出水点全部封堵达到设计后，冲洗注浆泵、管路、混合器等，将物品等整理到罐笼，确认安全后，再起松吊盘，处理下段出水点。（6）注浆顺序：井壁裂缝漏水处，可采取下行式注浆，集中出水处先注浆，分散漏水处后注浆。井壁漏水范围同含水层厚度一致，可先在下部层界面注浆，然后在上层界面注浆，最后中间注浆，以防驱散地下水，扩大漏水区。（7）注浆孔布置条件：注浆段砼井壁有片状渗、漏水或接茬缝有漏水时，可采取三花眼或五眼的布置方法，密布注浆孔以贯通细小裂缝；砼井壁有条状裂缝漏水时，可在裂缝两侧布斜孔；井壁有集中出水、漏砂时可顶水布置注浆孔；井壁在流砂层、砾石层部位漏水时，在其层界面应密布注浆孔。注浆孔间距应保证不出现无浆地带。（8）跑浆、漏浆处理方法：可采用缩短凝胶时间、间歇注浆、打入木楔、棉纱、双液浆等方法进行处理。8、注浆泵及阀门操作顺序（1）注浆前首先把吸浆笼头放入清水桶，关闭孔口进浆阀，打开混合器泄压阀，注清水检查注浆泵及管路是否畅通。（2）打开孔口进浆阀，关闭混合器泄压阀，注清水试压，正常后方可注浆，注浆结束后，应用清水冲洗管路、球阀及混合器。9、孔口管施工用42mm钻头在内壁打小于内壁厚100mm孔，将40mm的孔口管缠上麻丝，孔口管加工成倒马牙扣型，用风钻配顶具装入或用大锤砸入孔内，外露50mm，孔口管外装16MPa高压球阀，清水试压合格后，可套孔钻进。10、输浆管路布置输浆管路沿井筒压风管路敷设，每5m用10#铁丝绑扎一次，每20m用U型卡一道固定，直至注浆位置，注浆管路采用2路高压胶管连接至注浆位置。11、造孔注浆工艺流程钻孔（42mm） 安装孔口管 安装高压球阀 进行耐压试验 在孔口管内套孔钻进 放水 注浆管路及混合器安装 清水试验 测定静水压 注浆12、浆液工艺流程C液 C 注浆管注浆泵 混合管 止浆管 井壁S液 S注浆管六、施工辅助系统1、通讯：临时布置一路通讯线路至工作盘，采用本安型电话及耳机进行电话联系。2、信号 自井口临时布置一路信号电缆至工作盘，安装一个打点器进行打点，打点器不通时可采用敲罐联系。3、照明 自井口临时布置一路电缆，安装防爆灯进行照明。4、压风、供水 采用注浆管路用清水冲洗后兼做压风、供水管路。七、钻孔防突水措施1、钻孔施工前应对排水设备进行检修，保证在钻孔突水时能正常运转及时排水。2、当钻进注浆孔时，如井筒涌水量接近排水泵额定排水能力时，必须停止钻进，提取钻具，关闭高压阀门，及时注浆。3、孔口管必须按设计孔位埋设牢固，并安设高压球阀，对孔口管进行耐压试验，试验压力必须大于注浆压力1Mpa。孔口管试压经验收合格后方可钻进。确保孔口管的承压控水能力及安全装置灵活可靠。4、钻进过程中如发现钻孔内水压、水量突然增大且喷孔严重，情况危急时可采取拆掉钻杆，关闭高压球阀并及时向项目部汇报处理。八、劳动组织注浆作业采用 “三八”制作业。注浆作业小班人员配备：井下操作工合计6人，其中班长1人，打眼工1人，泄压工1人，安全监护（观察井壁）1人，信号联系1人，技术员1人。地面操作工9人，司泵工1人，供料3人，信号联系1人，造浆工2人，看压力表1人，把钩工1人。九、施工安全技术措施1、施工前应对参加施工人员进行安全技术教育，传达措施做到人人心中有数。2、注浆工作台一定要搭设牢固可靠，搭设后应由专人检查，安全后方可施工。3、工作盘人员必须配带安全带，并做到高挂低用，生根牢固；井筒打眼注浆作业，井上、下作业应安排专人负责通讯联系。4、注浆孔严格按要求布打，严格控制孔深，不得超打、乱打，以防破坏井壁，注浆孔严禁打穿外壁；废孔一定要封好封牢，固结后注浆管，必须能承受最大注浆压力，并密封良好，牢固可靠。5、注浆人员应配戴防护眼睛，胶质手套，造浆人员应戴防尘口罩。6、拌浆人员要严格掌握浆液配比，按设计配比拌浆。为防止水泥纸、纸屑、石子及其它杂物进入泥浆池，放浆口应设过滤网；水泥浆采用电动搅拌器搅拌，防止水泥浆沉淀。7、井下与地面联系的信号，通讯必须畅通无阻；井下注浆人员与地面开注浆泵人员经常保持联系，以确保注浆安全。8、罐笼工作台上应设护栏并搭设挡水棚。9、地面注浆泵操作人员密切注意压力变化，经常与井下联系，不得随意提高压力，防止注浆压力太大破坏井壁。10、井壁注浆前，应组织有关人员对井壁、井筒封口盘以下、上井口及井架部分进行认真检查，防止施工期间坠物，上井口必须封严实。11、注浆时井筒上、下口，禁止进行与注浆无关工作。12、注浆施工时，井筒工作盘操作人员，工器具要拴绳套在手上，所有架板风钻等材料工具必须用钢丝绳固定并生根牢固，防止坠落。13、注浆司泵工必须按操作规程认真操作，并随时注意注浆压力、吸浆量的变化情况，当注浆压力较大时，应及时进行卸压，对高压系统各部件认真检查，发现问题及时修理更换，确保注浆安全。每次注浆前应对供电、供风、搅拌、注浆设备认真检查，发现问题及时处理。14、井上、下信号，把钩工、绞车工应定人定岗，按章操作。15、注浆期间要设专人注意观察井壁是否有变形、掉块、跑浆、漏浆等现象，发现问题，立即停止注浆，进行处理。16、注浆泵及电气设备每天设专人检查维护，保证正常运转。17、泄压管路出浆口应避开人员并用铁丝固定于孔口管上，接头绑扎牢固，如需处理泵及管路时应停机卸压后处理。18、打眼及注浆时施工人员要避开孔口管正面，开启放浆阀要在一侧进行，防止喷浆伤人。19、下放注浆管路前，必须对每根注浆管进行导通试验及接头连接试验，接头必须用专用U型卡连接，保证连接牢固可靠。20、井筒注浆期间，下井口必须安排专人进行警戒，防止人员误入井口，分别在下井口15m以外设置拉绳及悬挂“禁止入内”警示牌，警戒人员必须在安全地点警戒。21井筒内注浆泄压浆液处理：在罐笼下层放一辆矿车，把泄浆管接至矿车，用于存放浆液。22、地面及井下注浆工作必须安排专人指挥。23、严禁酒后、睡眠不足及不宜高空作业者下井工作。24、本措施未尽事宜按煤矿安全规程执行。目 录一、工程概况 -1二、 地质概况 -1三、施工方案 -1四、注浆参数 -21、浆液类型 -22、浆液配比 -23、注浆压力 -24、注入量 -25、注浆孔深度 -26、注浆结束标准 -3五、注浆施工 -31、注浆范围 -32、注浆方式 -33、注浆设备 -34、造浆站布置 -35、工作台布置 -36、注浆孔设计及施工 -37、注浆施工 -38、孔口管施工 -49、输浆管路布置 -410、造孔注浆工艺流程 -411、浆液工艺流程-4六、施工辅助系统-51、通讯-52、信号-53、照明-54、压风、供水-55、供电-5七、钻孔防突水措施-5八、劳动组织-5九、施工安全技术措施-6主井井筒壁内封水注浆施工技术安全措施作业规程复查记录作业规程名称施工单位复查时间参加复查人员一、 存在主要问题：1、 注浆泵在停止工作后应放入清水桶内冲洗,打开泄压阀,直到排浆管中排出的水清澈不含浆液为止。2、 夹层注浆孔进入外壁不得超过50mm。3、 不要使泵空载或轻载高速运行,以免损坏各活动部件。4、 浆液应搅拌均匀，无团块。二、处理意见：1、 停注后及时冲洗注浆泵。2、 严格按措施 要求控制注浆孔深。3、 不准使泵空载或轻载高速运行。4、 按规定搅拌。 审批意见1、 在井壁漏水量较大的井筒段，应布置导水孔或泄水孔。2、 注浆压力应比静水压力大0.51.5MPa。3、 注浆孔的数量，根据堵水需要选定，各注浆孔的有效扩散半径应相交，在含水层上下界面或裂隙含水层中，注浆孔宜加密。4、 注浆结束后，井壁应无集中出水点或成片渗漏水。5、 严格控制注浆孔深。6、 工作台搭设要牢固可靠，所有工具必须系绳固定。7、 恢复提升前，必须认真检查所敷设两趟注浆管路悬挂情况，出现问题及时处理，以防挂罐出现事故。附专业监理工程师审查意见1、认真按所编措施及总工批示意见,向所有参加注浆施工的人员贯彻执行。2、注浆时宜先注稀浆，后注浓浆，根据注浆压力及时调整浓度。3、注浆终压力：井筒-230m以上控制在2.53MPa；-230以下控制在4.5MPa，注浆时要有技术人员或班长值班，绝不能将砼井壁注崩、注裂。4、注浆时如发现跑浆可以采用间歇式注浆；用竹楔、棉纱、棉麻堵塞裂缝，禁止用铁楔堵缝。5、注浆孔深应穿透内壁砼，进入外壁50-100mm，严禁穿透外壁砼，按设计终压注浆，将外壁裂缝充填严密，预防注浆后再次渗、漏水。6、注浆范围:井筒冻结段。井深260m315m间有五层含水砾石层,作为注浆的重点,反复注浆,达到无渗、漏水为止。7、注浆孔在无集中出水点断面布孔,可遵守设计布孔,如在集中渗、漏水断面布孔时,要布置在离集中出点上、下、左、右3m5m处注浆,原出水点作为泄水孔,根据需要最后确定是否对点注浆。8、注浆管路应单独敷设,预防脱落伤人事故的发生,如沿井筒压风管路敷设,必须经处长批准,且有专门经总工批复的意见尚可以,否则是不允许的。9、双液注浆时,要严格掌握进入混合器的时间和操作要点,预防过早凝固造成堵管事故。10、在孔口管内钻进时,如果出水,且水量大于排水能力时,要立即停钻,关闭闸阀,进行注浆,封堵住水后,再另打一个注浆孔,严防冒进、淹井. 11、井口以下约40m的砼壁表面上脱离层及脱层浆皮,在注浆前要处理干净,井筒壁与临时锁口连接处要清理干净。12、所有在工作盘上注浆人员,必须是身体健康人员,严禁高血压、心脏病、眩晕症的人员到工作盘上工作,所有在井筒内工作人员必须佩带安全带并固定牢固。13、信号工、把钩工必须持证上岗,信号设置合理,声光并用,并另加电话机进行传递信息；绞车工持证上岗,一人开车，一人监护,保证安全提升。表2主要注浆设备及材料消耗用