平巷堵水方案.doc

中段加固及超前探水注浆施工方案审批： 编制： 资料收集：项目部二O一二年六月二十九日目 录1工程概况1.1工程概况1.2施工段工程及水文地质概况2施工方案选择及方案简述2.1目前困难2.2施工方案的选择3施工方法3.1安装导水管3.3导水措施3.3挡水墙施工3.4导水管关闭3.5超前探水、注浆4 劳动组织及施工进度计划5 主要施工机械设备6 主要施工材料及措施工程量7安全技术措施8质量保证措施9 工期安排及保证措施1工程概况1.1工程概况平巷在施工过程中，巷道左帮工作面发生突水约150 m/h。巷道底板距井口高距130m，平距200m,巷道高度为3.8m，净断面宽3.5m。现针对以上的施工实际情况，对该处的已掘巷道进行充填加固注浆，对未掘巷道进行探水、加固注浆。1.2施工段工程及水文地质概况本矿区的静水位为+33.5m，施工段主要岩性为肉红色风化岩，破碎带塌方区主要为混合花岗岩，水压P=1.2Mpa2施工方案及方案简述2.1目前困难目前揭露出的工作面水温达25C，工作区温度达32C，施工作业困难。2.2、施工方案2.2.1安装导水管在左帮安装导水管用以排井壁的涌水。2.2.2浇筑止浆墙 在滤水层上浇筑2米厚的止浆墙。止浆墙达到凝固期后，对止浆墙进行加固注浆，而后封闭止浆垫上的导水管，关闭止浆垫上的所有管阀。随后对止浆垫后的滤水层进行充填灌注浆，完成封水加固施工。 2.2.3加固止浆墙漏水点 对止浆墙上的涌水点及接茬涌水进行堵漏加固。2.2.4超前探水、注浆超前探水、注浆施工方法是采用潜孔钻机钻孔，通过注浆泵将配制好的、具有充塞胶结性能的浆液通过注浆孔（或注浆管）注入含水地层中，浆液以充填或参透等形式驱走岩石裂隙或孔隙中的水，达到封堵裂隙，隔绝水源，从而起到封堵水，堵塞裂隙、充填孔隙的作用。有效防止涌水，确保施工安全。本次超前探水孔深为17米。 2.2.5超前探水时保护井筒的安全措施 为了确保施工质量，在钻前要核对施工部位的准确位置，保证技术条件的准确性，设计注浆终压尽可能在保证质量的前提下取小值。 在施工中做好技术交底，要实行人机责任制，做好记录并责任人签字。尤其在交接班时要把钻进尺度明确无误的交接，保证钻孔深度不能超过设计深度。3施工方法31安装导水管在施工过程中要安装好设计的各种管路，以备以后进行注浆时使用。预埋管的布置如图1、图3、表1所示。 图1预埋管布置示意图32工作面导水措施清理干净砼止浆墙区的的塌落物，下好带有法兰108mm的导水管，长度为7米，将充填区和塌方区的积水经此管导出，如果局部小水不能导出时，可用带有丝头的1寸铁管导出，以利于止浆墙的浇筑。图2注浆施工综合平面布置示意图 图2局部放大图3.3挡水墙施工3.3.1 挡水墙型式及厚度确定由于平面型挡水墙结构简单，施工方便，此处选用平面型混凝土挡水墙，砼等级C20。挡水墙厚度按建井工程手册中公式确定：B= K0（b/2 h）1/2式中：B混凝土挡水墙厚度，m； K0安全系数3-5，取5； 作用在墙上的全荷重，kg，=PF； F混凝土止浆墙面积，6.25m； P取4倍静水压力4.92MPa； b巷道宽度，2.4m； h巷道高度，2.5m； 混凝土允许抗压强度，20MPa。依据上式挡水墙厚度：B=5(6.254.922.4/(22.520)1/2=1.85(m)取挡水墙厚为2m。3.3.2清理挡水墙底板、开挖基槽、安装导水管首先将挡水墙处底板碴石清理干净，开挖基槽，宽2米，深挖到基岩，然后安装导水管。将导水管上端露出挡水墙500mm，管下面距墙底板100mm。为保证导水管与挡水墙固定牢固，避免注浆时松动影响注浆，在导水管与挡水墙接触部分，环向焊接两排加固钢筋，间距600mm。3.3.3支模先支设挡水墙内模。内模采用砌砖。支撑紧靠袋装水泥，确保稳固。内侧铺设塑料布，保证浇灌时，不流失水泥浆。内模支好，浇灌混凝土，外模砖随浇筑混凝土加高。3.3.4 混凝土浇灌、降温养护混凝土设计C20，在地表采用JS500搅拌机搅拌，铲车上料。利用卷扬机提升0.75m3矿车下料。混凝土运至井下后，翻到铁板上，然后井下人工上料，边浇筑边振捣。由于是大体积混凝土施工，为减少混凝土温度裂缝，采用水化热低的矿渣硅酸盐水泥42.5号，中粗沙子，20-40mm石子。为加快混凝土挡水墙承载力，混凝土加入早强减水剂。混凝土墙浇灌完成后，浇水养护至少5天。混凝土挡水墙施工期间，要有专人看护水泵，保证水泵能正常运转，保证水位不上涨。如果水泵出现故障，更换新泵。3.3.5 混凝土与岩帮间隙注浆挡水墙达到设计强度后，沿与巷壁接触面，钻凿注浆孔，孔底布置在挡水墙厚度中间，与岩帮接触面。注浆管沿轮廓线布置，间距1m。然后开始注浆封堵混凝土收缩裂隙。当充填水泥浆液凝固达到强度后，再开始下步工作。3.4导水管关闭当挡水墙达到强度后，开始关闭导水管。加紧法兰和密封垫。确保不渗水。本项工作前，必须将需要材料运到工作面，并分组放置，不错拿。参与工人必须熟练每步操作要领，必要时要提前演练，保证此项工作快速准确及时完成，从保证顺利封堵涌水。3.5超前探水、注浆 3.5.1孔布置注浆孔采用TDKQ100B潜孔钻机钻进。注浆孔孔径90mm，注浆孔布置6个，探注段为17m。对于涌水量大于10m3/h的钻孔，要在其两侧视情况加密探水孔，并且钻孔的角度要加大。注浆孔口距井壁距离为0.3m，钻孔的落点多数超出井壁开挖边界23m。钻孔布置详见图2、图3：图3：钻孔断面示意图 钻孔方位布置 表1孔号上垂角（）下垂角（）左平角（）右平角（）孔深（m）备 注1#019172417.82#81511758817.83#16415710421017.84#18590175#16415710421017.86#19172417.83.5.2施工工艺流程工作面预注浆施工工艺为：搭建钻机操作平台、安装注浆机-开孔预埋孔口管-孔口管试压-钻孔钻进-注浆。3.5.3搭建钻机操作平台及注浆机安装操作平台离工作面约1m，用脚手架杆焊接平台支架，用6的钢筋和脚手架杆焊接平台网片，平台网片铺设在支架上。6的钢筋用量为200kg, 脚手架杆用量为150kg。注浆机安装在平台的后方，用道木垫平、固定。3.5.4钻孔定位及加固孔口管钻孔定位由地测人员按设计要求进行标定，钻机固定后按开孔要素开孔，开孔用130mm钻头钻进，钻进深度3.5m，埋入108*3500*5mm无缝钢管，在无缝钢管上缠绕8#铁丝，埋深3.0m，外露0.5 m，下孔口管时，先将孔口管提离孔底0.2m。用双液浆注孔口管，观察有浆液从管边溢出后，可缓停注浆，3-5分钟后再注，水泥浆稳定流出后，停止注浆。3.5.5孔口管试压首先钻进孔深5m（90钻孔），对孔口管进行压水试验。孔口管外安装高压闸阀，接通注浆机进行压水试验。孔口管能承受5.9MPa压力（41.23*1.2MPa），延续时间不少于10分钟且不漏水时，证明孔口管安装合格，此时才可继续进行注浆孔钻进施工，否则重新进行双液注浆加固孔口管，直至符合设计要求为止。试压过程要详细记录，并有专人检查孔口管外及钻场附近的情况，如发现钻场及钻孔周围有渗水、跑水等现象，要停止试压，继续加固孔口管，直至试压合格。3.5.6钻孔的钻进：（1）钻进先在孔口管上安装高压闸阀，及高压密封装置（孔口安全器）。在钻进过程中未达到设计深度出水时，立即停止钻孔并进行注浆。注浆时采用单液注浆，待注浆结束达到设计强度后（5h），再进行第二次钻进，直至此钻孔达到设计深度。注浆孔施工顺序以对角打孔为原则，根据钻孔涌水量确定钻孔注浆时间，当钻孔涌水量小于5m3/h时，可将钻孔安装好盲板与下一钻孔一起注浆，但控制同时注浆孔数量，不能超过3个。（2）技术要求 钻孔统一编号，并注明施工次序，钻孔开孔位置与设计位置。 钻孔的孔径和深度要符合设计要求，每段结束后孔内残留岩粉不能超过50cm； 钻进时应以清水为主，成孔后用清水冲洗孔壁、裂隙和孔底岩粉，冲洗时间不得少于30分钟。 钻进过程中随时注意水压或水量变化，有突水征兆或钻孔涌水量达20m3/h时，立即退出钻杆，关闭孔口阀门，进行注浆。当注浆达到要求结束后，停5个小时等待浆液凝固，然后继续进行2次打孔。钻进过程中如果不出水，则一直钻进，达到设计的施工要求为止。 对出水量、出水位置以及岩石破碎、掉钻的位置进行记录。 对每段钻进出现的反常现象要详细记录，交班时交接清楚。3.5.7注浆（1）注浆参数水泥采用P.O.42.5普通硅酸盐水泥；水玻璃用2038玻美度，模数2.32.8之间；水泥浆水灰比= 2.5:10.8:1；VC:VS = 1:11:0.2注浆终压：P终 = 1.234 = 4.92(MPa)压水试验压力：1.2341.2 = 5.9(MPa) 根据现场情况据实调整水泥浆液浓度及VC与VS比例。注浆是注浆作业中一道关键工序，为此注浆泵必须保证一台备用，做到精心施工，确保注浆质量和堵水效果，要完成下列主要工作：（2）一般裂隙水的注浆方法： 注（压）水试验注浆前进行压水试验（或注水试验），以检验各地层的渗透性强弱，以确定注浆的初始参数。注浆后通过检查孔的注（压）水试验的渗透系数或透水率q(单位吸水率)，来判断注浆的质量。根据钻孔吸水量确定浆液起始浓度，注浆过程中先稀后浓逐级调节。浆液浓度调配见表2。浆液浓度调配见 表2 单位钻孔吸水量（L/min/m）浆液的起始浓度浆液浓度的使用原则单、双液浆的使用界限水泥单液浆水泥水玻璃双液浆1.52.5:1体积比1:11:0.21、使用双液注浆时，水泥浆的浓度为:1.25:11:0.82、水泥浆浓度，先稀后浓。3、注浆过程中，压力不升，进浆量不减，应逐级加大浆液的浓度，反之，应逐级降低浆液的浓度。4、每更换一次浆液浓度，注浆持续时间为约20分钟。1、单位钻孔吸水量小于7 L/min/m时，采用单液浆；反之采用双液浆；2、当单孔的单液浆注入量大于15m3时，须采用双液浆3.02:15.01.5:17.01.25:18.09.01:111.00.8:113.0 按以上配比搅拌浆液，加料顺序为先放水，后加水泥，搅拌均匀后，放入贮浆池。为防止浆液沉淀，在吸浆池内继续搅拌，并定时测定浆液比重。要保证连续供浆，以满足注入量的要求。 浆液初始浓度选择：根据钻孔吸水量而确定。 注浆开始前，贮浆池应配制好设计配比的浆液，并记录浆液量。注浆开始，关闭注浆阀，打开泄浆阀，启动注浆泵当泄浆管已均匀排浆时，同时关闭泄浆阀，打开注浆阀，正式注浆开始。每次停机时，应关闭注浆阀，同时打开泄浆阀，并将吸浆管放入清水槽内，吸清水冲洗泵和注浆管路，当管路清洗干净后，即可结束本次注浆工作。 注浆过程中，要确保注浆泵正常运转，如果发生故障立即启动备用泵，保证连续注浆，并及时检修出现故障的注浆泵。 对每孔注浆压力、注入量和一切反常现象均应详细记录，并进行现场交接班制度，交班时必须向下一班交待，并填写值班日记，每孔注浆结束后，应将所记录的参数进行分析，吸取经验和教训，为下一孔注浆时参考。 每孔注浆结束后，或因故停注，应压注一定量的清水。 不间断注浆：在注浆过程中，注浆不应间断，应24小时连续注浆，因而必须确保水泥的储量、运输，注浆人员要现场交接班。（3）超前探水注浆材料量估算：浆液需用量可按下式计算：AR2Hn/B/m =1.336170.050.930.7= 191 (m) 式中A浆液消耗系数，为1.21.5取1.3；R以平巷中心为基点的浆液有效扩散半径（6m8m）； H注浆段长（m）；n岩层平均孔隙率，为0.05；B 浆液充填系数，为0.90.95 m浆液结石率，为0.7按双液浆量占1/3进行估算，则单液浆消耗量为129.7m，双液浆消耗量为63.8m。则水泥量为99.2+54.7=153.92t，水玻璃量为32.4t。水泥和水玻璃在注浆过程中，实际使用量与理论计算有着很大的出入，它们与岩体的裂隙实际发育程度密切相关。（4）压力上升过快的注浆方法： 预处理法：注浆过程中，当压力上升过快，而吸浆迅速减少或压水试验单位压水量小于0.1L/min.m.m，应进行注浆预处理，其方法是压注2m3清水，再压注23m3的30Be水玻璃，紧接着再压注12m3的清水。预处理后，多数情况能达到增加浆液注入量的效果。 化学浆液注浆法： 如采用以上材料注浆，压力上升过快时，须采用化学材料进行注浆，从而达到增加浆液的注入量，同时达到注浆效果的目的。（5）压力上升过慢的注浆施工方法：采用压力水冲洗钻孔，尽量排除洞内充填物的细小颗粒。如空洞特别大，可适当投入细砾，并同时注入清水，加速细粒扩散，浆液采用浓浆低压，并且采用双液水泥-水玻璃。上述方法可单独使用，也可联合使用，视具体情况而定。 （6）注浆的结束标准：注浆压力达到设计注浆终压；无水孔须将钻孔进行注浆封堵。4 劳动组织及施工进度计划4.1劳动组织根据各阶段施工，随时调整作业人数，采取“三八”制作业形式。施工高峰期及挡水墙浇筑时，达到53人。 劳动力明细表 表3序号工 种人数备注1队 长12技术员1兼记录员3打钻工94注浆工65开泵工36支模工17电工、修理工28混凝土支护工30挡水墙浇筑时合 计534.2 施工进度计划准备2天，打止浆墙及凝固加固7天，加固充填止浆垫3天，探水预注浆10天。总工期22天。5 主要施工机械设备 主要施工机械设备表 表4序号名称规格型号单位数量备注1搅拌机JS500台1配套完整2配料机PLD800台1配套完整3装载机ZL50台1配套完整4凿岩机YT28台3配套完整5注浆泵TDKQ100B台2配套完整6搅拌机350台2配套完整7矿车1m2台28凿岩机YT-28型台5配套完整9潜孔钻KSZ100台2配套完整10水泥搅拌机立式15m3/h台111振动棒台2 6 主要施工材料及措施工程量 主要施工材料及措施工程量表 表5序号名称规格型号单位数量备注三预埋管路1盲板100,20mm厚片52灌浆管42mmm31062根3灌浆管高压球阀1.0寸套6四混凝土挡水墙施工1锚杆20mm1500螺纹钢Kg1202塑料布M2103挡水墙混凝土C20M312矿渣水泥42.54混凝土缝隙注浆PO42.5吨35浇筑支架平台架杆及6mm钢筋加工kg250五探水注浆材料1水泥PO42.5t153.922水玻璃t32.4六其他材料1道木根102木楔子2050250个1003储料罐0.4m3个4自制4棉纱kg205道钉kg156麻kg107铁管383.5400mm个20加工马蹄扣长300mm8丝头1寸个309混合器三通式个410钻头42mm个511铁丝8#kg2012无缝钢管108mm根/m7/2913法兰108mm付67安全技术措施（1）排水能力不小于100m3/h，以防作业面突大水发生淹井事故。（2）深孔探水孔孔口管下放后，必须采用注浆进行加固，并进行压水试验，压水试验的水压不小于该段高的注浆终压，在确认孔口管的周围不渗水的情况下，才能继续向下钻进。（3）探水孔钻进过程中，发现水量增大时，停止打钻，关闭孔口高压阀门，观察涌水压力、水量，并及时进行注浆施工。（4）及时分析注浆量的大小是否与钻孔揭露的水量、岩层的裂隙开度大小相匹配，如有疑问，要补打检查孔兼补注孔。（6）配备井下作业面突水的应急堵水设施，如引水管、高压阀门、砂袋、速凝剂等。（7）井筒掘进要采用光面爆破，以减少爆破对井壁的破坏。（8）施工人员严格按照国家矿山安全相关法规，照章作业。（9）严格执行项目部岗位职责和安全操作规程，不得违章作业。（10）注浆人员应配带防护眼镜和胶手套等劳动保护用品。（11）注浆泵等电器设备要有保护接地，严防触电。（12）处理堵管或堵泵时，要配戴风镜，防止浆液喷到眼里。（13）注浆时要注意注浆管，防止注浆时注浆管压出伤人。8质量保证措施（1）所有的人员应严格按规程、规范和技术交底进行施工。（2） 探水孔要严格按照本方案要求施工，每个探水孔向巷道轮廓线外偏斜的角度不能过大或过小。具体探注段长与本方案不同时，依据本方案进行调整。（3）必须严格遵守钻探注浆操作规程和各项技术要求，及注浆孔布置要求。（4）