注浆施工技术措施-新

目录一、 概述1二、 探放水方案1三、 工作面预注浆设计3四、 工作面预注浆施工4五、 壁后注浆施工8六、 止浆垫拆除11七、 施工辅助系统12八、 劳动组织及工期安排12九、 技术安全措施13十、 注浆效果检验 16一、概述1、井筒设计及施工情况金辛达煤业回风立井设计净直径5.5m，井深91.5m。软岩段深度为50m，基岩段深度为41.5m，采用普通钻爆法施工。软岩段采用钢筋砼支护，基岩段采用素砼支护。软岩段壁厚500mm，基岩段壁厚400mm，砼强度等级C30。2013年5月10日井筒掘进至25m时根据矿方提供地质资料，井筒周边为原2号煤层采空区，由于采空区内积水较多对井筒下一步掘进施工安全造成影响，经与矿方、监理方、总包方协商决定对2号煤层采空区进行壁后注浆施工特编制本措施，望认真贯彻执行。3、编制依据（1）回风立井井筒检查钻孔柱状图金辛达煤业回风立井井壁结构剖面图金辛达煤业地质勘察报告（2）回风立井井筒施工组织设计（3）回风立井施工作业规程（4）建井工程手册（5）煤矿安全规程二、探放水方案1、探水方法探水深度120m。工作面施工探水孔5个，其中4个孔沿井圈布置，圈径4.0m，另外一个布于井筒中心。孔口管采用1084无缝钢管制作，长度10.0，外露长度0.4m，并安装好高压闸阀、管口封盖。 2.探放水与排水探水孔采用煤矿用坑道钻机ZDY-1200S型钻机打眼，L=60mm，“十”字型合金钻头。在工作面井壁周边布置四个探水孔，探水孔孔径42mm，使用三翼型钻头。探水过程中出现顶钻现象时，将钻杆留在钻孔内，不得拔出钻杆，汇报调度室。情况危急时将人员撤出井筒。钻杆由高压孔口管中心钻进，孔口管安装压力表和流量表。探明采空区的水压和涌水量。防水时必须专人监测钻孔出水情况，测定水量水压做好记录，若水量突然变化，立即汇报调度室。工作面采用两台（另备用两台）30 m3/h污水泵向上地面抽水，由专职水泵工管理。地面排水： 井筒排出的水经过广场排水沟，排放至甲方指定排水点。三、工作面预注浆设计1、注浆段高的确定：原则上注浆施工的起始深度应超过含水层顶板隔水层10m，设计终孔位置应深入底板泥岩隔水层10m，施工中应根据钻孔实际揭露地层情况进行修正。本次注浆预计注浆区段：工作面注浆区段12.5m-35m，注浆段高3.5m。 2、终压的确定经钻探该采空区不存在积水，取注浆压力为0.75kg/m施工中注浆前应实测钻孔水压，及时调整注浆终压。实际注浆时在孔口注浆管上安装压力表，和注浆泵表压对应。3、注浆孔布置注浆参数：钻孔终孔圈径： 17.27m； A为孔口距井筒净径距离，A=0.4m；L为孔间距：本含水层取顶部L=1.44 m,底部L=3.2 m，终孔间距4m扩散半径。风井周圈布置注浆孔数14个，中间布置检查孔一个，共计15个。4、止浆垫厚度止浆垫采用单级平底型止浆垫，混凝土选用C30素混凝土，添加早强减水剂。止浆垫厚度设计为0.8m，实际采用1.2m。施工中，在注浆前应对混凝土止浆垫及其下滤水层进行注浆加固，使其能够达到注浆施工要求。5、注浆量注浆量按公式Q=NR2H/m计算。式中：N为注浆孔数；为浆液损失系数1.5；R为浆液有效扩散半径；H为含水层段高；为岩层裂隙率，取=2%；为浆液的有效充填系数，取=0.8；m为结石率，取m=0.8。预计本次注浆量为Q=15*1.5*3.14*17.27*22.5*0.02*0.8/0.8=549m3，施工中应根据注浆的实际情况及时调整。7、浆液配制水泥单液浆：首先做压水试验，注浆孔吸水率大于0.005公升/分.米.米时，采用单一水泥浆添加水泥质量0.5%的氯化钠和0.05%的三乙醇胺。按照水灰比1:1配制，每立方浆液水灰用量：水750kg，水泥750kg。四、工作面预注浆施工1、注浆管安装注浆管安装考虑两种方法：孔口管上口焊有法兰盘，下方焊上注浆管并安装高压闸阀，经过高压快速接头连接注浆管。2、止浆垫施工（1）施工准备将工作面按照止浆垫设计刷大，对工作面进行清理。准备排水设备、管路。（2）孔口管固定地面加工，井下组装的槽钢定位圈固定梁在工作面组装好，并按设计位置找正找平，用2根I20工字钢固定在模板上。然后依次将15个孔口管就位并调整好角度后固定在圈定位梁上，孔口管下口可用混凝土简单固定。孔口管为108的钢管加工而成，长度4.5m。孔口管上口焊有法兰盘，下方焊上56道环行钢筋。孔口管上口下方焊上注浆管并安装注浆高压闸阀。（3）止浆垫浇筑为保证止浆垫浇筑质量，必须铺设滤水层，采用碎石、砖块为滤水层，滤水层厚度1m。止浆垫设计砼标号为C30，施工时可适当降低水灰比，同时在混凝土中添加0.7%NF11早强减水剂。止浆垫施工必须保证连续作业，加强振捣。3、钻机平台搭设钻机采用煤矿用坑道钻机2LJ-350型潜孔钻机。止浆垫养护好并将工作面清理干净后，将固定孔口管的2根钢梁提到距止浆垫1.6m处在模板上生根固定好。然后利用这2根钢梁搭设钻机平台。按照注浆孔的位置将钻机摆放好并调整好角度，利用卡子固定在平台梁上，然后可以开始钻进。4、止浆垫加固先将孔口管上的出水管接上法兰盘、三通并关闭阀门，对止浆垫进行加固，注浆以低压、浓浆、缓注为主。如吸浆量过大或止浆垫有跑浆的地方可考虑注水泥-水玻璃双液浆。5、钻孔施工止浆垫加固好后即可转入钻孔施工。(1)开孔钻进采用90钻头，后期扫孔复注可选用42钻头，每钻进40m，必须测斜一次。(2)钻孔施工顺序按照钻孔布置图施工。最先施工中心1#孔，然后依次施工奇数孔，偶数孔。15#孔作为终检孔，检查评价注浆质量。(3)钻进过程中如遇涌水，应立即提钻注浆，若无水，则一次钻进至终孔深度后再进行注浆。(4)钻进中如遇破碎地层，发生卡钻、掉钻等现象，无法钻进时，可提钻注浆后再行钻进。提钻前记录清楚卡钻、掉钻位置。注浆以浓浆、低压、缓注为主。注浆结束后养护46小时后再行扫孔钻进。6、注浆作业注浆工艺在地面设置水泥池，水泥浆由搅拌机搅拌好后放入水泥池，水泥池底部安装闸阀，灰浆通过闸阀放入漏斗，然后由放浆管放到井下。搅拌好的水泥浆、双液浆通过放浆管路放至工作面灰浆桶内。井筒内放浆管采用加设一路50无缝钢管放水和浆液，沿放炮电缆敷设。注浆采用在工作面放置2JGZ-60/210型注浆泵1台，通过高压胶管和混合器与孔口管上高压转芯阀连接。地面搅拌好的灰浆放到工作面灰浆池后，通过注浆泵注浆管混合器孔口阀门孔口管注浆孔注到2#煤采空区。见附图：注浆施工工艺流程图。 注浆前必须将孔口高压转芯阀关闭，对注浆管路进行压水试压，试压压力为注浆终压的1.2倍，当达到注浆压力并稳定1015分钟管路不漏水后方可进行注浆作业。注浆前应先测定钻孔水量及水压。注浆前先进行注浆管路、注浆泵试验，试验压力必须达到最大注浆压力1.5倍，施压时间20min，无异常情况后方可使用。之后进行压水试验，根据压水试验的结果确定初始浆液浓度。 结束注浆当注浆压力缓慢上升，吸浆量逐渐减少，一直达到设计终压后，按照结束注浆标准，吸浆量控制在5060L/min以下，稳定2030分钟即可结束单孔注浆。扫孔、复注一次注浆量如果大于50m3或注浆时间持续6个小时仍达不到结束标准，可以结束本次注浆。在注浆结束后46小时后扫孔，然后再行注浆。每次结束注浆时，应先将孔口转芯阀关闭，待注浆泵泵压归零后再打开三通放浆，然后压清水冲洗管路。注浆记录每次注浆自压水试验至注浆结束全过程都必须系统观测并记录泵压、吸浆(水)量、注浆(水)量及浆液配比、材料消耗等原始数据，作为分析注浆效果的依据。记录分井上和井下两部分，井上记录注浆孔号、段高、浆液的配比和放浆时间等；井下记录表中除浆液配比外全部内容。7、注浆效果的检查及注浆作业结束的标准以最后施工的1#孔作为终检孔。通过放水试验来计算含水层涌水量，若经计算含水层涌水量超过10m3/h时，应补打注浆孔，继续注浆，直至达到注浆结束标准。五、井筒壁后注浆施工本井筒已施工的软岩段22.5m-25m段，拟在工作面止浆垫浇筑完成后，既对本段进行壁后注浆。壁后注浆堵水方法可以在井壁外围注浆形成一定厚度的水泥帷幕，因而达到封水和加固围岩的目的，减少井筒涌水量，以利井筒正常施工。1、井筒壁后注浆部位22.5m25m段，注浆段高2.5m。2、钻孔布置参数施工时随着吊盘的上提由下向上进行钻眼注浆工作（在吊盘下层盘布置注浆设备设施）。注浆钻孔间距1.47m，眼深30m。梅花形布置，每周圈布置16个钻孔。3、注浆材料及配比注浆材料采用水泥-水玻璃双液浆，水泥采用42.5级普通硅酸盐水泥，水玻璃浓度为40Be,模数3.0，水泥浆水灰比1：1（每立方用水泥0.75t），与水玻璃体积比1：0.5。注浆前和建设单位、监理单位三方共同做胶凝试验和配合比试验，确定最佳配合比。4、注浆参数注浆参数主要指注浆压力、凝胶时间和注入量。注浆压力根据静水压力Po来确定：PaPo+0.2mPa，正常压力P=Po+0.4mPa，终压PcPo+0.6mPa。注浆量根据出水点的多少及岩层裂隙和壁后裂隙确定。注浆终止压力2.5mPa，最大压力不超过3.0mPa。注浆时由小到大进行加压，当注浆孔不再吸浆达到终压时，停止注浆。胶凝时间：注浆的目的是堵水，胶凝时间较短，定位1-3分钟。5、注浆机具注浆泵采用注浆泵一台。配备高压胶管、压力表、Y型管式混合器、高压球阀及水泥浆储料筒、水玻璃储料筒。注浆孔口管采用22*4无缝钢管加工制作。6、注浆工艺（1）、施工顺序对该段井壁出水点及接茬口部位进行处理，采用水泥-水玻璃、塑胶泥进行封堵，局部地方埋设注浆导水管。按设计位置打好注浆孔，直接将注浆孔口管打入孔内，周围用麻丝、棉纱、塑胶泥封好。孔口管一端车丝扣，与注浆阀门相连，其余车成竹节形（马牙扣）。对注浆孔用清水注入清孔。段内注浆顺序采用“下堵、上封、中间渗透”的方法进行。 （2）、注浆工艺在井壁出水点周围布孔，孔距保证浆液的扩散半径能够交圈。先用风钻打眼并埋设孔口管，孔口用锚固剂及麻絮塞紧。注浆工艺流程： 风钻打眼 安设注浆管 拌制水泥浆液及水玻璃浆液 连接高压注浆管及孔口管混合器 孔口管压入注浆孔内注浆 结束注浆。（3）注浆效果检验对井壁进行钻孔抽查，检查注浆堵水效果，检查完后，无涌水，孔口用塑胶泥封堵；对有涌水孔再次注浆，再检验。壁后注浆机具、材料表序号名称规格单位数量备注1钻机台32注浆泵台13搅拌筒台14浆液储存筒台35钻杆根36钻头个157高压胶管6根5L5*10m8高压球阀6个209压力表0-10mPa个810高压胶管接头6个1011孔口管22*4*1.05m根20无缝管12水泥42.5吨18013水玻璃40BeM315214塑胶泥Kg5015麻丝Kg40六、止浆垫拆除采用钻爆法施工。由于止浆垫混凝土的强度比一般岩石的强度要高，施工中可以采取分次爆破，首先在井筒中心掏槽，增大自由面，然后爆破注浆孔布置圈径内的断面，最后按井筒净径刷帮。炮眼深度除中间掏槽眼适当深些，其他均应以浅眼为主，周边眼要尽量密，做到多打眼、少装药，以免破坏井壁。七、施工辅助系统1、排水; 井下铺设100mm的无缝钢管。2、供电：排水方案中卧泵的电机电源，利用专用电源，供电线路选用3150+150的矿用电缆，潜水泵和注浆泵电源利用凿井期间的动力电缆供电。2、井下工作面供水：井筒内新设放浆管路供给。3、地面设置水泥浆液搅拌站，搅拌站通过一路直通电话和声光信号和工作面直接联系。井筒内加设一路50无缝钢管作为放浆管放水和浆液，沿放炮电缆敷设。4、其他辅助系统利用凿井期间的辅助系统。八、劳动组织及工期安排1、劳动组织。 实行三八制作业，劳动组织见下表劳动力组织 序号工种名称人 数备注小班圆班1钻工（注浆）4122记录员133观察员134司泵工135机修工136电工137龙头工138电焊工19吊盘信号工1310班长1311井口信号工1312把钩工1313大班机电修214管服人员10合计55 注浆工期安排 序号工序名称工程量时间（天）备注1孔口管制作12安装孔口导向管15根13浇灌止浆垫14养护止浆垫1同期进行壁后注浆5安装注浆管路16搭设钻机平台17安装钻机18打第一个钻孔19注浆（扫孔、复注）110注浆211止浆垫拆除112合计122、工期计划本次注浆工期计划为3天。九、技术安全措施1、钻进工作1.1钻机必须在地面试运转，机械性能完好后方准下井，固定钻机必须按设计钻孔施工次序和倾角就位找正，使钻机立轴中心线与导向管中心线重合，然后将钻机固定牢固，以免运转时移动或改变钻机方位。1.2开孔前必须在导向管上安设高压阀门，以便在钻孔出大水时封住钻孔涌水，等待注浆。1.3钻具使用前必须严格仔细检查钻头、钻杆等如有丝扣损坏或弯曲者严禁使用。1.4开孔钻进用90mm钻头，扫孔可以用42mm钻头。1.5开钻前应对井筒的排水能力，停电的应急措施，安全梯的提放以及地面供电情况等工作全面检查，确认无误后，方准施工。1.6钻进速度很慢时，应经常提钻检查钻具，更换钻头，若钻进速度过快时，应控制速度，加强吹风、供水，防止埋钻。1.7认真做好钻进记录和钻机维修工作，每班必须对孔深、钻具全长、余尺，钻孔出水量，水压以及岩石名称，记录准确并向下班交待清楚。1.8终孔深度必须达到设计要求，不得任意更改，孔深达到设计深度后，必须进行冲孔，待岩粉冲洗干净后，方可起钻注浆。1.9打钻施工前所有参与者，都必须进行本设计学习和安全教育，否则不与上岗。2、注浆工作2.1对所有注浆操作人员应进行措施学习和操作训练。2.2注浆管路系统，尽量减少弯管及抬高，以防浆液沉淀堵塞，弯管半径不得小于管径的5倍。2.3 注浆前应有专职维修人员，对注浆系统进行检查，并对注浆泵和输送管路系统进行耐压试验，试验压力为注浆终压的1.5倍，时间应持续1530分钟，无异常情况时，方可使用。2.4要经常检查管路联接处，发现问题及时处理，防止拨拖伤人。2.5每次注浆前，应对使用的压力表检验校正后方可使用。2.6井口和水泥浆搅拌站，应设置直通电话和声光信号，以便快速联系，出现问题及时采取措施。2.7建立健全各种岗位责任制，严格执行井下、地面现场交接班制，保证注浆工作的连续性。2.8注浆前，必须对止浆垫和孔口管进行压水试验，试验压力为注浆终压的1.2倍。2.9注浆工作人员必须佩戴好劳动保护用品后方准进入现场。2.10拌浆人员应严格掌握浆液浓度，配浆时倒灰要过筛，防止杂物混进浆液，结块过期失效散灰严禁使用。2.11池内浆液要淹没笼头，防止笼头悬空，吸入空气，应有专人放浆和过滤，注浆结束时应对搅拌池及笼头窝进行清洗。2.12 注浆时，泵压剧减或不进浆，可能是笼头被堵，吸浆笼头应经常清洗，泵压突然下降并不回升，吸浆量增大，说明岩缝漏浆，可采取降压，调整浆液浓度的办法处理。2.13 注浆时压力剧增，而工作面压力上升很慢或不上升，应立即检查管路，并将笼头移入清水池中。2.14注浆过程中应有专人观察压力表，观察井壁和工作面情况，发现异常，立即报告当班技术员和队长，同时如止浆垫和井壁鼓坏时，应采用钻孔补注，加固止浆垫和井壁后，再行注浆。2.15注浆时不得随意停水、停