壁后注浆安全技术措施.doc

限公司煤矿主立井井筒掘砌工程-60m-125m段壁后注浆施工安全技术措施受控状态受控号编 制： 审 核： 审 批： 2013年4月18日限公司煤矿主立井井筒掘砌工程-60m-125m段壁后注浆安全技术措施一、概况我单位承建的贵处主立井井筒掘砌工程经上次-60m至-85m段壁后注浆将此段井壁集中渗漏水点基本处理完毕，但上次注浆段依然有较小渗水点汇集而成的水流，导致此段壁后注浆效果欠佳。现主立井已施工至-136.3m段，经实测井筒总涌水量为61.07m/h，给施工带来了极大的困难，致使施工进度缓慢，并对工程质量难以保证，经监理单位、建设单位要求，我单位决定对井筒-60m到-125m段采取壁后注浆堵水，以保证井壁混凝土的质量，提高井筒施工速度。二、注浆工程设计1、渗漏水特征：-60m至-85m段井壁渗、漏水点注浆堵水。-85m至-125m段混凝土接茬漏水；井壁集中渗、漏水点。2、注浆目的：本次注浆以封堵-85m-125m段接茬漏水和井壁出水点为主。注浆段重点封堵井壁出水点为主，充填井壁空洞，加固井壁，减少井壁淋水。3、注浆顺序：将吊盘提至-60m段，然后向下逐模查找渗、漏水点，顶水对点进行注浆，若涌水上窜，则再向上提盘，布孔注浆，直至将井壁的集中渗漏水点控制在0.5m/h,或无明显出水点。-85m至125m段在每模接茬位置上、下500mm，布置两圈间距为1000mm的注浆孔（根据井壁出水点再实际增加注浆孔），需从-125m段向上开始注浆，先注接茬处布置的两圈孔，将井壁浇圈，防止壁后水下窜，然后开始对每模的漏水点进行逐个注浆。 4、注浆方式：、井壁集中漏水采用“顶水对点”布孔注浆方式；、接茬渗漏水采用“井壁浇圈帷幕”注浆方式注浆。4、井壁强度效验P=K(E2+2R0E)/2(R0+E)2P C=50（0.62+230.6）/2（3+0.6）2=7.64(Mpa) P C式中：K-井壁材料允许强度，取50 Mpa。E-壁厚，取0.6米。R0-井筒半径，取3米5、注浆压力选择注浆初始压力PaPa=P0+0.1P0-注浆点静水压力正常注浆压力PbPb= P0+0.3注浆终压PcPc= P0+0.51Mpa取注浆终压Pc为注浆点静水压力的2倍。压力及流量控制注浆需要一定压力克服裂隙阻力以便浆液扩散渗入围岩。本次注浆段井壁设计强度为C50，根据井壁强度效验结果及确保不引起井壁开裂、凸起的原则确定本次注浆终压PC为2Mpa。水力冲孔瞬时压力不超过2.5Mpa。注浆中注浆压力突然下降，增大流量仍不回升，属跑浆或超扩散，采用缩短凝胶时间，增大浆液浓度或低压、间歇注浆的方法来解决。6、注浆浆液类型和凝胶时间选择：本次注浆段壁厚岩层特征多为小于3mm裂隙的直接充水含水层，注浆采用水泥单浆液及水泥+水玻璃双浆液注浆堵水，如效果不好时再用超细水泥及化学浆液注浆。水泥+水玻璃浆液凝胶时间控制在60s左右，水泥单液浆水灰配比为1.0:0.81.0，水泥+水玻璃双液浆配比为1.0:0.60.8。水泥选用本工程浇筑混凝土井壁用的42.5级高抗硫硅酸盐水泥，水玻璃选用液体硅酸钠型42Be，超细水泥选用700无收缩型超细水泥。 7、布孔 集中漏水点采用出水点顶水对点布孔。 接茬漏水采用三花眼或五花眼均匀布孔，孔间距根据现场出水情况确定，一般为0.81.5米为宜。 现阶段井壁壁厚为600mm，在施工时孔口管长度设计为0.81.2m左右，打孔时应穿过井壁22.5m左右，故注浆孔深度设计为2m2.5m。实际施工中注浆孔间距、布孔方式及注浆孔数应根据井壁漏水量及浆液扩散情况而定。钻孔布置以垂直井壁为主，其他钻孔倾角以现场实际情况确定。8、浆液调配超细水泥单浆液配制方法：先向搅拌桶内加入定量的清水，按设计配比加入定量的超细水泥，搅拌均匀后通过过滤筛龙头供注浆泵吸浆。超细水泥选用700无收缩超细水泥,水灰比为1.0:0.81.0。水玻璃选用液体硅酸钠型、浓度为42波美度，具体注浆浆液配比根据注浆效果进行及时调整。单液浆配制表水灰比超细水泥用量（kg）(kg)水（升）浆液体积(m3)1:0.880010001.261:0.990010001.291:1.0100010001.32双液浆配制表水灰比超细水泥：水玻璃水(升)超细水泥用量(kg)42波美度的水玻璃(升)浆液体积(m3)1:0.81:0.610008004801.631:0.91:0.610009005401.711:1.01:0.6100010006001.78单孔注浆量Q单=r2hn/m =1.31.52210.050.85=1.08m3 -浆液损失系数，取1.3； r-浆液扩散半径，取1.5米；h-平均注浆孔深度，取2米；-浆液在裂隙内的有效填充系数，取1n-岩体裂隙率，取5%；m-结石率，取0.85。注浆总量Q总= Q单N=1.08479=517.32m3注浆水泥总量Q水泥=Q总600=517.32600=310.4T注浆水玻璃总量Q水玻璃= Q水泥0.6=310.40.6=186.24T 式中Q单-单孔注浆量m3；N预计总造孔数为479个（-60至-85m段井壁集中出点对点布孔，预计每模至少造孔4个；-85m至-125m段每模造孔36个，井壁集中出水点预计至少5个，因每模渗漏水点情况不同，因此布孔量根据现场实际为准）。本次注浆以水泥+水玻璃的双液浆为主。因壁后注浆有各种不可遇见的因素影响，如围岩孔隙、裂隙的大小，浆液在围岩中的扩散距离及地下水的流动等诸多因素，因此实际注入量应以现场注浆记录为依据。四、注浆施工方案1、方案及方法方案此次注浆从井筒-60m处开始，对井壁集中渗、漏水点逐个顶水对点注浆，注至-85m段时，直接将吊盘下落至-125m处，对井筒全断面打深孔注浆，采取边打边注的注浆方案，在此段形成隔水帷幕，防止以上未注浆壁厚涌水通过裂隙渗到工作面。再逐模从下向上进行注浆，对井筒合口部位出水点采取集中布孔注浆。方法利用三道盘做为工作平台，首先施工注浆孔，然后安装注浆锚杆进行注浆。注浆孔直径42mm,用YT-28型气腿式风钻进行打眼，钎杆采用B22108中孔六角钻杆，长度为3m，钎头直径为42mm， “一”字型活动钎头，注浆孔打好后，用高压风或高压水冲洗钻孔，然后安装锚注锚杆，在安装锚注锚杆时，先将锚注锚杆放入钻好的孔内，用树脂药卷或油麻将锚注锚杆和孔壁间封堵严密，等待凝固15分钟后即可开始注浆。注浆结束后，关闭闸阀堵住孔口，外露部分不得超过50 mm。2、施工准备、注浆设备及材料准备名 称规 格数量名称规 格数 量注浆泵2TGZ-60/2102台防护镜30个混合器5套塑料桶25升8个注浆管426800mm现场定注浆桶8个水泥700无收缩超细水泥现场定压力表200kg/cm250块水玻璃40Be0现场定乳胶手套50付道钉、铁楔300kg麻300kg风钻YT-28型4台棉纱200kg高压球阀1.5寸400个抗震压力表30块无缝钢管42*6mm1000m水泥锚固剂24320mmMRT现场定波美度表2盒钻头42100个钻杆2.5m3m50根、工作盘利用三道盘作为注浆操作的工作盘（打注浆孔），用木板将各种空洞封堵严实，注浆泵放置在平台上，主绞上下运输注浆材料。、浆液桶配置用3mm铁皮制作200L搅拌桶作为拌浆桶、储浆桶、水玻璃桶、清水桶。拌浆桶、储浆桶设在吸浆管路一侧，清水从地面水箱通过供水管送至工作盘清水桶。剩下的一个油桶盛水玻璃，并放置在靠近储浆桶侧。水玻璃用45L塑料桶从地面下放到工作盘。风钻使用后在工作盘上放平，并用绳套生根在吊盘上。、设备布置注浆泵的布置：将吊盘下放至出水处位置用大木楔固定牢固，打眼施工，井筒内布置风管、水管、电缆、信号。布置原则：、注浆泵设在三道盘上，材料桶设于注浆管的一侧，风钻使用后在工作盘上放平。超细水泥、水玻璃用吊筒下放。、吸浆管包金属沙网，以防堵塞，各接头连接严密，防止漏浆。、防爆开关应靠近注浆泵，以便于操作。、压风、供水井筒通过一路159mm钢管向井下供应压风。清水从一道盘水箱中用风泵排至三道盘储水桶，用于井下调节浆液、清洗注浆泵用。、通风通风采用局扇风机，压入式供风，700mm胶质风筒向井下供风。3、造孔造孔步骤、孔口管安装造孔选用YT-28型风动凿岩机，用42钎头钻进（与孔口管相匹配），钻透井壁并超出1.52m。根据注浆段井壁结构（钢筋混凝土）及设计壁厚（600mm）确定造孔深度为2m2.5m。4、锚注锚杆加工及安装锚注锚杆用42*6mm无缝钢管，长度800mm，在锚注锚杆42*6mm无缝钢管上每隔200mm打8的孔，并将无缝管加工成倒斜扣。附图注浆锚杆加工图将注浆管鱼鳞扣端缠上麻丝，套管套在丝扣端上，用8磅大锤人工打入孔内，注浆管外露长度不得大于50mm，取下管套，将高压球阀安装到注浆管的丝头上。注浆前，先压水试验，球阀与高压混合器接好后，开动注浆泵用清水冲孔，并作耐压试验。注浆完后，注浆管必须进行处理，不得露出井壁。5、清水试压管路连接好后，要关闭进浆阀门，打开各管路阀门，开泵用清水试压。标准为注浆终压的1.5倍，持续1015min，无漏水为合格。6、测定静水压力用压力表测定注浆孔出水压力，根据测定的水压力确定注浆压力。7、注水试验将配制好的颜色水，用注浆泵压入注浆孔，用秒表记下注入至流出时间，确定凝胶时间，浆液搅拌量和堵漏措施。8、注浆操作注浆前按选定的配比配制浆液。注浆前对管路系统连接及通讯系统检查，管路连接准确，通讯通畅。超细水泥水玻璃双液浆，注浆时，先开水玻璃泵，后开超细水泥浆泵，停泵时则相反，以防止管路堵塞。经常观测进浆量，防止管路堵塞。注浆时设专人观察压力变化和检查管路是否堵塞，如发现堵塞应停泵处理。注浆时由专人记录浆液消耗量，注浆时间及注浆压力等数据。注浆过程中设专人严密监测井壁状况，发现异常立即停止注浆，果断处理并及时汇报。局部裂缝跑浆，采用道钉和棉纱楔入缝隙封堵跑浆，然后注入1：1的双液浆进行封堵。注浆结束后及时清洗注浆管路。封孔采用双液浆，切实做到填满捣实绝不留后患。9、注浆工艺示意图C-S双液浆工艺流程图注浆泵C液混合器S液五、注浆作业质量标准及确保措施（1）注浆从下向上进行壁后注浆和接茬堵水。（2）注浆管安好阀门，安好混合器，并联接好输浆管路系统。（3）管路系统联接好后，关闭进浆阀门，打开各管路开泵用清水试压，达到1MPa无跑水现象即为合格。（4）注单液浆时，以浓浆为主，水灰比1:0.8-1:1，当跑浆严重时，水泥浆浓度为11，并加入水玻璃。（5）注浆时，设专人观察井壁有无跑浆现象，发现跑浆立即处理。（6）注单液浆时，若压力不升，进浆不减时，应逐渐加大浓度；反之，若压力上升快，进浆量减慢时，应依次降低浆液浓度，每更换一次浆液浓度，一般持续10分钟。（7）停泵后应及时压清水，冲洗管路和器具。六、注浆记录注浆过程中，看泵人员及技术人员应做好详细记录，记录内容包括：注浆日期、开孔数量、孔位、注浆压力、浆液浓度、水泥用量、水玻璃用量等。七、注浆期间排水壁后注浆期间，井下排水系统与正常施工排水系统相同。八、注浆结束标准1、注浆终压达到设计要求。注浆孔不再吸浆，且注浆孔内不再涌水，可结束本孔注浆。2、注浆量达到充填帷幕的要求。（因所注孔裂隙不同，单孔注浆量不同）3、井壁不得有大于0.5m/h的集中出渗、漏水点，或无明显出水点。九、 劳动组织、工期1、劳动组织在注浆期间所有直接工、辅助工都实行“三八”作业制，人员配备如下表：劳动力配备表工 种小班人数（人）圆班人数（人）备 注项目（副）经理13全面指挥值班队长13全面管理班长13管理班组电工13负责维修技术员13负责技术、记录机修工13负责维修注浆工618操作注浆机掘进工26打眼、埋管倒灰工26配浆、搅拌井口工13看管井口、下料信号工412负责井上、下信号下料工26下料安检人员13安检监督、检查合计2472不包括其它辅助人员2、工期根据以往的施工经验，注浆期间不可遇见的因素较多，并且吊盘上下提升频繁，加之反复进行注浆，因此本次注浆总工期预计为7天。十、质量技术措施1、严格按设计要求进行锚杆孔的打注和锚注锚杆的锚固安装，锚注孔的深度及锚杆的长度必须附合设计要求，注浆孔打好后必须用高压风吹干净，锚注锚杆必须锚注牢固。2、锚注锚杆要严格按设计要求进行加工制作。锚注锚杆管体材质要合格，浆液拌制用水为施工用水，严禁使用井筒淋水拌制。3、浆液的拌制要按比例准确计量拌制，注一桶拌一桶，防止拌制的过早而初凝，严禁在没有注完的情况下再加水泥、水及水玻璃。4、搅拌浆液时，先按规定数量加水，然后加水泥，加水泥时要边加边搅拌。拌制成的浆液一定要均匀，无沉淀。5、要防止使用的水泥在井下放置时间过长而受潮凝固，受潮凝固的水泥严禁使用。6、在注浆时若有其它孔口漏浆现象，必须将漏浆的孔口闸阀或油麻堵住，以免漏浆、跑浆，待注此孔时将其取掉。7、注浆结束标准：单孔注浆压力维持在2Mpa达5分钟或达到标定的标准要求时方可停止该孔注浆，最大压力不超过3MPa。8、力求一次注浆达到封水效果，减少重复注浆次数，有效地控制漏水。9、注浆后的余水（漏水点）采取追踪水流布孔，注浆直至漏水堵住。10、注浆过程中，要详细记录每个注浆孔的注浆参数，对注浆孔要编号，记录每个孔的注浆量、注浆压力和注浆时间，观察记录异常孔眼周围所发生的各种现象。11、注浆结束后，必须检查注浆效果，井壁无集中出水点或成片渗漏水后方可停止注浆。12、在施工中除遵守以上技术质量要求外还必须遵守矿山井巷工程施工及验收规范的各项规定。十一、施工安全技术措施1、注浆的过程中要连接好各个输浆管的接头，防止漏浆及管路脱落伤人。2、在井筒内下放和回收注浆泵及其它设备的时候，必须设专人起吊检查，保证安全。3、在连接、拆除注浆泵电源的时候，要有专业电工操作，其它非专业人员，严禁乱接乱拆。注浆泵在运行前电工要对注浆泵及吊盘上其它用电设施电缆进行检查，防止漏电，保证安全用电 。4、浆液拌制人员要配戴眼镜等劳动保护用品，防止浆液溅起，对人身造成伤害。5、人员在施工吊盘上工作，必须将吊盘上的孔洞封严堵死。6、注浆机要有专门指定的人员按注浆泵的使用要求进行操作。7、注浆前先仔细检查注浆设备、管路、连接部位等，并用清水试机，在确保设备连接安全可靠后方可注浆。8、注浆过程中随时观察注浆泵、制浆桶液位、管路等的变化情况。如有异常应立即停机检查，待查明原因，排除故障后方可继续工作。9、注浆时如发现跑、漏现象，应及时处理。10、注浆前必须进行注浆泵和输浆管路系统耐压试验，试验无异常，方可使用。11、注浆过程中，注浆压力突然上升时，必须