注漿方案設(shè)計(jì)徐州井巷注漿新技術(shù)有限公司柳林陽(yáng)塔隧道充填注漿

1、柳林縣陽(yáng)塔煤礦運(yùn)輸隧道頂板塌落區(qū)充填注漿施工方案中國(guó)礦業(yè)大學(xué)徐州井巷注漿新技術(shù)有限公司2011年5月、工程概況二、注漿治理控制措施21、技術(shù)要點(diǎn)22、技術(shù)難點(diǎn)2三、注漿方案設(shè)計(jì)31、注漿孔部孔基本參數(shù)32、施工工藝43、孔口管6四、注漿材料及配制6五、施工組織設(shè)計(jì)71、鉆注設(shè)備及施工材料72、井下注漿系統(tǒng)73、施工人員配備9六、工期及經(jīng)費(fèi)預(yù)算101、工期102、費(fèi)用預(yù)算10七、注漿施工安全措施10工程概況柳林縣陽(yáng)塔煤礦一運(yùn)輸隧道寬約5m,高4m,主要用于地面與井下的運(yùn)輸銜接。2010年出現(xiàn)頂板塌落，塌落總長(zhǎng)度約50m,礦方進(jìn)行了初步的修復(fù)治理，主要采取用料石砌圈，然后又在塌空區(qū)間內(nèi)嵌入道木的治

2、理措施(圖1)。為防止頂板來(lái)壓而發(fā)生再次塌落現(xiàn)象，礦方?jīng)Q定對(duì)原塌落空洞區(qū)間進(jìn)行注漿充填。隧道破壞及初步修復(fù)示意圖二、注漿治理控制措施注漿的主要目的是充填塌落區(qū)間的空洞區(qū)，并且同時(shí)可以加固隧道頂板圍巖。1、技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)要點(diǎn)包括注漿孔的孔深、孔距及布孔方式設(shè)計(jì)，注漿工藝及注漿壓力等。注漿孔的技術(shù)參數(shù)與漿液的流動(dòng)及絮凝特性參數(shù)密切相關(guān)，注漿工藝及注漿壓力控制等決定著注漿充填的質(zhì)量。注漿工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，保證各相關(guān)設(shè)計(jì)及施工工藝的協(xié)調(diào)是保證施工質(zhì)量的重要方面。2、技術(shù)難點(diǎn)(1)控制注漿工藝，防止?jié){液從頂板初步修復(fù)用的料石砌圈的縫隙中漏漿。(2)控制注漿壓力，一者防止發(fā)生頂板被注漿壓力壓垮的事故，二者

3、要適當(dāng)增加注漿壓力使?jié){液不僅充填空洞區(qū)，還能滲入圍巖裂隙，使注漿充填體與圍巖“熔為”一體。(3)控制注漿孔設(shè)計(jì)參數(shù)，使得漿液充分流動(dòng)，保證空洞區(qū)不出現(xiàn)充填盲三、注漿方案設(shè)計(jì)1、注漿孔布孔基本參數(shù)注漿孔布孔擬采用深孔、淺孔協(xié)調(diào)布設(shè)的方式，初步設(shè)定深孔孔距為6m,淺孔孔距為2m。深孔沿隧道中心線延伸方向布孔，淺孔總體呈“Z”字行布設(shè)。淺孔下注漿孔口管0.4-0.6m,深孔孔口管延伸至空洞頂面(長(zhǎng)約2m),各孔需安裝孔口閥。布孔方案見(jiàn)圖2。共計(jì)布設(shè)淺孔25-28個(gè)，深孔8-9個(gè)。在現(xiàn)場(chǎng)布孔參數(shù)及數(shù)量可根據(jù)施工的實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。(a)斷面圖淺孔。深孔(b)仰視圖1.2塌落區(qū)看砒幫W品%的'

4、;"M感"”用叫#鼎X舟畫(huà)拙注出拙引若如?1斑吟下濘花也?1E£卜他：步I憚如如恐I后吟£皓川也便班Q5淺孔深孔隧道(c)側(cè)視圖圖2注漿孔布設(shè)示意圖2、注漿工藝總體注漿工藝措施為：施工淺孔一注漿（在料石頂面形成漿液固層）一施工深孔一注漿（充填空頂區(qū)）。具體施工步驟及說(shuō)明見(jiàn)下面的描述。施工淺孔。淺孔可采用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行，鉆孔適當(dāng)外撇（10-20°）,鉆孔成型后下孔口套管，套管要穿越料石0.3m左右，套管要安裝有孔口閥。對(duì)淺孔進(jìn)行注漿。采用水泥-水玻璃雙液漿，注漿的配比可根據(jù)漏漿情況進(jìn)行調(diào)整，如頂面漏漿嚴(yán)重，要增加漿液的濃度，對(duì)于部分漏漿的縫隙可采用

5、木楔、麻布等進(jìn)行封堵。本次注漿的目的就是在料石砌圈頂面形成一層厚30cm左右的漿液固層，一者對(duì)料石砌圈進(jìn)行加固。二者保證在下部注漿施工中不再出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象施工深孔。深孔孔可采用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行，巖隧道頂面中心線布設(shè)，垂直于隧道頂面，鉆孔成型后下孔口套管，套管底部要達(dá)到塌落區(qū)頂面，套管要安裝有孔口閥。在本次施工中可能會(huì)遇到鉆孔施工時(shí)鉆到道木的情況，這時(shí)要對(duì)注漿孔位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整對(duì)深孔進(jìn)行注漿。采用純水泥漿或濃度較低水泥-水玻璃雙液漿，本次注漿的目的就是保證漿液充填原塌落形成的空洞區(qū)，所以要盡可能的多注漿液。適當(dāng)增加注漿壓力，使?jié){液滲入圍巖裂隙，保證空洞充填的漿液凝固體與圍巖固成一體。在本階段施工時(shí)要嚴(yán)格

6、控制注漿壓力，注漿壓力過(guò)大漿液擴(kuò)散范圍遠(yuǎn)，但將對(duì)頂板產(chǎn)生壓力，可能造成頂板再次塌落；注漿壓力太小，則漿液擴(kuò)散及充填效果有限。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)階段注漿壓力設(shè)定為1-1.5MPa,注漿時(shí)要密切觀察頂板。3、孔口管孔口管采用042m佛4mm無(wú)縫鋼管加工，孔口管結(jié)構(gòu)如圖3所示，外段設(shè)置1520mm長(zhǎng)的絲扣，內(nèi)段加工成魚(yú)鱗扣并纏繞麻絲以增加注漿管與井壁及壁后圍巖間的摩阻力。為充分保證漿液對(duì)空隙的充填效果，在孔口管外端范圍周邊打設(shè)花孔以利竄漿。絲扣魚(yú)鱗扣IlIIIIIIIIIII圖3孔口管結(jié)構(gòu)示意圖四、注漿材料及配制注漿材料選擇普通硅酸鹽水泥（建議采用325#水泥），水玻璃模數(shù)2.83.4,濃度38-40

7、Be'。漿液類(lèi)型為單液水泥漿和雙液漿，根據(jù)施工時(shí)的需要選擇單液漿及雙液漿（表1表2）表1單液水泥漿配制表水灰比水泥用量（kg/袋）水（升）漿液體積（m3）0.6:11100/226601.0260.75:1950/197121.0291:1750/157501.0001.25:1650/138121.0291.5:1550/118251.0082:1450/99001.050表2雙液漿配制表水灰比水泥用量（kg/袋）水（升）40波美度的水玻璃（升）漿液體積（m3）0.6:11100/22630301.0260.75:1950/19682301.0291:1750/1572722.51.

8、0001.25:1650/1379022.51.0291.5:1550/11810151.0082:1450/9885151.050五、施工組織設(shè)計(jì)施工前必須充分地做好注漿施工的準(zhǔn)備和組織工作1、鉆注設(shè)備及施工材料（1）鉆機(jī)選用錨桿鉆機(jī)（風(fēng)鉆）進(jìn)行鉆孔，備足鋼釬及易損備件。（2）注漿泵選用QB50/18型氣動(dòng)雙液注漿泵或2TG2-60/200型雙液電動(dòng)注漿泵，均為雙液無(wú)極變比可調(diào)。（3）攪拌機(jī)選用JS-1000型攪拌機(jī)，攪拌筒容量不低于0.5m3。止匕外，配置一容量不低于1.0m3的攪拌箱配合輸漿。（4）為使注漿施工順利進(jìn)行，要求備足鉆孔、注漿所用主要器材及耗材（表3）。2、井下注漿系統(tǒng)井下注

9、漿系統(tǒng)見(jiàn)圖4。由于本次注漿是隨著注漿的進(jìn)行，注漿井下注漿系統(tǒng)先前逐步推進(jìn)的，所以在注完一定距離后，注漿系統(tǒng)要整體前移。圖4井下注漿系統(tǒng)設(shè)置示意圖表3鉆孔注漿主要材料一打鉆序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1鉆機(jī)錨桿鉆機(jī)臺(tái)2備足易損件2孔口閥個(gè)10可循環(huán)利用3套管25X6mnK0.5m根504手拉葫蘆3T個(gè)25大錘5kg把2一注漿1注漿泵QB50/18或2TG2-60/200臺(tái)22抗震壓力表0-30MPa塊53抗震壓力表0-10MPa塊54注漿三通,24180kg/cm個(gè)3高壓，與。108孔口管法蘭盤(pán)及注漿軟管聯(lián)接5拌漿筒只26麻皮kg507鐵絲#8kg508篩網(wǎng)0.8W8mm2m209注漿管無(wú)縫

10、加厚根30()38mmit鱗扣10三通盤(pán)塊20一端與孔口管法蘭盤(pán)，靠螺桿連接11高壓球閥1寸個(gè)20三輔助設(shè)施1壓風(fēng)路13通風(fēng)路14照明路15提升路16排水路1用以安裝好的4寸管當(dāng)排水7通訊路1通訊電話四主要材料1水泥PO32.5RT1500-20002水玻璃40Be'T500五勞動(dòng)保護(hù)1防護(hù)眼鏡付302防塵口罩付303乳膠手套付304棉紗Kg505黃油Kg(1)場(chǎng)地防護(hù)為確保安全施工，鉆孔、注漿施工前，要在近攪拌場(chǎng)地選擇干燥場(chǎng)地作為井下臨時(shí)料場(chǎng)；須消除鉆機(jī)、注漿泵位置雜物。(2)水、電管路施工用水、電從巷道最近的接頭接至施工現(xiàn)場(chǎng)。(3)井口料場(chǎng)建立井口注漿材料專(zhuān)用料場(chǎng)，主要用于貯存水泥

11、、水玻璃等材料，料場(chǎng)要求無(wú)淋水、無(wú)積水，無(wú)其他雜物堆積，且盡量臨近井口，以便于向井下輸送。3、施工人員配備施工共配備人員14人，其中項(xiàng)目經(jīng)理1名，技術(shù)負(fù)責(zé)1名，注漿施工人員按三班制配備，每班人員配備見(jiàn)(表4)。施工人員要明確責(zé)任，注漿前要進(jìn)行崗前安全培訓(xùn)和操作指導(dǎo)，使施工人員熟悉施工流程和施工要求。表4注漿施工人員配備組織表工種人數(shù)/每小班備注注漿工1可兼職鉆進(jìn)工，司宗，1可兼職攪拌工、運(yùn)料工1可兼職安檢員，信號(hào)員1可兼職合計(jì)4六、工期及經(jīng)費(fèi)預(yù)算1、工期因本工程是頂板塌落空洞區(qū)的充填注漿，注漿進(jìn)度是影響工期的主要環(huán)節(jié)。按預(yù)計(jì)工程量，如單班(8小時(shí))注漿量15T,全部完成本工程的工期大約在455

12、5天左右(不包括施工前期準(zhǔn)備)。2、費(fèi)用預(yù)算本次施工擬采用甲方包料(注漿材料：水泥、水玻璃)，施工方包工(注漿施工)的方式進(jìn)行。我方僅預(yù)算施工費(fèi)用，本次施工注漿是最重要的環(huán)節(jié)，按單價(jià)1000-1200元/T計(jì)價(jià)，注漿量按2000-2500T(水泥+水玻璃)計(jì)算，完成整個(gè)施工總費(fèi)用為200300萬(wàn)元。七、注漿施工安全措施(1)對(duì)所有注漿操作人員應(yīng)進(jìn)行措施學(xué)習(xí)和操作訓(xùn)練；(2)注漿管路系統(tǒng)，從注漿泵開(kāi)始逐漸降低，不得有抬高現(xiàn)象，以防漿液沉淀堵塞；(3)注漿前應(yīng)有專(zhuān)職維修人員，對(duì)注漿系統(tǒng)進(jìn)行檢查，并對(duì)注漿泵和輸送管路系統(tǒng)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為注漿終壓的1.5倍，時(shí)間應(yīng)持續(xù)1530分鐘，無(wú)異常情況時(shí)

13、，方可使用；(4)要經(jīng)常檢查管路聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，防止撥脫傷人；(5)每次注漿前，應(yīng)對(duì)所有注漿機(jī)具、管路系統(tǒng)、壓力表等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；(6)建立健全各種崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行井下現(xiàn)場(chǎng)交接班制，保證注漿工作的連續(xù)性；(7)注漿工作人員必須佩戴好勞動(dòng)保護(hù)用品后方準(zhǔn)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)；(8)拌漿人員應(yīng)嚴(yán)格掌握漿液濃度，水泥漿必須過(guò)篩，防止雜物混進(jìn)漿液，結(jié)塊過(guò)期水泥嚴(yán)禁使用；(9)池內(nèi)漿液要淹沒(méi)籠頭，防止籠頭懸空，吸入空氣，應(yīng)有專(zhuān)人放漿和過(guò)濾，注漿結(jié)束時(shí)應(yīng)對(duì)攪拌池及籠頭窩進(jìn)行清洗；(10)注漿時(shí)，泵壓劇減或不進(jìn)漿，可能是籠頭被堵，吸漿籠頭應(yīng)經(jīng)常清洗，泵壓突然下降并不回升，吸漿量增大，說(shuō)明巖縫漏

14、漿，可采取降壓，調(diào)整漿液濃度的辦法處理；(11)注漿時(shí)壓力劇增，而工作面壓力上升很慢或不上升，應(yīng)立即檢查管路,并將籠頭移入清水池中；(12)注漿過(guò)程中應(yīng)有專(zhuān)人觀察壓力表，觀察工作面情況，發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時(shí)查出原因并采取措施處理后再行注漿；(13)注漿時(shí)不得隨意停水、停電，必要時(shí)必須事先通知，待停止注漿沖洗管路和注漿泵后方可停水、停電，正常注漿結(jié)束后必須立即清洗注漿泵和管路；(14)注漿記錄人員應(yīng)認(rèn)真記錄壓力、流量、時(shí)間等原始數(shù)據(jù)，注漿結(jié)束后要對(duì)壓力、流量(吸漿量)隨時(shí)間變化情況進(jìn)行匯總分析上報(bào)；(15)井下施工場(chǎng)地應(yīng)保持干凈，雜物一律上井。施工機(jī)具堆放整齊，位置合適，方便使用。注漿時(shí)井下人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、乳膠手套和口罩，以免竄漿燒傷眼睛，漿液攪拌站應(yīng)有防塵措施；(16)當(dāng)班施工負(fù)責(zé)人應(yīng)檢查記錄人員的工作情況，確保原始資料的完整和準(zhǔn)確，對(duì)注漿工程中所發(fā)生的問(wèn)題，要認(rèn)真分析及時(shí)處理。(17)每次注漿結(jié)束后必須壓清水沖洗管路，沖洗時(shí)