巷道底板注浆施工安全技术措施.docx
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巷道底板注浆施工安全技术措施
大贾庄铁矿2#副井井下平巷及硐室工程
-475m中段巷道底板注浆堵水施工
施工安全技术措施
编制：
李秀章
审核：
代宝石
批准：
田俊生
中国华冶北票分公司大贾庄项目部
二0一四年七月
目录
一、工程概况3
二、施工方案3
三、施工方法3
四、预注浆施工6
五、主要设备及材料汇总表10
六、探注注意事项11
七、安全、技术、质量保证措施12
八、附图14
-475m中段巷道底板注浆堵水
施工安全技术措施
一、工程概况
河北钢铁集团矿业有限公司大贾庄铁矿2#副井井下平巷及硐室工程，主要包括：
2#副井区域-350m、-450m、-475m共3个水平的巷道及相关硐室工程，主要包括：
石门、井底车场、采区斜坡道、沿脉及穿脉巷、水沟掘砌、硐室掘支等。
2014年7月23日15:
30分-475m水平车场绕道开始进行爆破后的出渣施工，在施工中发现工作面的涌水利用原工作面排水设备不能排干，并且仍有上涨的趋势，原工作面排水能力约为60m3/h，为此特又增加一台排水能力为150m3/h的潜水泵进行排水工作，排水后进行出渣作业，在出渣后发现工作面巷道底板出水，并测得该巷道涌水量为92m3/h，在该炮爆破凿岩前掘进队伍对工作面利用5m钎杆进行短探，未发现涌水，并且在凿岩过程中也没有发现涌水。
爆破后底板出现涌水，对此经甲方、监理及施工单位共同商定采取工作面浇筑止浆垫之后进行注浆的方式进行堵水施工。
为了保证工作面止浆垫及之后注浆堵水的施工顺利进行，特编制本施工方案。
二、施工方案
采用止浆垫堵水，注浆治水的施工方法进行施工。
三、施工方法
1、底板清理及锚杆安装
将工作面的矸石清理干净，利用扒渣机及人工相结合的方式清理至硬底。
在巷道的两侧各安装两排锚杆，锚杆采用ø36mm圆钢长度为600mm，外漏150mm，锚杆横向间距为800mm，竖向间距为500mm，两层锚杆要相互错开，在工作面一侧安装一排锚杆，并在对应锚杆的上方用红漆做好标记。
防止在后续的施工中碰触锚杆。
在锚杆施工过程中，锚杆要平，起到加固止浆垫的作用。
2、引水管、孔口管的制作及安装
止浆垫施工前，提前加工好3根引水管及2根孔口管，引水管采用ø159*5mm的无缝钢管，引水管长6m，引水管前端1.0m长割除三分之一管，之后的1.0m制作成花管，起到引水的作用，后端焊接法兰，并备好盲板。
孔口管采用ø108*5mm的无缝钢管，长度为4m，后端焊接高压法兰。
引水管平铺在巷道底板上，前段布置在出水的位置，开口向下起到引水的作用。
孔口管前端布置在距离引水管前端2.5m位置上，后端控制在距离底板约1.3m位置，角度20.5°。
3、滤水层施工
滤水层采用40mm碎石，在距离工作面2.5m位置铺设一道300mm高的砖墙，里面铺设好碎石作为滤水层，将引水管的前段2.5m覆盖，在利用塑料将碎石完全覆盖，使涌水从引水管中顺利排出。
确保在浇筑混凝土过程中浆液不泄露到滤水层中，顺利引水。
在距离止浆垫2m位置右侧挖一集水坑，安装足够流量的水泵，将引水管的水引到该位置，利用水泵将水排到沉淀池内。
4、止浆垫的施工
（1）安装好引水管、孔口管，铺设滤水层后，在距离工作面6m位置利用钢模板进行支模。
止浆垫长6m宽4.5m厚度1.3m。
先在支模的部位的两侧帮各安装2根锚杆，锚杆长度为700mm外露200mm，锚杆之间的间距为800mm，两侧锚杆的安装高度要一致。
利用【14的槽钢（2根4.5m长）作为横担，【12的槽钢（4根1.5m长）作为立柱进行支模工作，【14的槽钢焊接在两帮的锚杆上，要焊接牢固。
立柱与横担之间采用铁丝绑扎牢固。
利用组合钢模板进行支模工作，模板之间要绑扎牢固，防止浇筑时模板滑落。
（2）模板支好后进行止浆垫的浇筑工作，混凝土采用C30强度标号。
在井口利用搅拌机配制C30混凝土干料，利用矿车将干料运至-475m水平，在利用铲车将干料运至工作面，在工作面进行加水搅拌，最后浇筑到止浆垫内。
在浇筑过程中派专人进行振捣，分层浇筑，确保浇筑混凝土的质量。
C30混凝土的配比为：
水泥：
355kg、中粗砂：
710kg、碎石：
1205kg、水：
180kg。
（3）止浆垫浇筑完成后，进行养护7d。
止浆垫位置若无淋水时，采用洒水养护，若有淋水时，在表面铺设麻袋、塑料薄膜进行养护，保证止浆垫的施工质量。
（4）滤水层注浆：
止浆垫养护7d后，利用风动凿岩机打注浆孔，对止浆垫及滤水层进行加固注浆。
加固时注浆孔均匀布置间距为700mm*700mm，采用双液浆进行加固。
双液浆配比为1：
0.5，水泥浆配比为1:
0.8。
（5）滤水层注浆养护2~3d后转入出水点打钻注浆工作。
5、止浆垫凝固后，在出水口周围均匀布置注浆孔进行注浆堵水施工。
6、注浆工序严格执行《大贾庄铁矿2#副井工作面预注浆安全技术措施》。
四、预注浆施工
1、注浆参数设计
（1）注浆压力
为确保注浆断层段浆液扩散完全、微细裂隙得到充分充填、密实固结巷道围岩、提高岩体强度，采用较高压力。
注浆终压不小于静水压力的3倍。
P=3P静水
式中：
P——注浆终压，MPa；
（2）压水试验
压水试验压力：
比注浆终压大0.5MPa；
压水试验的时间：
30~45min；
压水试验的设备：
注浆泵；
单位钻孔的吸水量q：
根据下式计算，（L/min/m）；
式中：
Q——压水试验时最大压力的流量，L/min；
H——受注段的高度，m；
（3）浆液初始浓度的确定及浆液变换
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。
如表4-1所示，一次单液注浆量大于25m3时：
采用单液间歇注浆或双液注浆，间歇时间为20分钟到1小时。
表4-1浆液初始浓度的确定及浆液变换表
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—
水玻璃浆
1.5
2.5:
1
体积比
1:
1~0.6:
1
1、使用双液注浆时，水泥浆的浓度为:
1.25:
1~0.8:
1
2、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，可采用双液浆
3.0
2:
1
5.0
1.5:
1
7.0
1.25:
1
8.0
9.0
1:
1
11.0
0.8:
1
13.0
（4）注浆结束标准
注浆过程正常进行的前提下，可依据以下二点结束注浆：
（1）注浆压力均匀持续上升达到设计终压，同时满足钻孔吸浆量：
单液小于20升／分时、双液小于60升/分，稳压20－30分钟，即可结束本次注浆。
（2）在大裂隙岩层中注浆，经过浆液浓度的变换，注浆量达到设计要求，注浆仍达不到终压，暂时停注，养护24小时后复注，直到符合上述标准。
（3）注浆结束后排水时，利用观测水位变化情况，根据水位的变化情况可以确定注浆效果的好坏。
2、注浆施工
对止浆垫的滤水层加固注浆时，采用YT28风动凿岩机打眼，进行注浆加固，滤水层加固后，利用潜孔钻机通过孔口管对出水部位进行探水，钻孔深度控制在10m（包括孔口管长度），当钻孔出水后对探水孔进行注浆，凝固后复孔至设计深度，其它孔单孔出水量小于5m3/h继续钻进，直到钻孔结束为止。
3、注浆工艺
（1）注浆材料
采用水泥单液浆和水泥—水玻璃双液浆相结合，可以满足本工程的堵水要求。
滤水层注浆采用双液浆施工，探水注浆采用单、双液相结合的方式注浆。
水泥采用普硅P.O.42.5水泥；水玻璃浓度40～42Be，水玻璃的模数不小于3.0。
（2）注浆施工工艺流程：
图4-1注浆工艺流程图
（3）注浆过程中异常情况的处理
①注浆中断：
在注浆过程中，由于机械设备、输浆管道破裂、仪表失真等原因，迫使注浆中断。
及时采取措施，恢复注浆。
若中断时间较长，对中断的孔段扫孔并进行复注弥补。
②冒浆：
当发现冒浆，则立即降低注浆压力，采用小流量灌注。
同时，加大浆液浓度，添加水玻璃，加快浆液凝结，如果用上述措施效果仍不显著，继续冒浆，则要间歇注浆，待凝5～8小时后，扫孔对该段进行重注浆。
③大量吃浆段注浆：
遇裂隙发育地段，发生大量吃浆的现象。
所采取的主要措施有：
压缩注浆段段长、降低注浆压力、孔口自流注浆、投放粗骨料、限制进浆量、间歇注浆、水玻璃双液浆等措施。
4、注浆效果的检查
注浆是隐蔽性的工程，为保证注浆质量和堵水效果，应从开始施工，直至注浆结束，对全过程的每个环节，都要注意质量的检查和鉴定。
（1）数据分析
通过对各序孔先后揭露的钻孔涌水量大小、注浆量、浆液浓度、注浆压力的变化，可以初步检查注浆效果。
（2）施工检查孔
检查孔的位置根据注浆钻孔揭露的涌水情况，确定在存在隐患的地方，打检查孔检查，观测检查钻孔的出水情况，无喷水，涌水量小于施工设计规定。
（3）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，注浆后通过注浆孔或检查孔的注（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，注入量小于40L/min，为合格。
压水试验计算公式：
式中：
q—钻孔单位吸水率，L/（min·m·m）；
Q—压水时泵量，L/min；
H—压水水柱压力水头，m；
h—钻孔压水段长度，m。
五、主要设备及材料汇总表
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
潜水泵
台
3
2
YT28钻机
YT28型
台
2
配套完整
3
潜孔钻
KQJ120
台
2
配套完整
4
注浆泵
2TGZGZB-ys型
台
1
配套完整
5
水泥浆搅拌机
立式15m3/h
台
1
6
储料罐
0.2m3
个
3
自制
7
高压胶管
Ø25mm
m
20
8
预埋孔口管
Ø108*5mm
根
2
L=4000mm
9
引水管
Ø159*5mm
根
3
L=6000mm
10
棉纱
kg
10
11
道钉
kg
5
12
麻
kg
5
13
水泥
P.O.42.5
t
以实耗为准
14
水玻璃
40Be
t
以实耗为准
15
混合器
三通式
个
10
16
钻头
φ42mm
个
4
17
组合钢模板
m2
5.4
18
铁丝
8#
kg
2
19
槽钢
【12aL=1.5m
根
4
20
槽钢
【14aL=4.5m
根
2
21
锚杆
φ36L=600mm
根
40
22
法兰盘
DN100PN6.4
付
2
高压
23
法兰盘
DN159
付
3
24
注浆软管
米
10
Φ25mm
25
吸浆管
Φ50mm
米
10
26
抗震压力表
10MPa
个
3
27
高压球阀
1寸
个
10
28
红砖
m3
0.4
29
塑料薄膜
卷
1
30
砼
C30
m3
35.1
31
注浆管
根
30
L=700mm，马蹄扣
32
丝头
1寸
个
30
33
振动棒
套
2
注：
施工材料以实际发生量为准。
六、探注注意事项
1、出矸和清理：
将工作面及巷道内矸石全部出完，清至巷道底板；挖好临时水沟或临时排水系统能投入使用；
2、运输：
注浆泵和液压钻机使用平板车运输到工作面；保证运输线路通畅；
3、往井下工作面下放液压钻机及注浆泵等设备，并安装、调试好；
4、在工作面搭设钻机平台，在钻机平台上稳钻机，然后按探水孔设计方位和角度打钻孔。
5、孔口管必须严格按设计位置、倾角、仰角进行施工，不能用大锤直接打法兰盘，防止损坏法兰影响后续施工；
6、孔口管注浆固定：
用注浆泵对孔口管注浆，先注单液浆后注双液浆，将孔口管附近裂隙全部注满，利用锚杆或钢筋固定好孔口管；
7、安装高压闸阀：
待孔口管注浆凝固20小时后，安装闸阀，并在闸阀上安装止水装置，当水量过大时不能进行拆除钻杆，直接关掉止水装置的旁路闸阀；待采取措施后方能下钻杆，为以后从闸阀内打钻注浆做准备。
若探出大水时，及时关闭闸阀控制涌水量。
8、扫孔：
观察出水情况，不能推进过快；
9、实测工作面涌水量：
若涌水量＞5m3/h时继续打孔注浆；直至巷道工作面涌水量＜5m3/h时，结束施工；
10、拆除钻机和注浆泵等设备，并提升到地面，在地面清点检修以备用；并清理工作面杂物。
七、安全、技术、质量保证措施
1．钻孔施工：
开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。
钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于5cm。
钻杆角度不得大于1°。
钻孔时，密切观察钻孔进度，如发生涌水情况，应立即停止钻孔，测水并记录；水量不大时检查孔口管后，向前继续钻孔施工。
2.参加施工人员必须明确施工任务、目的，熟知各项参数及安全技术要求，严格按照施工方案进行施工。
3.所有入井设备、工具器材，需经检查检修，保证完好，并进行安全检查，不符合安全标准及规定的，严禁入井。
4.搭建钻机工作平台，必须牢固可靠，连接紧密。
风、水、电等管线路要悬挂固定牢固。
5.开钻前，钻工一定要掌握好角度，明确孔深，方可开钻，钻进前，必须检查好防突水装置，保证装置可靠，方位角度正确。
单孔探水到20m的位置时，技术人员要进行测斜、纠偏。
以达到设计钻孔的位置和角度正确。
6.注意测量钻孔中的涌水量，并做好记录，钻进过程中，出现涌水大于10m³/h时，立即停钻进行注浆施工，不得强行钻进，以免水量突然增大。
7.注浆前必须对设备及输浆管路进行耐压试验并保证畅通不漏液，根据现场压水试验，确定注入量，浆液配比，注浆压力等参数。
注浆必须有排气出口，确保浆液饱满。
浆液浓度现场配制，搅拌浆液不早于注浆前20分钟。
8．钻进中，如果钻孔中突然涌水顶钻，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人立即汇报调度，并安排人员检测水情.现场主管领导必须在第一时间迅速下井，分析水情，采取固定注浆机的方式，拔出钻杆，关闭孔口管球阀。
如果情况危急，人员立即升井。
9.钻孔成孔后用清水冲洗钻杆，直至返清为止。
当裂隙小，冲孔效果不好时，应采用抽水洗孔。
10.对钻孔进行压水试验，测量钻孔吸水量；
11.备齐注浆材料，确定浆液品种、配合比及浓度；
12.当连续单液注浆30min压力不升，吸浆量不减时，应提高浆液浓度；
13.当发现压力骤然上升或浆液耗量突增，应停止注浆，查明原因，处理后在恢复注浆；
14.若压力上升快，减量也快时，应依次降低浓度；
15.每更换一次浆液浓度，注浆应持续20min；
16.当单液浆吸入量接近预计总量的40%-50%，其压力不升，吸浆量不减时，可采用低压、间歇注浆方法达到注浆终压；
17.当注浆中段时间超过浆液凝结时间时，应在浆液凝结前把浆液从管路系统中排出，并用清水将管路冲洗干净；
18.结束注浆时，应用清水冲洗注浆设备及管路，清理现场；
19.坚持领导带班，技术员值班，确保探水、注浆安全顺利施工。
八、附图
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