斜坡道井壁注漿施工方案一、工程概況本工程為斜坡道井壁注漿加固與堵水工程，主要針對(duì)井筒凍結(jié)段底部大壁座段及基巖段井壁滲漏水問(wèn)題進(jìn)行處理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，井筒凍結(jié)段已大部分解凍，涌水量達(dá)30m3/h左右，主要出水點(diǎn)位于凍結(jié)段大壁座及基巖段井壁接茬處。為確保后續(xù)井底貫穿巷道施工安全，需對(duì)井筒實(shí)施壁后及壁間注漿堵水加固。施工范圍包括凍結(jié)段內(nèi)壁與外壁間空隙充填、基巖段壁后裂隙封堵，采用分段注漿工藝，設(shè)計(jì)注漿總段高805m，預(yù)計(jì)工期45天。1.1水文地質(zhì)特征凍結(jié)段：井壁結(jié)構(gòu)為雙層鋼筋混凝土，內(nèi)外壁間鋪設(shè)聚乙烯塑料板，存在貫通性空隙，主要水源為壁座段解凍后形成的環(huán)形滲水帶。基巖段：砼井壁接茬處存在多處滲水點(diǎn)，巖性以砂巖、泥巖互層為主，裂隙發(fā)育程度中等，單位涌水量0.5~2.0m3/(h·m)。井筒最大靜水壓力21MPa（-815m處），注漿段井壁混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30~CF90，壁厚450~1200mm。1.2工程目標(biāo)堵水目標(biāo)：注漿后井筒涌水量≤5m3/h，無(wú)明顯集中出水點(diǎn)加固目標(biāo)：井壁完整性系數(shù)≥0.9，壁間充填密實(shí)度≥95%安全目標(biāo)：杜絕高壓注漿傷人、井壁坍塌等安全事故二、注漿方案設(shè)計(jì)2.1總體施工流程采用"由下而上、分段注漿"施工方式，利用四層鑿井吊盤作為作業(yè)平臺(tái)，每層盤間距12m。凍結(jié)段優(yōu)先采用預(yù)埋管注漿，基巖段采用"頂水對(duì)點(diǎn)"布孔工藝，具體流程如下：吊盤安裝調(diào)試→2.測(cè)溫孔施工（壁間溫度≥2℃）→3.注漿孔鉆進(jìn)→4.壓水試驗(yàn)→5.漿液制備→6.分段注漿→7.效果檢查→8.封孔處理2.2注漿方式選擇注漿段劃分施工方式注漿材料主要設(shè)備凍結(jié)段（-9.585~-815m）壁間預(yù)埋管注漿單液水泥漿+雙液快凝漿ZTGZ-60/210型高壓注漿泵基巖段（-815m以下）壁后鉆孔注漿超細(xì)水泥漿+化學(xué)漿液QZB-50/60型氣動(dòng)注漿泵三、設(shè)備選型與布置3.1主要注漿設(shè)備配置高壓注漿系統(tǒng)：ZTGZ-60/210型注漿泵（工作壓力21MPa，排量60L/min）2臺(tái)，配備壓力自動(dòng)記錄儀（量程0~30MPa，精度±0.5%）氣動(dòng)注漿系統(tǒng)：QZB-50/60型氣動(dòng)注漿泵（工作壓力6MPa，排量50L/min）3臺(tái)，配套油水分離器（過(guò)濾精度5μm）鉆孔設(shè)備：7655型風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)（沖擊頻率38Hz）6臺(tái)，Φ42mm中空鉆桿（每節(jié)1.5m）100根，Φ50mm金剛石鉆頭20個(gè)制漿系統(tǒng)：JS500型強(qiáng)制式攪拌機(jī)（攪拌容量500L）2臺(tái)，配電子計(jì)量秤（量程0~500kg，精度±0.1kg）3.2吊盤布置方案四層作業(yè)平臺(tái)：一層盤（觀察孔施工）、二層盤（材料堆放）、三層盤（制漿區(qū)）、四層盤（注漿操作區(qū)）管路布置：沿井筒周圈布設(shè)Φ50mm高壓注漿主管（20#無(wú)縫鋼管），每12m設(shè)分支閥門箱，采用快速接頭連接安全設(shè)施：每層盤設(shè)1.2m高防護(hù)欄桿，鋪設(shè)50mm厚防滑木板，配置2個(gè)救生吊籃（承載300kg）和4個(gè)滅火器四、注漿孔布置與參數(shù)設(shè)計(jì)4.1鉆孔布置規(guī)范凍結(jié)段：利用原預(yù)埋注漿管（每層4根，間距90°），孔深穿透內(nèi)壁（450~1100mm），孔徑Φ32mm，仰角5°~10°基巖段：按"梅花形"布置，環(huán)向間距1.5~2.0m，孔深2.0~3.5m（進(jìn)入巖層1.5m），孔徑Φ42mm，與井壁法線夾角15°~20°特殊處理：涌水量＞5m3/h的集中出水點(diǎn)，增設(shè)2~3個(gè)斜向?qū)祝讖溅?0mm，孔深3.0m）4.2注漿參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)類別單液水泥漿雙液快凝漿超細(xì)水泥漿水灰比1:1~0.8:1/1.2:1~1:1水泥標(biāo)號(hào)P.O42.5R/P.O52.5超細(xì)水泥水玻璃濃度/36~40Be'/C:S配比/1:0.8~1:1.2/初凝時(shí)間45~60min30~90s30~45min注漿壓力靜水壓力1.2~1.5倍靜水壓力1.5~2.0倍靜水壓力1.0~1.2倍注漿流量30~50L/min10~20L/min20~30L/min五、施工工藝詳解5.1鉆孔施工工藝定位放線：采用全站儀按設(shè)計(jì)坐標(biāo)在吊盤上標(biāo)記孔位，誤差≤50mm鉆進(jìn)作業(yè)：風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)配中空鉆桿，采用"濕式鑿巖"，風(fēng)壓0.6~0.8MPa，水量5~8L/min孔斜控制：每鉆進(jìn)1.5m用測(cè)斜儀檢查，頂角偏差≤1°/10m，方位角偏差≤3°成孔驗(yàn)收：孔深、孔徑偏差≤5%，孔內(nèi)無(wú)巖芯殘留，采用壓風(fēng)清孔（風(fēng)壓0.5MPa，持續(xù)5min）5.2注漿施工流程5.2.1壓水試驗(yàn)試驗(yàn)壓力：設(shè)計(jì)注漿壓力的80%，穩(wěn)壓30min流量觀測(cè)：每5min記錄一次，計(jì)算滲透系數(shù)k=QL/(AH)（Q-流量，L-孔深，A-截面積，H-水頭）合格標(biāo)準(zhǔn)：壓力下降率≤10%/30min，漏水量穩(wěn)定5.2.2漿液制備單液漿：水泥與水按設(shè)計(jì)配比投入攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間≥3min，用1.2mm篩網(wǎng)過(guò)濾，密度控制在1.8~2.0g/cm3雙液漿：A液（水泥漿）與B液（水玻璃）分別制配，通過(guò)靜態(tài)混合器（混合長(zhǎng)度1.5m）均勻混合超細(xì)水泥漿：采用高速剪切制漿機(jī)（轉(zhuǎn)速1500r/min），摻加0.5%萘系減水劑，初始流動(dòng)度≥300mm5.2.3注漿作業(yè)注漿啟動(dòng)：先開清水泵沖洗管路，待注漿孔返清水后切換漿液，初始?jí)毫刂圃谠O(shè)計(jì)值的50%壓力控制：采用分級(jí)升壓法，每級(jí)升壓0.5MPa，穩(wěn)壓5min，直至達(dá)到終壓流量調(diào)節(jié)：當(dāng)壓力驟升時(shí)降低流量至20L/min，出現(xiàn)跑漿時(shí)啟動(dòng)雙液漿系統(tǒng)結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：達(dá)到設(shè)計(jì)終壓后穩(wěn)壓20min，進(jìn)漿量≤5L/min，且上排觀察孔返漿濃度≥80%5.3特殊情況處理大量跑漿：立即改為雙液注漿，縮短凝膠時(shí)間至30~60s，采用"間歇注漿法"（注3min停2min）壓力不升：加大漿液濃度（水灰比0.8:1），摻加5%膨脹劑，必要時(shí)采用前進(jìn)式分段注漿孔口突水：先打入Φ38mm止?jié){塞（膨脹率≥300%），外用速凝水泥封孔，待凝固后重新鉆孔六、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)6.1材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)水泥：進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證，每200t做一組強(qiáng)度試驗(yàn)（3d≥28MPa，28d≥52.5MPa）水玻璃：模數(shù)2.4~3.0，密度1.35~1.45g/cm3，每50t檢測(cè)一次濃度外加劑：膨脹劑限制膨脹率≥0.025%，減水劑減水率≥20%，按GB8076標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)6.2施工質(zhì)量控制鉆孔驗(yàn)收：每孔進(jìn)行孔徑、孔深、傾角檢測(cè)，合格率100%漿液性能：每班檢測(cè)3次密度、2次凝結(jié)時(shí)間，偏差范圍±0.05g/cm3、±10%注漿記錄：采用電子記錄儀全程記錄壓力-流量-時(shí)間曲線，每孔形成單獨(dú)檔案6.3效果檢驗(yàn)方法壓水試驗(yàn)：注漿后24h進(jìn)行，單位涌水量≤0.05m3/(h·m)超聲波檢測(cè)：采用地質(zhì)雷達(dá)（中心頻率100MHz）掃描壁間空隙，充填密實(shí)度≥95%鉆孔取芯：每30m布置1個(gè)檢查孔，芯樣完整性≥90%，結(jié)石體強(qiáng)度≥15MPa七、安全技術(shù)措施7.1高壓作業(yè)防護(hù)注漿管路系統(tǒng)需進(jìn)行1.5倍設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)（穩(wěn)壓30min無(wú)滲漏）操作人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、耐高壓手套，站在安全擋板（5mm厚鋼板）后操作高壓閥門處設(shè)置"當(dāng)心高壓"警示標(biāo)識(shí)，嚴(yán)禁在注漿時(shí)拆卸管路7.2井壁穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)布設(shè)12個(gè)應(yīng)力傳感器（量程0~30MPa）和6個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井壁變形注漿壓力不得超過(guò)井壁設(shè)計(jì)承載力的80%（按公式P≤0.8×fcc×A計(jì)算）發(fā)現(xiàn)井壁出現(xiàn)環(huán)向裂縫（寬度≥0.2mm）立即停止注漿，啟動(dòng)卸壓程序7.3防墜安全措施所有作業(yè)人員必須雙鉤佩戴保險(xiǎn)帶，生根于專用安全繩（破斷拉力≥20kN）吊盤升降時(shí)，每層盤設(shè)專人監(jiān)護(hù)，速度≤0.5m/s，嚴(yán)禁超載（額定載荷8t）井口設(shè)置全封閉防護(hù)網(wǎng)（網(wǎng)孔≤50mm），下料時(shí)使用專用吊桶（設(shè)雙重閉鎖裝置）7.4應(yīng)急處置預(yù)案7.4.1注漿管爆裂立即啟動(dòng)緊急泄壓閥，關(guān)閉注漿泵電源待壓力降至0后，更換損壞管路（使用防爆工具）重新注漿前進(jìn)行系統(tǒng)試壓，確認(rèn)無(wú)滲漏后方可繼續(xù)7.4.2井壁坍塌立即發(fā)出警報(bào)，所有人員撤離至安全平臺(tái)啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)（2臺(tái)200m3/h水泵）降低水位采用速凝混凝土（初凝≤15min）回填坍塌段，待穩(wěn)定后重新制定注漿方案八、施工組織管理8.1勞動(dòng)組織管理人員：項(xiàng)目經(jīng)理1人、技術(shù)負(fù)責(zé)人1人、安全監(jiān)督員2人作業(yè)班組：鉆孔班（12人）、注漿班（15人）、機(jī)電班（8人）、后勤班（5人）排班制度：實(shí)行"三八制"作業(yè)（每班8h），關(guān)鍵工序?qū)嵭须p人監(jiān)護(hù)8.2進(jìn)度計(jì)劃施工階段工期（天）主要工作內(nèi)容準(zhǔn)備階段5設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、吊盤安裝、安全培訓(xùn)凍結(jié)段注漿25測(cè)溫孔施工（3d）→分段注漿（20d）→效果檢驗(yàn)（2d）基巖段注漿10鉆孔施工（5d）→注漿作業(yè)（4d）→封孔處理（1d）驗(yàn)收階段5資料整理、第三方檢測(cè)、竣工驗(yàn)收8.3材料管理建立材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收臺(tái)賬，水泥、水玻璃等主要材料需留樣（保存期3個(gè)月）材料堆放需符合"上蓋下墊"要求，水泥庫(kù)地面高出室外30cm，庫(kù)內(nèi)相對(duì)濕度≤60%實(shí)行限額領(lǐng)料制度，每孔材料消耗與設(shè)計(jì)值偏差≤10%九、環(huán)境保護(hù)措施9.1廢水處理設(shè)置三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e50m3），廢水經(jīng)處理后回用（SS≤100mg/L）注漿廢液需添加中和劑（pH值調(diào)節(jié)至6~9）后排放鉆渣采用專用容器收集，運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)（距離井口5km以上）9.2粉塵控制鉆孔作業(yè)采用濕式鑿巖（耗水量5~8L/min），吊盤設(shè)置噴霧降塵系統(tǒng)（覆蓋率100%）水泥罐頂安裝脈沖除塵器（過(guò)濾效率≥99%），制漿區(qū)設(shè)置密閉防塵罩作業(yè)人員佩戴