低压限量壁后注浆技术.pdf

迎 生筮2 翅煤贮遮i 土2 璺 水城矿务局大湾矿井罗大贤 贵州省煤矿设计研究院杨正东 摘要 壁后注浆技术已广泛应用于地下建筑工程的堵水和加固。本文结合工程实例， 提出了一种极易被非专业注浆施工队伍掌握的、简单易行的壁后注浆技术，对各大、中型煤炭 企业充分利用自身的技术力量，及时、低成本地解决企业内部的一般性壁后注浆堵水工程有重 要的意义。 关键词低压限量壁后注浆技术 壁后注浆作为一种后注浆技术，已广泛应用于地下工 程的水害治理和地层加固。我国煤炭行业自5 0 年代初首 次采用井壁注浆堵水以来，逐步开发了许多新注浆材料、 注浆工艺、注浆专用设备和配套机具，使注浆技术有了很 大的发展和提高。而水泥浆单液注浆工艺，因其材料易 购、成本较低、工艺简单、污染小以及加固、堵水效果好等 优势，在壁后注浆中应用最为广泛。但按照常规技术参数 如注浆初压为静水压力加0 ．3 脚，注浆终压为静水压力 加0 ．7 0 ．8 御 设计的水泥浆单液注浆工艺，在浅层地下 建、构筑物的壁后注浆中存在扩散范围难以控制，材料浪 费严重的现象。为了解决这个问题，我们在工程中提出并 应用了低压限量壁后注浆技术，并取得了良好效果。 1 技术方案的提出 1 ．1 经验和教训 大湾矿井副斜井井筒 倾角2 2 0 3 0 7 上段壁后注浆堵 水是本矿井的第一个注浆工程。注浆地段从井口往下 2 1 ．6 ～2 3 0 ．1 m ，距地表垂距8 ～8 8 m 。表土层厚约6 一1 0 m ， 均为二塘小河冲积层。在设计注浆工艺、主要技术参数、 堵水效果、注浆过程中遇到的问题及原因分析如下 积A ，。由式 2 6 或 2 7 确定。 6 按本文的算法，当0 ．2 ≤入 0 ．3 时，部分预应力混 凝土受弯构件是按钢筋混凝土和预应力混凝土相结合设 计的，称为次部分预应力混凝土受弯构件。此类预应力混 凝土构件可以结合预应力混凝土的优点，又较充分地发挥 了钢筋混凝土施工简单、整体性好、无反挠度、徐变小以及 相当高的极限强度等优点b J 。因此某些结构体系采用次 部分预应力混凝土结构是合适的。例如煤炭工业建筑的 选煤厂主厂房多层钢筋混凝土框架结构，如欲扩大框架横 梁的跨度是有所限制的。如果采用次部分预应力混凝土 框架结构，其结构受力特性与钢筋混凝土框架接近，结构 构造可按钢筋混凝土构造，而框架横梁的跨度设计将比钢 筋混凝土框架极限跨度大得多；其设计与施工的工作量不 会比钢筋混凝土框架结构增加许多。 7 本文的算法也适用于超静定预应力混凝土受弯结 构构件的截面设计，但地应计及预应力次弯矩的影响；对 于次部分预应力混凝土结构，可不计预应力次弯矩的影 响。应用文献‘4 1 建立的预应力混凝土杆件固端弯矩计算 公式，再用结构力学方法，可容易地算得预应力次弯矩。 8 根据本文受弯构件截面设计理论设计法的原理， 可得到预应力混凝土轴心受拉、偏心受拉、偏心受压等构 件的截面设计理论设计法及其计算公式。 参考文献 1 中国土木工程学会，部分预应力混凝土结构设计建议， 中国铁道出版社，1 9 8 5 ．1 2 2 焦彬如，预应力混凝土结构设计计算，中国建筑工业出 版社．1 9 9 3 ．1 2 3 T ．Y ．n n ，D e s 妇0 fP r e s t D e s s e dC 0 n c r e t eS m l c t u r e s ，J o l l I l 蜘e y 粕d 鼬1 s ，1 9 8 l 4 黄金华，预应力混凝土杆件固端弯矩计算方法和计算 公式，煤矿设计，1 9 9 9 ．6 责任编辑马光辉 万方数据 3 Q 煤芷遮让塑 生筮2 期 1 设计注浆工艺水泥浆单液注浆。 2 设计主要技术参数 浆液水灰比l 1 ～0 ．6 1 ； 注浆压力 初始压力P ；I P 0 0 ．3 口； 常压力P B P 0 0 ．5 帅； 终止压力P c P 0 O ．8 脚； 式中P 0 一注浆孔静水压力，M P ； 材料消耗量水泥6 0 1 ．8 7 t 。 3 注浆效果。注浆施工完毕后井壁基本无淋、滴水 现象。 4 注浆过程中遇到的问题及原因分析。注浆过程中 遇到的问题是各注浆段均难以达到设计注浆终止压力， 浆液流失严重。尤其是浅部注浆段，直到发现地面跑浆后 才不得不停止注浆。实际注浆消耗水泥9 9 2 ．5 t ，是设计用 量的1 ．6 5 倍。 分析出现问题的原因，主要有①注浆工作面距地表 太浅，且围岩裂隙发育，与冲积层潜水导通；②注浆施工队 伍经验不足，不能通过调整浆液浓度、添加速凝剂以及采 用间断式注浆等措施来有效控制浆液扩散半径。 1 ．2 低压限量壁后注浆技术方案的提出 纵观我国煤炭行业注浆施工现状，除地面预注浆、帷 幕注浆以及地质条件复杂、注浆施工难度大、技术要求高 的工作面注浆，土、岩层注浆由专门队伍施工外，井巷壁后 注浆和一般地下建、构筑物的注浆堵水等，多由相应工程 的承建商或工程所在矿、矿务局施工，因其施工经验不足， 注浆过程中出现象大湾矿井副斜井井筒上段壁后注浆所 遇到的材料浪费严重，甚至达不到预期效果的现象是很正 常的。如果能让一支毫无注浆施工经验的井巷或地面建 筑施工队伍，不经专门培训就能很快正确领会注浆设计意 图、掌握施工要领、顺利完成各项设计技术经济指标，这对 各矿、矿务局充分利用自身的技术力量，及时、低成本地解 决企业内部的一般性壁后注浆堵水工程有着十分重要的 意义。 2 应用实例 2 ．1 工程概况 低压限量壁后注浆技术先后应用于大湾矿井的副斜 井井口段 从井口往下0 。2 1 ．6 m 和矸石山翻车机房地坑 的壁后注浆堵水，前者对个别漏水点进行了二次复注，后 者一次注浆成功，堵水率均达到1 0 0 ％。本文只对矸石山 翻车机房地坑的壁后注浆堵水作简要介绍。 大湾矿井副斜井矸石山翻车机房位于副斜井井口以 北约1 k m 处的二塘小河河漫滩地内，西距二塘小河不足 3 0 m 对应点河床底板标高1 7 9 6 m 。其地坑净直径6 m ， 5 0 0 舢厚C 2 0 混凝土支护，地坑基础持力层为强风化基 岩，地坑底板标高为1 7 8 6 ．7 m ，地坑靠河床侧地表标高为 1 7 9 r 7 ．1 m ，1 9 9 5 年上半年施工完毕。施工过程中由于地下 水位较高，混凝土跑浆严重，造成坑壁大面积渗漏，漏水量 达3 0 m 3 ／h 以上，严重影响排矸系统的正常运行，必须注浆 封堵。 2 ．2 注浆参数及效果 根据本工程距地表较浅、注浆充填带全为第四系冲积 层，且注浆工作量小等特点，设计选用了水泥浆单液注浆 工艺，其主要技术参数及注浆效果①预计地层空隙率 3 0 ％，注浆充填带厚度2 m ；②沿坑壁下段布置两排共1 6 个注浆孔，详见下图；③设计注浆消耗水泥总量为7 4 t 浆 液水灰比1 1 ～O ．6 1 ，其中，l 、2 号孔每孔注入水泥量4 t ， 3 号孔注入水泥量9 t ，4 号孔每孔注入水泥量6 ．5 t 。钻孔 注浆顺序为3 号一1 号一2 号一4 号；④施工单位严格按照 设计布置注浆孔、单孔注浆量和注浆顺序，施工后堵水率 达1 0 0 ％。 地坑注浆立面图I I 剖面图 3 低压限量壁后注浆技术的适应范围和技术关键 3 ．1 适应范围 1 以堵水为目的，无特殊的地层加固要求。 2 壁后地下水基本不流动 往建筑物内渗漏除外 。 3 壁后为第四系地层或松软破碎的基岩。 3 ．2 技术关键 1 低压。工程最大净水压力只作为注浆设备选择的 依据，注浆设计不确定注浆初压、常压、终压及其保持时 间，以满足浆液能够顺利注入的最低注浆压力为实际注浆 压力。 2 限量。根据工程地质资料确定地层空隙率、注浆 充填带厚度及浆液水灰比，计算浆液及水泥消耗总量；根 据工程外廓几何特性及浆液扩散特性，确定注浆孔位置及 数量，计算 分配 每个注浆孔需要注入的浆液 或水泥 量；施工过程中各注浆孔的实际注入量必须与计算 分配 注人量吻合。 3 顶水注浆。对一次注浆完毕后出现的个别渗漏水 点，可顶水打眼，实施二次注浆，但二次注浆的单孔注浆量 不得超过其相邻一次注浆孔的最低单孔注浆量。 责任编辑马光辉 万方数据