中深孔注浆方法的应用实践

雍华华

摘 要：安庆铜矿东马鞍山矿体水文地质条件复杂，在含水岩层中的掘进要坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘”的方针，本文以中深孔注浆方法为例，来验证含水岩层中的施工，最终取得良好的治水效果。

关键词：中深孔注浆；含水掘进；涌水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.094

1 工程概况

安庆铜矿东马鞍山矿体-760m中段东回风巷设计总长度为460m，设计毛断面为宽3.4m×高3.3m，截止2013年7月，施工至28线往东约30m处，掌子面涌水逐渐增大，以东未掘进巷道累计长度约250m。

据巷道地质素描资料显示出水区域岩石为南陵湖组大理岩，该岩层富水性中等，且不均匀。根据掌握的水文地质资料表明东马鞍山矿体岩溶裂隙发育水平分布规律总体与全矿区一致，又具有自西向东，由弱渐强的趋势。井下探矿孔揭露出水点有83%赋存在28线以东。28线以东涌水量占累计涌水量的96%。因此，强富水区主要集中在28线以东，特别是-700m中段28线到32线，地面钻孔钻孔见溶隙率100%，坑下探矿孔每个钻孔均有不同程度的涌水现象，涌水点主要集中于矿体顶板的大理岩中，其中水量较大的涌水点主要分布在32线，会对未来开采构成较大威胁。鉴于目前施工巷道已出现涌水现象，故为了保证巷道施工安全，防止掘进过程中出现突发性涌水给矿山生产带来影响，-760m中段剩余巷道掘进时必须采取有效地防治水措施。

2 提出方案与确定

结合-760m中段东回风巷实际情况，建议采取以下两种防治水措施：第一种是施工中深孔超前探水孔，若探水孔揭露涌水后进行注浆；第二种是工作面预注浆，在地质条件不清或复杂的情况下，按照设计预埋一定数量的孔口管，之后在孔口管内进行钻进，钻进一定进尺后停止钻进，提出钻具后进行预注浆，之后再进行扫孔钻进，钻进相应进尺后停止钻进，提出钻具后进行预注浆，按照上述循环步骤施工直至钻孔达到设计深度。

3 施工过程概述

3.1 注浆钻孔

在巷道掘进前打钻孔，超前探水、预注浆，达到防治水的目的。其施工顺序：钻孔—上孔口管—钻孔—注浆—扫孔—钻孔—注浆。

3.2 浆液类型及配比

本次注浆的浆液类型确定以单液水泥浆为主，水泥-水玻璃浆为辅。水泥浆的水灰比为0.8：1～2：1。水泥-水玻璃浆液，两液体积比为C：S=1：0.5。

配浆所需浆材为P.O32.5级复合水泥。水玻璃浓度35～45Be，模数M=2.8～3.2。

3.3 注浆结束标准

由于多年的地下采掘，地下水的自然平衡已被破坏，矿区的地下水位已明显下降，静水压暂按为8MPa计，故确定注浆终压不低于12Mpa，但由于所探工程地质条件较复杂，注浆终压应根据施工过程中钻孔突水情况进行灵活确定。

4 施工主要技术要求

4.1 孔口管的安装与加固要求

开孔时必须按照设计的钻孔开孔位置及间距，设计的角度进行开孔，孔位偏差不得大于0.1m～0.2m。钻机固定好之后配备直径130mm钻头钻进，钻进至预定深度6m，清除孔内岩屑，将φ108×4.5mm×5.5m孔口管下入孔内，并采用φ36圆钢锚杆加固，使用手持式凿岩机在孔口管周边打孔，埋设φ38mm孔口管并注水泥浆液对φ108孔口管进行加固，孔口管固管养护后，再采用1.2倍注浆终压对孔口管进行耐压抗渗试验，确认无泄漏后方可转入正常段的钻进。

4.2 钻机固定要求

为防止孔内出现高压突水情况，冲倒钻机造成安全事故，探水作业时钻机底座必须焊接加固，确保施工安全。

4.3 正常孔段的钻进

由于探水的對象是富水情况不清的含水层，且考虑到工程为隐蔽强的特点，一旦揭露含水层，具有压力的涌水就会立即从孔内上涌进入作业面。要求钻进时必须通过安装在孔口的高压阀的阀腔钻进，以确保遇水后不能继续钻进状态下及时提出钻具后能够迅速关闭阀门。

4.4 注浆要求

注浆前应向孔内压注清水，提高裂隙的可注性，并测定钻孔的水压、单位涌水量。

水泥浆的灌注必须遵循先稀后浓、逐级变化的原则进行。起始水灰比要依据裂隙的开度及单位涌水量等确定，原则上起始水灰比为2：1。当采用某一配比的浆液连续灌注30min，且压力不升时应将浆液浓度提高一级。

选用合格的注浆材料按照设计的配比进行造浆。水泥浆的搅拌时间不得低于3min。

5 注浆工程效果与结论

5.1 注浆效果

注浆后进行爆破掘进，当继续掘进时，发现后方顶帮板部分区域有淋水现象，且巷道总涌水量依然不小，但随着-760m中段排水系统的完善，已经有足够能力排掉涌水。至2014年7月，东回风巷成功地跟沿脉巷进行贯通，完成了相关施工任务。

5.2 结论

中深孔注浆治水技术能够实现各道工序连续作业，机械化程度高，效率高，为工程赢取了时间。但浆液只是沿着巷道掘进方向进行扩散，钻孔时未必所有的破碎带都能被穿过，尤其是大角度裂隙的破碎带没有穿过，浆液渗透不到，这也就是掘进后方顶帮板依然有淋水的原因。

参考文献：

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[2]贺淑焕，丁常国.深孔注浆处理隧道塌方体[J].地下空间，2013 （02）.

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