水灾防治(第9章)

1、第九章第九章立井井壁壁后注浆立井井壁壁后注浆 第一节第一节 概概 述述 在井筒施工过程中或施工后，由于筑砌好的井壁漏水在井筒施工过程中或施工后，由于筑砌好的井壁漏水较大，施工困难或不符合验收规范和质量标准要求而进行较大，施工困难或不符合验收规范和质量标准要求而进行的注浆堵水和井壁加固工作。其实质就是将配制好的浆液的注浆堵水和井壁加固工作。其实质就是将配制好的浆液从地面利用注浆泵、注浆管路引至井筒中并注入井壁及壁从地面利用注浆泵、注浆管路引至井筒中并注入井壁及壁后空间，充填裂缝，以封堵由含水层经井壁不完整处渗透后空间，充填裂缝，以封堵由含水层经井壁不完整处渗透出来的涌水及加固井壁。出来的涌水及加

2、固井壁。立井立井井壁井壁壁后壁后注浆注浆井筒穿越裂隙含水层段、不稳定松散层段、流沙层段、井筒穿越裂隙含水层段、不稳定松散层段、流沙层段、砾石层段，封闭井壁淋水；砾石层段，封闭井壁淋水；井壁有集中涌水点，涌水较大；井壁有集中涌水点，涌水较大；复合井壁夹层需要注浆加固；复合井壁夹层需要注浆加固；钻井井壁需要壁后充填；钻井井壁需要壁后充填；井壁破碎并有淋水需要注浆加固；井壁破碎并有淋水需要注浆加固；立井井壁塌落片帮形成壁后空洞，需要壁后注浆充填等。立井井壁塌落片帮形成壁后空洞，需要壁后注浆充填等。适用条件：适用条件：注浆程序：注浆程序：v 壁内注浆：壁内注浆： 浆液沿输浆管路，通过注浆管，把浆液注入

3、到井壁裂缝及夹层中，并浆液沿输浆管路，通过注浆管，把浆液注入到井壁裂缝及夹层中，并扩散一定距离凝胶而达到堵水效果。适用复合井壁以及井壁后流砂软扩散一定距离凝胶而达到堵水效果。适用复合井壁以及井壁后流砂软弱层部位。如果注浆孔穿过井壁有可能发生跑砂涌水事故，壁内注浆弱层部位。如果注浆孔穿过井壁有可能发生跑砂涌水事故，壁内注浆孔的深度要小于井壁厚度。孔的深度要小于井壁厚度。v 壁后注浆：壁后注浆： 钻孔打过井壁，向壁后注入浆液，浆液在壁后岩层中较大范围扩散，钻孔打过井壁，向壁后注入浆液，浆液在壁后岩层中较大范围扩散，堵塞涌水通道，封堵井壁淋水和加固壁后空间。堵塞涌水通道，封堵井壁淋水和加固壁后空间。

4、 特点：特点：使用凿岩机打眼，孔径小、钻孔浅、注浆压力低，具有施工简使用凿岩机打眼，孔径小、钻孔浅、注浆压力低，具有施工简便、占用设备少、施工速度快，注浆效果好，安全性好等优点。便、占用设备少、施工速度快，注浆效果好，安全性好等优点。注浆分类：注浆分类：导导水水修复修复井壁井壁注浆充填注浆充填壁后空间壁后空间加固加固井壁井壁封堵封堵涌水涌水第二节第二节普通混凝土井壁壁后注浆普通混凝土井壁壁后注浆一、壁后注浆方案一、壁后注浆方案（一）注浆分段的划分一）注浆分段的划分1. 分段下行、段内上分段下行、段内上行式行式：2. 以壁座之间为一段，以壁座之间为一段，由下向上注浆由下向上注浆3. 以含水层厚度

5、为注以含水层厚度为注浆分段浆分段图图9-1立井壁后注浆分段示意图立井壁后注浆分段示意图（二）注浆孔布置（二）注浆孔布置在计算注浆孔距时经常依图在计算注浆孔距时经常依图9-3所示。所示。图图9-3注浆孔孔距计算示意图注浆孔孔距计算示意图D扩散直径，扩散直径，m；Rp扩散半径，扩散半径，m；T充塞厚度，充塞厚度，m。合理孔距约为合理孔距约为1.73Rp。料石井壁孔横距料石井壁孔横距23m，纵孔距，纵孔距34m，等距均匀布置。等距均匀布置。2222dTD( )()()222PR+=（三）注浆管与注浆管路三）注浆管与注浆管路1注浆管注浆管 采用采用25.4mm25.4mm钢管作为注浆管，长度视井壁厚度

6、及深钢管作为注浆管，长度视井壁厚度及深入含水岩层深度而定，但外端要带入含水岩层深度而定，但外端要带303050mm50mm长丝扣。长丝扣。2注浆管路注浆管路 注浆管路是连接注浆泵与注浆管之间的输浆管，一般注浆管路是连接注浆泵与注浆管之间的输浆管，一般采用两趟采用两趟25.4mm25.4mm钢管作为骨干注浆管路，管路两端钢管作为骨干注浆管路，管路两端与注浆泵和注浆管采用高压胶管连接，高压胶管通过与注浆泵和注浆管采用高压胶管连接，高压胶管通过一个混合器与注浆管连接。两趟注浆管路一趟输送水一个混合器与注浆管连接。两趟注浆管路一趟输送水泥浆，一趟输送水玻璃等化学浆。造孔时可以利用注泥浆，一趟输送水玻璃

7、等化学浆。造孔时可以利用注浆管路作为压风管，为凿岩机提供动力。浆管路作为压风管，为凿岩机提供动力。（四）注浆站布置（四）注浆站布置v注浆站设在地面井口附近，注浆站配备双注浆站设在地面井口附近，注浆站配备双液注浆泵液注浆泵12台，灰浆搅拌机台，灰浆搅拌机1台，储浆池、台，储浆池、水池、水玻璃池各水池、水玻璃池各1个以及配套的供电系统和管个以及配套的供电系统和管路系统。路系统。v近年来，立井井筒越来越深，化学浆液已近年来，立井井筒越来越深，化学浆液已广泛应用，注浆设备小型化，立井壁后注浆已广泛应用，注浆设备小型化，立井壁后注浆已将注浆设备布置于工作吊盘上，进行低压井壁将注浆设备布置于工作吊盘上，进

8、行低压井壁注浆，以控制注浆压力。注浆，以控制注浆压力。（五）注浆压力五）注浆压力（1）用注浆泵加压时，注浆泵所加之压力可用式（）用注浆泵加压时，注浆泵所加之压力可用式（9-3）计算：）计算：0010.33ETH rPP=-PE注浆泵应加之压力，注浆泵应加之压力，MPa；PT注浆确定终压，注浆确定终压，MPa；H0注浆点距地面注浆站高度，注浆点距地面注浆站高度，m；r0浆液比重，浆液比重，t/m3。当注浆深度较大时，可以利用浆柱产生的压力注浆。理论上说，浆柱当注浆深度较大时，可以利用浆柱产生的压力注浆。理论上说，浆柱产生的压力应减去注浆管内静水压力，即产生的压力应减去注浆管内静水压力，即：001

9、0.33rH rHP-=H静水位高度，静水位高度，m；R水的比重，水的比重，t/m3。实际上由于静水位原始状态被破坏，注浆管内产生的静水位较低实际上由于静水位原始状态被破坏，注浆管内产生的静水位较低。（2）用）用CS浆液注浆时，确定注浆终压常采用含水层原始静水位加系数求得：浆液注浆时，确定注浆终压常采用含水层原始静水位加系数求得：Pa注浆初始压力，注浆初始压力，kg/cm2；Pb注浆正常压力，注浆正常压力，kg/cm2；Pc注浆终压，注浆终压，kg/cm2；P0注浆点静水压力，注浆点静水压力，kg/cm2。00051015abcPPPPPP=+=+=+（3）根据井壁强度，确定注浆终压，即：）根

10、据井壁强度，确定注浆终压，即：22(2)2()K EREPRE+=+1( )4KEPRE=+对于混凝土井壁对于混凝土井壁P注浆终压，注浆终压，MPa；E井壁厚度，井壁厚度， cm；R井筒内径，井筒内径，m；K井壁允许抗压强度，井壁允许抗压强度，MPa。对于料石井壁对于料石井壁图图9-6 壁后注浆管路布置壁后注浆管路布置1上桶；上桶；2阀门；阀门；3下桶；下桶；4管路阀门；管路阀门；5、7注浆管及混合器；注浆管及混合器；6、8压力表；压力表；9、10孔口阀门孔口阀门（六）注浆材料与浆液配比六）注浆材料与浆液配比v 大多数立井壁后注浆采用水泥、水玻璃双液浆，水大多数立井壁后注浆采用水泥、水玻璃双液

11、浆，水泥一般选用泥一般选用325#、425#普通硅酸盐水泥，水玻璃需普通硅酸盐水泥，水玻璃需要要38Be和和51Be两种。两种。38Be水玻璃的模数为水玻璃的模数为3.13.3，用于配置浆液；，用于配置浆液；51Be水玻璃的模数为水玻璃的模数为2.42.6，用于拌和速凝胶泥。，用于拌和速凝胶泥。 单液水泥浆：单液水泥浆： 水水灰灰=0.811 CS双泥浆：双泥浆： 水水灰灰水玻璃水玻璃=0.8110.10.3二、壁后注浆工艺二、壁后注浆工艺（一）工艺流程（一）工艺流程壁后注浆的工艺有：壁后注浆的工艺有：单液注浆单液注浆和和双液注浆双液注浆两种，广泛应用两种，广泛应用双液注浆。双液注浆。图图9-

12、7 井壁双泵双液注浆工艺流程井壁双泵双液注浆工艺流程l手摇泵；手摇泵；2、3甲、乙液储浆桶；甲、乙液储浆桶；4清水桶；清水桶；5阀门；阀门；6管路；管路；7压力表；压力表；8活接头；活接头；9短管；短管；10弯头；弯头；11混合室；混合室；12三通；三通；13泄浆管；泄浆管；14闸板阀；闸板阀；15注浆管；注浆管；16高压胶管；高压胶管；17井壁井壁图图9-8 井壁单泵双液注浆工艺流程井壁单泵双液注浆工艺流程1砼井壁；砼井壁；2岩体；岩体；3注浆埋管；注浆埋管；4注浆孔；注浆孔；5固定道钉；固定道钉；6进浆阀；进浆阀；7三通；三通；8放浆阀；放浆阀；9高压胶管；高压胶管；10混合器；混合器；1

13、1注浆泵；注浆泵；12安全阀；安全阀；13吸水玻璃管；吸水玻璃管；14吸水泥浆管；吸水泥浆管；15玻璃水桶；玻璃水桶；16过滤器水泥浆桶；过滤器水泥浆桶；17和浆桶；和浆桶；18清水桶清水桶；19玻璃水调节阀门玻璃水调节阀门（二）注浆与堵漏（二）注浆与堵漏立井壁后注浆施工：立井壁后注浆施工：1. 1. 注前压水试验注前压水试验2. 2. 浆液注入方式浆液注入方式3. 3. 造孔造孔4. 4. 堵塞井壁裂缝，防止漏水跑浆堵塞井壁裂缝，防止漏水跑浆 （1）压水冲风塑凝胶泥糊缝）压水冲风塑凝胶泥糊缝 （2）五矾快硬胶泥糊缝堵水）五矾快硬胶泥糊缝堵水三、壁后注浆施工注意事项三、壁后注浆施工注意事项 制

14、定合理的施工方案和安全技术措施，组织施工人员贯彻学习，保证方制定合理的施工方案和安全技术措施，组织施工人员贯彻学习，保证方案全面落实。案全面落实。 井筒中的工作盘必须稳定可靠，确保万无一失。井筒中的工作盘必须稳定可靠，确保万无一失。 井筒中工作人员必须佩带安全带，安全带要系在可靠处，工作中要不断井筒中工作人员必须佩带安全带，安全带要系在可靠处，工作中要不断检查安全带。检查安全带。 注浆站、工作盘与绞车房三者之间必须安装对讲电话，保持联络信号畅注浆站、工作盘与绞车房三者之间必须安装对讲电话，保持联络信号畅通。通。 合理安排吊盘上的技术装备，合理设计各种物品的摆放，保证稳定，防合理安排吊盘上的技术

15、装备，合理设计各种物品的摆放，保证稳定，防止坠落。止坠落。 导水、糊缝、修复井壁是保证注浆效果的关键环节，必须认真进行。导水、糊缝、修复井壁是保证注浆效果的关键环节，必须认真进行。 混合器操作工、司泵工必须时刻注意压力表的变化，发现注浆压力突然混合器操作工、司泵工必须时刻注意压力表的变化，发现注浆压力突然变化，立即停泵处理。变化，立即停泵处理。 保证高压管、输浆管、球阀、弯头、接骨、三通质量，防止在高压状态保证高压管、输浆管、球阀、弯头、接骨、三通质量，防止在高压状态下崩裂伤人。下崩裂伤人。 确保注浆材料质量合格，正确配置浆液，使浆液凝胶时间和流程可控。确保注浆材料质量合格，正确配置浆液，使浆

16、液凝胶时间和流程可控。 各工种人员必须坚守自己的工作岗位，厉行岗位职责，不得由他人代替各工种人员必须坚守自己的工作岗位，厉行岗位职责，不得由他人代替自己的工作。自己的工作。四、壁后注浆效果检查与评价四、壁后注浆效果检查与评价v检查涌水封堵率，残余水量大小可以说明注浆效检查涌水封堵率，残余水量大小可以说明注浆效果。果。v检查对井壁及围岩的加固效果。检查对井壁及围岩的加固效果。v检查浆液材料的消耗量、浆液利用率。检查浆液材料的消耗量、浆液利用率。第三节第三节复式壁后注浆复式壁后注浆复式注浆的井筒有三种状态：复式注浆的井筒有三种状态：v 井筒已全部施工完毕，尚未开始安装。井筒已全部施工完毕，尚未开始

17、安装。v 井筒工程全部完成，并已安装提升设备。井筒工程全部完成，并已安装提升设备。v 风井井筒已正式通风，不能停风。风井井筒已正式通风，不能停风。v 正在安装装备的井筒采用注浆与安装平行作业，自上向正在安装装备的井筒采用注浆与安装平行作业，自上向下进行，双层吊盘安装，单层吊盘注浆。下进行，双层吊盘安装，单层吊盘注浆。v 技术装备已安装的主井筒，利用箕斗和罐道梁搭固定盘技术装备已安装的主井筒，利用箕斗和罐道梁搭固定盘进行注浆，如图进行注浆，如图9-10所示。所示。v 副井利用罐笼顶做工作台，其与井壁四周缝隙处镶上折副井利用罐笼顶做工作台，其与井壁四周缝隙处镶上折页，如图页，如图9-11所示。所示

18、。v 注浆施工时将井筒的淋水段分为若干个分段，每段注浆施工时将井筒的淋水段分为若干个分段，每段2030m。注浆。注浆顺序先从上段开始，依次向下。每段由上向下注，避免水头过高、淋顺序先从上段开始，依次向下。每段由上向下注，避免水头过高、淋头水过猛影响施工。头水过猛影响施工。图图9-10 箕斗改装（活吊盘）示意图箕斗改装（活吊盘）示意图A、B、C、D折页吊盘；折页吊盘；F储料间；储料间；E搁杆；搁杆；K警钟；警钟；G、N铁拉手；铁拉手；TM3/8钢丝绳拉手钢丝绳拉手图图9-11 副井制度笼改装（活吊篮）示意图副井制度笼改装（活吊篮）示意图A警钟；警钟；B铁栏杆；铁栏杆；C、D双折页工作盘；双折页工

19、作盘；E3/8钢丝绳拉手钢丝绳拉手第四节第四节 特种井壁后注浆特种井壁后注浆v特种井壁壁后注浆一般系指采用冻结法、钻井法、特种井壁壁后注浆一般系指采用冻结法、钻井法、沉井法等方法施工的井壁，如果壁后存在空洞需沉井法等方法施工的井壁，如果壁后存在空洞需要充填，或井壁断裂给安全生产带来威胁，需要要充填，或井壁断裂给安全生产带来威胁，需要采用注浆的方法处理加固井壁。采用注浆的方法处理加固井壁。一、冻结井壁壁后注浆一、冻结井壁壁后注浆v冻结井的井壁多为双层钢筋混凝土或双层钢筋混凝土复合夹层井壁，在冻结段施冻结井的井壁多为双层钢筋混凝土或双层钢筋混凝土复合夹层井壁，在冻结段施工完成后，井壁受冻融及混凝土

20、质量的影响，往往造成井壁裂纹和接茬不实而漏工完成后，井壁受冻融及混凝土质量的影响，往往造成井壁裂纹和接茬不实而漏水、漏砂，应及时进行夹层注浆或壁后注浆。注浆时间受井筒冻结段解冻时间的水、漏砂，应及时进行夹层注浆或壁后注浆。注浆时间受井筒冻结段解冻时间的制约，而解冻时间又与冻结壁厚度、冻结的原始温度、岩土层的传热特征，地温制约，而解冻时间又与冻结壁厚度、冻结的原始温度、岩土层的传热特征，地温状况、井内通风方式及地面气温等多种因素有关。状况、井内通风方式及地面气温等多种因素有关。v双层钢筋混凝土复合夹层井壁是在其内外层井壁之间铺设双层钢筋混凝土复合夹层井壁是在其内外层井壁之间铺设12层塑料板，将内

21、外层塑料板，将内外壁隔开，以减少外壁对内壁的影响。但夹层将内外壁隔开后，内外壁之间存在空壁隔开，以减少外壁对内壁的影响。但夹层将内外壁隔开后，内外壁之间存在空隙，径向宽度隙，径向宽度2.5mm左右。井壁施工完成后，如不适时注浆充填，解冻后，地下左右。井壁施工完成后，如不适时注浆充填，解冻后，地下水会通过外层井壁施工接缝和其它缝隙进入夹层空间，在一定水压作用下地下水水会通过外层井壁施工接缝和其它缝隙进入夹层空间，在一定水压作用下地下水易穿过内壁薄弱处涌入井内，造成井壁淋水。易穿过内壁薄弱处涌入井内，造成井壁淋水。v焦煤集团古汉山矿副井，井净径焦煤集团古汉山矿副井，井净径6m，表土段厚，表土段厚2

22、14m，冻结段深度，冻结段深度271m，井，井壁结构为双层钢筋混凝土加一层壁结构为双层钢筋混凝土加一层1.5cm厚聚乙烯塑料板夹层。冻结段施工完后，厚聚乙烯塑料板夹层。冻结段施工完后，没有适时进行夹层注浆，冻结壁解冻后发生透水，水量达没有适时进行夹层注浆，冻结壁解冻后发生透水，水量达117m3/h，造成淹井，造成淹井事故。事故。v夹层注浆时间选择在冻结段施工内层井壁套壁结束后，利用浇注混凝土的水化热夹层注浆时间选择在冻结段施工内层井壁套壁结束后，利用浇注混凝土的水化热而立即转入夹层注浆，该时间注浆有利于冻结施工向基岩普通法过渡工序衔接的而立即转入夹层注浆，该时间注浆有利于冻结施工向基岩普通法过

23、渡工序衔接的连贯性，有利于减少工序转移、节省辅助作业时间。连贯性，有利于减少工序转移、节省辅助作业时间。v永煤集团陈四楼矿主井，井筒净径永煤集团陈四楼矿主井，井筒净径5m，冲积层厚度，冲积层厚度369m，冻结深度，冻结深度423m，冻结段套壁全部结束后，开始壁间夹层注浆，注浆方式采用上行分段，冻结段套壁全部结束后，开始壁间夹层注浆，注浆方式采用上行分段，段高段高15m，共注，共注162个钻孔，注入水泥个钻孔，注入水泥8.2t，注浆评效果甚好。但该井冻结段停，注浆评效果甚好。但该井冻结段停冻后冻后21个月，在井深个月，在井深230250m处夹层井壁出现漏水，水量最大达处夹层井壁出现漏水，水量最大

24、达40m3/h，水质有混融现象，出水点在三段滑模接茬处。由此可以看出冻结段成井后，立即水质有混融现象，出水点在三段滑模接茬处。由此可以看出冻结段成井后，立即转入夹层或壁后注浆主要存在以下弊端：转入夹层或壁后注浆主要存在以下弊端： 内壁刚施工完毕，其混凝土强度正处于增长期，立井夹层注浆，内壁会因注内壁刚施工完毕，其混凝土强度正处于增长期，立井夹层注浆，内壁会因注浆增压而出现开裂鼓包的现象。浆增压而出现开裂鼓包的现象。 夹层空间并非都处于正温状态，残存冰霜未完全融化，浆液无法置换固态的夹层空间并非都处于正温状态，残存冰霜未完全融化，浆液无法置换固态的冰霜，解冻后，因注浆充填不实，而不能充分封堵裂隙

25、，造成井壁漏水。冰霜，解冻后，因注浆充填不实，而不能充分封堵裂隙，造成井壁漏水。v因此，夹层注浆既不能过早，也不能过迟，解冻之后注浆，不仅效果差，困因此，夹层注浆既不能过早，也不能过迟，解冻之后注浆，不仅效果差，困难程度加大，容易发生突水事故。难程度加大，容易发生突水事故。 v冻结壁解冻后要及时进行夹层注浆的条件：夹层空间温度要达到正温，一般冻结壁解冻后要及时进行夹层注浆的条件：夹层空间温度要达到正温，一般为为25；内壁应具有足够的抗压强度；冻结井壁尚来解冻出水。；内壁应具有足够的抗压强度；冻结井壁尚来解冻出水。 v目前施工的双层钢筋混凝土无夹层复合井壁，外层井壁受冻融影响较大，出目前施工的双

26、层钢筋混凝土无夹层复合井壁，外层井壁受冻融影响较大，出现裂纹有时属于正常情况。套内壁时虽然在混凝土中掺有防水剂或防裂密实剂，现裂纹有时属于正常情况。套内壁时虽然在混凝土中掺有防水剂或防裂密实剂，但当冻结壁解冻后，由于套壁混凝土接岔不严，蜂窝，麻面及井壁混凝土出现裂但当冻结壁解冻后，由于套壁混凝土接岔不严，蜂窝，麻面及井壁混凝土出现裂纹发生淋水及涌水时，一般需要在出水处钻深孔进行壁后注浆。纹发生淋水及涌水时，一般需要在出水处钻深孔进行壁后注浆。（一）（一） 注浆参数及工艺注浆参数及工艺 v 复合夹层井壁注浆参数与工艺和普通混凝土井壁注浆参数与工艺基复合夹层井壁注浆参数与工艺和普通混凝土井壁注浆参

27、数与工艺基本相同，但由于井壁结构不同，涌水特征不一，对注浆材料、注浆压力、本相同，但由于井壁结构不同，涌水特征不一，对注浆材料、注浆压力、注浆方式等应有更多的选择。注浆方式等应有更多的选择。1注浆材料注浆材料 复合井壁内外壁之间有复合井壁内外壁之间有1 12 2层聚乙烯塑料板作隔层，内外壁之间空间比层聚乙烯塑料板作隔层，内外壁之间空间比较明显，连通性较好，注浆材料多以较明显，连通性较好，注浆材料多以1 1：1 1单液水泥浆为主，辅以单液水泥浆为主，辅以CSCS双液浆，双液浆，对于极细裂纹可采用有机化合物丙烯酰胺为主剂的对于极细裂纹可采用有机化合物丙烯酰胺为主剂的MG-646MG-646化学浆液

28、。化学浆液。2. 注浆压力注浆压力夹层注浆一般在夹层空间与外界无水力联系情况下进行，因此注浆压力夹层注浆一般在夹层空间与外界无水力联系情况下进行，因此注浆压力不宜过大，一般孔口压力为不宜过大，一般孔口压力为1.51.53.0MPa3.0MPa即可，最大注浆压力应小于内壁抗压即可，最大注浆压力应小于内壁抗压强度，防止鼓破井壁。强度，防止鼓破井壁。3. 注浆方式注浆方式 图图9-19 注浆工艺流程注浆工艺流程1外壁；外壁；2内壁；内壁；3注浆管；注浆管；4球阀；球阀；5安全阀；安全阀；6泄浆阀；泄浆阀；7高压胶管；高压胶管；8三通；三通；9注浆泵；注浆泵；10水泥浆桶；水泥浆桶；11清水桶；清水桶

29、；12水玻璃桶；水玻璃桶；13四通四通多数是自下而上逐段进行，段高可达多数是自下而上逐段进行，段高可达202030m30m，注浆孔应沿圆周均匀布置，孔，注浆孔应沿圆周均匀布置，孔数数4 45 5个不等，排距为个不等，排距为6 67m7m，孔深以穿，孔深以穿过内层井壁进入外壁过内层井壁进入外壁100mm100mm为宜，注浆孔为宜，注浆孔及工艺流程如图及工艺流程如图9-199-19所示。上行首遍注所示。上行首遍注浆，下行检查注浆。浆，下行检查注浆。（二）设备布置及工艺（二）设备布置及工艺v 夹层注浆设备多为小型的注浆泵为主要设备，放置夹层注浆设备多为小型的注浆泵为主要设备，放置在双层吊盘的下盘上，

30、并备有浆液及清水容器。水泥浆在双层吊盘的下盘上，并备有浆液及清水容器。水泥浆液可事先在井口用机械或人工搅拌后，再用吊桶送入井液可事先在井口用机械或人工搅拌后，再用吊桶送入井下。下。v CS浆液应在吊桶上随配随注，先用清水冲洗夹层浆液应在吊桶上随配随注，先用清水冲洗夹层空间，既可疏通注浆通道，又可借此掌握空间大小，为空间，既可疏通注浆通道，又可借此掌握空间大小，为确定注浆压力和注浆量提供依据。注浆时，一孔注浆，确定注浆压力和注浆量提供依据。注浆时，一孔注浆，同排其它孔暂时关闭，若压力、浆量无异常变化，可进同排其它孔暂时关闭，若压力、浆量无异常变化，可进行正常注浆，待上排孔返浆时即行停止。行正常注

31、浆，待上排孔返浆时即行停止。v 每一分段注浆完毕，待浆液凝固每一分段注浆完毕，待浆液凝固2小时后，用速凝小时后，用速凝胶泥沿孔深封堵注浆孔。一个注浆分段注浆完成后，再胶泥沿孔深封堵注浆孔。一个注浆分段注浆完成后，再提升吊盘进行上一分段的注浆作业，依此逐段进行。提升吊盘进行上一分段的注浆作业，依此逐段进行。二、钻井井壁节间注浆及壁后充填注浆二、钻井井壁节间注浆及壁后充填注浆（一）节间注浆（一）节间注浆节间注浆是指在预制钻井井壁每节的连接处注浆。钻井井壁在节间注浆是指在预制钻井井壁每节的连接处注浆。钻井井壁在地面预制施工中，根据井径大小每节必须预留地面预制施工中，根据井径大小每节必须预留46个注浆

32、孔。井个注浆孔。井壁用浮法下沉时，每节井壁弧焊连接，并对所有焊缝进行外观检查，壁用浮法下沉时，每节井壁弧焊连接，并对所有焊缝进行外观检查，杜绝砂眼、缺陷及焊缝不饱满现象，在井口对连接好的每节井壁用杜绝砂眼、缺陷及焊缝不饱满现象，在井口对连接好的每节井壁用注浆泵进行低压注浆，注浆时采用浓浆、速凝、少量、间歇式注浆注浆泵进行低压注浆，注浆时采用浓浆、速凝、少量、间歇式注浆方式，并在注满后维持一定时间以充分注密、注实。节间注浆的目方式，并在注满后维持一定时间以充分注密、注实。节间注浆的目的是保证将分节的钻井井壁连为一体，成井后井壁不能漏水。的是保证将分节的钻井井壁连为一体，成井后井壁不能漏水。（二）

33、壁后注填充填（二）壁后注填充填v钻井壁后充填注浆可分壁外注浆和壁内注浆两种形式。壁外注浆是在井壁下沉过钻井壁后充填注浆可分壁外注浆和壁内注浆两种形式。壁外注浆是在井壁下沉过程中，在锅底外侧均布几根钢丝绳随井壁一起下沉，井壁下沉结束后注浆管以该程中，在锅底外侧均布几根钢丝绳随井壁一起下沉，井壁下沉结束后注浆管以该钢丝绳为导向沿壁外下放（如图钢丝绳为导向沿壁外下放（如图9-21所示），下到既定位置后实施充填注浆。所示），下到既定位置后实施充填注浆。壁外注浆在工程实践中存在如下问题：壁外注浆在工程实践中存在如下问题：图图9-21壁外下充填管注浆示意图壁外下充填管注浆示意图1井帮；井帮；2注浆管；注浆

34、管；3井壁井壁 导向钢丝绳经常缠绕在充导向钢丝绳经常缠绕在充填注浆管上，使充填注浆填注浆管上，使充填注浆管难以下放到位。管难以下放到位。 充填注浆管在下放过程中充填注浆管在下放过程中容易折断，致使深井注浆容易折断，致使深井注浆充填置换泥浆率不高。充填置换泥浆率不高。 外注浆管下部很难达到均外注浆管下部很难达到均布和等深要求。布和等深要求。（二）壁后注填充填（二）壁后注填充填图图9-22 井壁外下注浆管示意图井壁外下注浆管示意图1水泥浆池；水泥浆池；2注浆泵；注浆泵；3截止阀；截止阀；4高压软管；高压软管；5压力表；压力表；6注浆管；注浆管；7逆止阀；逆止阀；8连通管；连通管；9分流管；分流管；

35、10排污泵；排污泵；11永久井壁；永久井壁；12钻井井帮钻井井帮 壁内注浆是将注浆管在壁内注浆是将注浆管在井壁下沉过程中与预埋井壁下沉过程中与预埋在井壁底部弯管相接，在井壁底部弯管相接，一般是在井筒预制锅底一般是在井筒预制锅底时，预埋环形分流器，时，预埋环形分流器，均布预埋几根径向注浆均布预埋几根径向注浆管。在下沉井壁时注浆管。在下沉井壁时注浆管从井筒内与径向注浆管从井筒内与径向注浆管相连并随井壁的下沉管相连并随井壁的下沉而向上加长延伸，其注而向上加长延伸，其注浆管如图浆管如图9-229-22所示。所示。三、沉井减阻注浆与固井壁后注浆三、沉井减阻注浆与固井壁后注浆v 沉井法是在不稳定松散含水地

36、层中开凿井筒的一种特殊施工沉井法是在不稳定松散含水地层中开凿井筒的一种特殊施工方法，该法是预先制作好沉井刃角和一段井筒，并在其掩护下边方法，该法是预先制作好沉井刃角和一段井筒，并在其掩护下边掘进、边下沉，井壁随井筒下沉相应接高的一种施工方法。掘进、边下沉，井壁随井筒下沉相应接高的一种施工方法。v 由于沉井法具有工艺简单、需用设备较少和劳动条件好等优由于沉井法具有工艺简单、需用设备较少和劳动条件好等优点，因而煤炭、交通、城建、海港等行业均有较多的应用。点，因而煤炭、交通、城建、海港等行业均有较多的应用。v 沉井法施工在井筒下沉的过程中需要克服来自刃角下面的支沉井法施工在井筒下沉的过程中需要克服来

37、自刃角下面的支承力和井壁外侧与土壤接触的摩擦阻力。正面阻力主要取决于所承力和井壁外侧与土壤接触的摩擦阻力。正面阻力主要取决于所穿过的砂土层的性质，刃角结构和工作面破土情况的好坏；侧面穿过的砂土层的性质，刃角结构和工作面破土情况的好坏；侧面阻力则取决于沉井深度和砂土层性质，沉井越深，侧面阻力越大。阻力则取决于沉井深度和砂土层性质，沉井越深，侧面阻力越大。减少侧面阻力的方法是于壁后环形空间用注浆法注入触变泥浆。减少侧面阻力的方法是于壁后环形空间用注浆法注入触变泥浆。v 固井注浆是在井筒下沉到设计深度后，需要进行封底和壁后固井注浆是在井筒下沉到设计深度后，需要进行封底和壁后注浆稳固，使井筒不再产生下

38、沉、位移和地表塌陷等现象，确保注浆稳固，使井筒不再产生下沉、位移和地表塌陷等现象，确保井筒及附近结构物的安全可靠。井筒及附近结构物的安全可靠。 1. 壁后充填泥浆的作用壁后充填泥浆的作用v壁后充填泥浆是为了井壁下沉过程中减少侧面壁后充填泥浆是为了井壁下沉过程中减少侧面阻力。泥浆或触变泥浆充填井壁和砂土层的作阻力。泥浆或触变泥浆充填井壁和砂土层的作用：用：润滑混凝土井壁减少摩擦阻力；润滑混凝土井壁减少摩擦阻力；支承土壁防止塌落；支承土壁防止塌落；隔离涌水，防止冒砂冒泥；隔离涌水，防止冒砂冒泥；封闭裂隙，防止泥浆漏失。封闭裂隙，防止泥浆漏失。减阻方法如图减阻方法如图9-23所示。所示。（一）壁后注

39、入泥浆减阻（一）壁后注入泥浆减阻图图9-231套井；套井；2泥浆；泥浆；3沉井沉井2泥浆的原料与配比泥浆的原料与配比v 沉井泥浆一般是用膨润土、水和化学处理剂沉井泥浆一般是用膨润土、水和化学处理剂混合而成，其中膨润土是决定泥浆性质的最基本混合而成，其中膨润土是决定泥浆性质的最基本因素。常用化学掺合剂碳酸钠（因素。常用化学掺合剂碳酸钠（Na2CO3）在泥）在泥浆中作为粘土的分散剂，可使泥浆降低失水量。浆中作为粘土的分散剂，可使泥浆降低失水量。3泥浆的配制与生产流程图图9-24 泥浆生产流程示意图泥浆生产流程示意图 1工作台；工作台；2膨润土和掺合剂；膨润土和掺合剂；3搅拌机；搅拌机；4水管；水管

40、；5过滤筛；过滤筛；6注浆泵；注浆泵；7储浆池；储浆池； 8压力表；压力表；9输浆管；输浆管；l0三通；三通；11输浆管（软管）；输浆管（软管）；12沉井；沉井；13注浆管（竖管）；注浆管（竖管）；14注浆管（环管）注浆管（环管）v 4. 输浆管略及其设置方法输浆管略及其设置方法 输浆管一般采用输浆管一般采用25.4mm25.4mm76.2mm76.2mm钢管或胶管，一端与钢管或胶管，一端与注浆泵连接，另一端至井口，并与三通管相连。注浆泵连接，另一端至井口，并与三通管相连。 注浆管在沉井中的设置分竖管、环管及支管，如图注浆管在沉井中的设置分竖管、环管及支管，如图9-259-25所所示。外管法即

41、注浆管设置在沉井外，直接向壁后环形空间注浆，示。外管法即注浆管设置在沉井外，直接向壁后环形空间注浆，该法的优点是管路安装方便，不受破土机具干扰。但沉井产生该法的优点是管路安装方便，不受破土机具干扰。但沉井产生偏斜时，管路易被折断，如图偏斜时，管路易被折断，如图9-269-26所示。所示。 井壁预埋管法，如图井壁预埋管法，如图9-279-27所示。所示。 井壁预留管，如图井壁预留管，如图9-289-28所示。所示。图图9-25 内管法内管法图图9-26 外管法外管法图图9-27 井壁预埋管法井壁预埋管法图图9-28 井壁预留管法井壁预留管法1连接件；连接件；2预埋件；预埋件；3预埋钢筋；预埋钢筋

42、；4预留孔道预留孔道（二）固井壁后注浆（二）固井壁后注浆v固井壁后注浆是在沉井下沉封底，固井壁后注浆是在沉井下沉封底，排干积水后，在井筒内进行壁后注浆。排干积水后，在井筒内进行壁后注浆。其施工程序与普通混凝土井壁后注浆基其施工程序与普通混凝土井壁后注浆基本相同，但注浆主要目的是为了固井。本相同，但注浆主要目的是为了固井。四、利用冻结孔管地面进行冻结井筒壁后射孔注浆四、利用冻结孔管地面进行冻结井筒壁后射孔注浆v利用冻结管地面进行冻结井筒壁后射孔注浆是利用石油井射孔在地层中造成利用冻结管地面进行冻结井筒壁后射孔注浆是利用石油井射孔在地层中造成测气通道技术的原理，将专用的射孔枪向冻结管内下放到预定的注浆地层部位，测气通道技术的原理，将专用的射孔枪向冻结管内下放到预定的注浆地层部位，采用聚能式爆破射孔技术，通过引爆射孔枪中的电雷管，使枪中一定数量的射孔采用聚能式爆破射孔技术，通过引爆射孔枪中的电雷管，使枪中一定数量的射孔弹定时定向爆破，穿透枪体及冻结管，并进入地层一定深度，然后利用冻结管及弹定时定向爆破，穿透枪体及冻结管，并进入地层一定深度，然后利用冻结管及射孔弹作为注浆管路，在地面进行注浆加固预定地层。既可起到堵水作用，又能射孔弹作为注浆管路，在地面进行注浆加固预定地层。既可起到堵水作用，又能减弱地层沉降对井壁的纵向附加力，防止井壁破裂。该法使冻结法凿