注浆工程施工设计方案Word文件下载.docx
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并得到矿业公司各职能部门和领导的审核批准，同意按该施工组织设计施工。
注浆钻孔布置在神仙洞西边沿排水沟与公路以西，注浆围是西边排水沟与公路以西的稻田里（孔距10m），对地表以下50m以上（孔深50m）进行注浆充填。
其目的是防止排水沟在雨季出现抽冒式塌陷，杜绝或减少地表水通过塌洞、裂隙，溃渗井下。
2011年4月10日地面注浆工程施工人员与设备进入现场，至2011年5月31日历时50天，共计完成注浆施工钻孔24个，水文观测孔8个，总钻探进尺1441.74m，注浆量930.5m3，复钻进尺1369.54m，各孔具体完成工作量见“前进煤矿神仙洞地面注浆工程量统计表”表一。
编制了施工组织设计，查明了工作区的地质情况，收集了矿井地质资料与水文地质资料。
通过本次注浆施工，确保了神仙洞西边与公路两侧未再出现抽冒式塌陷，减缓了排水沟下沉速度，减少了地表水的渗透能力，达到了注浆施工的目的。
工程量统计表
表一
孔号
钻探进尺（m）
注浆量（m³
）
复钻进尺（m）
完成日期
备注
1
50.21
34
54.77
4月23日
设计钻孔共计32个：
其中注浆孔26个（ZK25、ZK26由于当地工农关系极为复杂，矿业公司决定不再施工）
观测孔10个（其中包括注浆孔ZK22、ZK20、ZK18、ZK3）观9、观10因工农关系复杂，矿业公司决定不再施工，其余均按设计施工。
2
50.42
112
37.71
5月27日
3
50.63
53
56.91
4月28日
4
50.26
50
73.22
5月18日
5
50.05
18
45.95
5月5日
6
50.08
21
88.92
5月13日
7
50.40
46.36
5月24日
8
50.73
20
46.35
9
50.16
17.9
10
50.19
42.29
11
50.03
78
53.45
12
50.13
14
42.33
13
50.37
70
58.49
5月7日
51.48
59.96
15
50.31
57.51
4月30日
16
52.42
22
79.17
5月25日
17
51.25
55.82
5月16日
50.09
32.37
5月9日
19
50.81
56.95
5月4日
50.61
132.57
5月21日
50.23
44.65
4月24日
52
68.73
5月10日
23
50.56
260.5
39.44
4月25日
24
50.87
77.72
5月1日
25
14.00
5月3日
26
11.40
观测1
5月29日
观测3
52.43
观测4
50.34
观测5
50.70
5月30日
合计
1441.74
930.5
1369.54
二、工程施工组织设计
本次施工针对南、北排水沟地面西边与前进煤矿至镇公路以西，地表以下50m以上的裂隙、空洞进行充填，防止其在雨季时出现抽冒塌陷，避免重大的地质灾害发生，也是2008年后的续注工程。
1、施工方案
针对前进煤矿146采区地表西边“前进至镇公路”两侧不出现塌洞，杜绝或减少地表水大量溃渗入井下，采用地面钻孔、高压注入水泥粉煤灰浆液和跟踪注浆治理的方案。
2、施工工艺
1）根据钻孔所揭露的岩性，采取硬质合金和金刚石回转钻进，当穿过第四系覆盖层后，下入
108mm套管至基岩面，并用水泥砂浆加固孔口管。
2）注浆方法
上覆岩层注浆是通过钻孔将水泥粉煤灰浆液注入离层传递带中，通过水力压裂使上覆岩层产生裂隙，并扩展岩层原有的层理、裂隙、断层等，通过岩层裂隙注入大量的灰浆，阻止离层带由下向上的传递和上部岩层的沉降，阻止跨落带向上发展，减缓地表移动和变形。
由于地层岩性破碎，孔壁不甚稳定，采用下行式钻注的施工工艺。
即在钻进过程中遇漏即注，注浆压力控制在0.1~3Mpa。
在设计压力下以不吃浆为终止条件，再行对钻孔进行扫孔复钻，直至设计孔深。
3）钻孔的布置顺序
钻孔的布置尽量靠近水沟，水沟能布孔的就直接布孔在水沟底板，按孔距10m布孔，孔深为50m，由东往西推展，公路以西在稻田里布置的ZK25和ZK26以与观9、观10，4个孔因工农关系极为复杂，矿业公司决定不再施工。
4）注浆材料与配比
①注浆材料
依据施工组织设计，选择了普通硅酸盐水泥P·
O32.5级，粉煤灰（耒阳电厂提供），以与模数3.0的水玻璃外掺剂混合搅拌，一次性搅拌时间在3min以上，达到充分搅拌为止。
②配合比
本次注浆施工浆液配合比为水灰比1:
1（开灌时水灰比为3：
1）水泥粉煤灰比为1:
2.5，外掺剂按水泥重量的3%。
5）结合现场施工条件，建立健全质量管理体系，实行平行多循环作业，通过合理的施工组织与科学的施工方法，强化现场管理，提高施工进度，以保证施工工期。
三、施工实施情况
1、组织机构与人员配备
为确保工程施工安全，保质量，保工期，各岗位配置安排如下：
1）机构设置
2）人员配备
项目经理1人
技术负责1人
财务1人
施工员1人
质安员2人
机电维修1人
后勤供应2人
钻机队16人
注浆队15人
合计：
41人
2、工作方法
1）在施工过程中，严格按照施工组织设计施工，结合现场施工的特殊性，采用下行式间歇性加水玻璃的灌注方法，使其在有效吃浆半径地表以下50m以上地层结成板块。
2）通过注浆孔的水位观测，判断地表以下50m以上地层是否已结成板块，裂隙是否继续在向上发展。
对其水位下降较快或孔无水的孔段，则进行反复钻注，以达到最佳注浆效果。
3、施工设备
施工设备表表二
名称
规格型号
功率
单位
数量
工程钻
WH-100
15KW
台
搅拌机
WJG-700
7.5KW
搅拌桶
1400
个
注浆泵
NBB-240/60
30KW
电焊机
BX-350
33KW
注浆管
40
m
300
套管
108
180
污水泵
WQ-30
4KW
4、注浆方法
1）由于施工区地层受采动影响，岩石破碎，导水裂隙发育，采用下行式间歇性的注浆方法。
2）当注浆孔相互串浆时，延长两次注浆施工的间隔时间，待前一次注浆的浆液基本凝固后，再开始下一次的钻注工作。
3）发现注浆孔周围有冒浆现象时，视冒浆部位而定注浆方式：
如在水沟底板冒浆，立即停注，以免浆液流失，淤塞水沟。
如在水沟的两侧沟壁冒浆，则采用棉花或布条嵌入裂隙进行封堵，另采用低压、限流、限量、浓浆或掺入水玻璃进行间歇性注浆。
4）针对吃浆量较大的孔段，采用了低压、浓浆、限量、间歇性的注浆方法处理，并加入水玻璃使其快速凝固，如ZK23#孔5.2m至15.02m（为空洞）孔段一次注浆不超过30m3，再间歇8小时后，进行下一次注浆，以此直至达到充分充填，避免和减少了无效注浆量。
通过以上多种手段，减少或杜绝了浆液的浪费，提高了注浆效果。
四、质量安全保证措施
1、质量保证措施
1）项目经理是工程质量安全第一责任人，对工程质量全面控制，全面负责。
2）每道工序配备专职技术人员和质安员，认真做好记录，随时跟踪分析工程质量。
3）施工期间应对观测点定期观测，随时掌握工程质量和注浆效果。
2、安全保证措施
1）所有施工人员应进行三级教育，岗位培训合格后才能上岗。
2）所有施工人员进入施工现场必须戴好安全帽。
3）经常检查机械设备的完好性，确保运转正常。
4）做到文明施工，注浆人员在施工中必须戴好口罩、橡胶手套与防护眼镜，防止水泥灰尘进入施工人员的口、鼻、眼中。
五、注浆工程效果评价
1、注浆效果
前进煤矿146采区为极倾斜、特厚煤层，水文地质条件复杂的情况下开采。
上方地表神仙洞长约400m，宽约300m，面积约为12万m2，采区上限为-40m水平，下限为-120m水平，平均走向长为330m，-40m以上且为老窑区，煤层特厚又有分叉现象，平均煤厚18m，倾角72°
，局部直立倒转。
依据2008年对移动变形值的预计，当阶段采高20m时，排水沟与前进至镇公路均会达Ⅳ级损坏，当阶段采高为60m时，过水涵洞亦会达到Ⅳ损坏，且公路最大下沉点会在2.7m以上，若80m区段全采后，地表将形成6.7m左右的沉陷盆地。
经过近两年的开采，已基本证实了这种预计，在前进至镇公路两侧已出现多条南、北向的较宽裂隙，裂隙宽度在0.2~0.5m左右，在公路以西的稻田里（2011年3月份）出现了一个2m×
3m的塌陷洞，塌陷洞的延伸方向与地表裂隙的延伸方向一致，通过本次注浆填充，施工区段地表以下50m以上的岩土裂隙与空洞得到了充填，其效果检验方法如下：
1）观测孔取芯进行检验
将第一序列注浆孔施注完后，在两个注浆孔的中间，施钻第二序列（水文观测）孔，用清水钻进，严格要求岩芯采取率，通过岩芯观察，岩石裂隙是否填充有水泥浆芯。
如ZK1#至ZK2#孔中间施钻了观1孔，在地表以下48.5m以上所有的岩土裂隙都见到水泥浆充填，在ZK4#至ZK5#之间施钻了观3孔，在ZK9#至ZK10#之间施钻了观4孔，在ZK17#至ZK18#之间施钻了观5孔，同样都在地表以下50m以上的岩芯中见到了水泥浆，完全证实了在注浆围地表以下50m以上得到了充分填充，吃浆半径超过5m，并已经结成板块，达到了注浆的目的。
2）观测孔进行水位下降值检验。
在第一序列孔完工之后，在施工区段北排水沟施钻了第二序列钻孔，专作水文观测孔用，布孔于两注浆孔中间（孔距5m），用清水钻进，其余利用原注浆孔凝固后扫孔，清洗至设计孔深（50m），用作水文观测孔。
首先测出孔初始水位，然后将孔注满水，按规定时对孔水位进行观测，在注浆前这些孔因漏水基本上是测不出水位，经注浆填充都能测出初始水位。
通过注水后，在1min时间，所有的孔都没有任何渗水现象，5min后才有点微下降，在12小时后所有孔水位基本上趋向稳定，水位标高在+93.2m至+96.8m之间。
10天后观测水位下降值亦无大变化，甚至个别孔水位还有上升，特别是ZK23#孔，5.2m至15.02m为空洞，掉钻9.82m，孔无水（干孔），注浆208.5m³
，凝固后扫孔，全孔返水，钻孔水位标高+93.0m，当施工至16.69m位置时遇裂隙全孔漏水，孔亦无水（干孔），注浆52.0m3，凝固后扫孔，全孔返水，下钻水位标高为+87.05m，一直施工到设计孔深（50m），未见孔漏水。
终孔日期为4月25日，在终孔20天后测得的水位标高是+83.05m，该孔通过注浆,水位不但没有下降，反而上升了4m，具体观测数据见“表三”。
水文观测孔水位观测一览表
表三
孔号
孔口标高
（m）
初始水位
注满水后观测水位下降值
1min
5min
15min
1h
5h
12h
2天
5天
10天
观1
98.50
85.20
98.48
98.42
98.35
98.19
96.80
观2（ZK3）
97.30
73.80
97.28
97.23
97.12
97.05
96.83
89.50
82.10
74.43
观3
96.50
90.00
96.47
96.40
96.28
96.20
95.60
观4
92.80
96.49
96.42
96.30
96.18
95.70
观5
87.30
96.15
96.08
96.27
95.20
观6（ZK18）
80.60
96.19
95.99
95.90
95.72
90.20
89.55
90.05
观7（ZK20）
96.10
85.80
96.03
95.75
95.50
观8（ZK22）
96.00
85.40
95.97
95.82
95.44
88.20
85.10
ZK23
93.80
87.10
93.78
93.72
93.65
93.49
93.30
88.00
82.15
83.05
ZK14
93.70
89.70
93.69
93.64
93.51
93.41
93.23
90.80
综上所述，施工区域所有的注浆孔在吃浆围已充分充填，减缓了下沉速度，减少了地表水向下渗透的能力，地表以下50m以上的岩土已基本结成了板块，达到了本次的注浆目的。
六、结论与建议
1、结论
1）本次对神仙洞西边注浆加固工程的实施，防止了抽冒塌陷等地质灾害的发生，通过注水试验，其注浆孔区段对地表以下50m以上的岩土裂隙达到了充分填充，其功能效果达到了设计与合同的要求，本次注浆是成功的。
2）根据2008年对神仙洞地表下沉值的预计，其移动变形会延展至公路（前进至镇）以西，在本次施工中ZK23#孔中发现了9.8m的空洞，是可能未考虑到二十世纪八十年代的诸多小煤窑活化因素，其地表下沉与垮裂带高度值偏小，随着开采量的增加，移动变形可能还会向西延展。
2、建议
1）随着146采区产出煤量的增加，加上金鑫、鑫源，两煤矿也会加大对该快段煤层的开采力度，地表下沉，变形的速度也会随之加大，岩移观测是综合分析的主要依据，因移动盆地边缘会向西延伸，应坚持定期观测，并在公路以西沿东、西向增加几条观测线。
2）对地表水体和水文观测孔要定期观测，与时准确掌握地表水和地下水渗漏的具体位置和围。
3）虽对146采区地表进行了两次注浆加固，但仍存在着未注浆区段，大气降水会通过裂隙渗入到回采工作面，应加大对井下涌水量的观测，编制矿井防治水与安全生产技术措施。
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