淮南礦務局四十二工程處
彭獲成張國相
趙勇敢摘
要通過淮南礦區謝李礦主井壁後注漿堵水的經驗，從實踐和理論的角度分析、探襯並筒壁後深孔注槳堵水技術。
關祖詞立井壁後深孔注漿
一、概述
謝李礦主井井筒穿過地層為：表土層厚約１２ｍ、二疊系石千峰組地層厚約３６０ｍ和上石
盒子組地層厚約６２０ｍ。地層含水層多，富水性強，砂岩裂隙發育，各含水層之間有一定程度的水力聯絡。設計淨徑７ｍ，井口標高十２６．５ｍ，基岩段壁厚４５０ｍｍ，混凝土強度段採用地面預注漿，４００－５８６ｍ段先後四次遇見湧水量在４０－８０ｍ＇／ｈ的含水裂
隙。二、深４９２ｍ處注漿封水情況
１出水情況及井壁質量
１９９５年２月當井簡施工至４９２ｍ附近時，工作面出水。該含水層為灰白色中細砂岩互層，厚４．３ｍ，為一組有高角度裂隙的地層。裂隙開度１０＾－３０ｍｍ，穩定水量為５８ｍ＇／ｈ。靜
水壓力為４．５ｍｐａ，
因該含水層的水量較大，導截水又不徹底，澆築混凝土期間部分淋水入模，井壁質量
較差。２三次注漿堵水經過
第一次封水時，井壁作小面積挖補．對注漿依託層進行補強處理。由於井壁質量較差，注漿時井壁多處開裂，經多次注漿加固、封堵均未取得效果。因此，對該段井壁採取放炮崩除，重新立模、打混凝土，以確保此含水段井壁質量。
同時，將混凝土強度提高為ｃ３５，厚度提高到６５０ｍｍ。養護２８ｄ後進行第二次注漿堵水。在隔水帷幕形成以後，對水點注漿約１５ｍｉｎ左右，（由於靜水壓力高，以低流速，小流量注入，１５ｌ／ｍｉｎ，孔口壓力為５．ｏｍｐａ）。
井壁出現炸裂，注漿封水又告失敗。
兩次封堵失敗後，井壁改用鋼圈混凝土結構，混凝土厚度為６５０ｍｍ，強度ｃ３５，鋼圈採用１８號槽鋼，間距５００ｍｍ；縱筋採用＂１８螺紋鋼筋，間距為３００ｍｍ。養護２８ｄ後再次進行注漿封堵。該段出水得以徹底封住，而且效果較好。
１４５三、深孔注漿封水
１，井壁抵抗注漿壓力的能力分析
（１）靜水壓力低的出水點，在注漿時初壓和正常注漿壓力一般都比較低，而靜水壓較大的出水點，採用深孔注漿時，漿液是通過注漿孔口管直接進入圍岩深部的水源裂隙，又通過圍岩裂隙、孔隙迂迴後再作用到井壁上，改變了淺孔注漿的漿液注入途徑。由於裂隙開度不大，漿液的顆粒在裂隙中形成阻塞漿液通過的作用。充填加固井壁圍岩時漿液先充填壁後近處的裂隙，充滿填實後也在凝膠，特別是雙液漿凝結快。
注漿後期即使注漿壓力！公升高，由於顆粒在通道中的阻塞作用，傳遞作用到井壁的壓力是小於注漿孔口壓力的，保證了高壓注漿時井壁的承受能力。因此，雖然注漿終壓接近井壁抗壓極限值，也不會出現
井壁炸裂現象。
（２）對於湧水量大，靜水壓力高的含水層．在注漿前，由於井壁存在導水、滲水、漏
水的洩壓狀態，作用於井壁的壓力很小，不會使井壁炸裂。而採用壁後淺孔注漿時，當隔
水帷幕形成，對水點注漿封堵的過程中，漿液的注入途徑是通過圍岩裂隙，再井入水源裂
隙。壁後水在不斷地聚積，作用於井壁的壓力不斷公升高。由於靜水壓力高，再加上注漿作
用，提高了作用於井壁的壓力。這個值很容易在很短的時間內達到或超過井壁抗壓強度的
極限值，因此出現了井壁炸裂。
２．深孔注漿的提出
從以上的分析可見，對湧水量大，靜水壓力接近井壁的承受能力的含水層。不採用深
孔注漿，容易造成注漿封水的失敗。謝李礦主井４９２ｍ出水點雖然經過反覆的拆除，加強井
壁，把水封住了，但從經濟、技術和施工工藝上來講，均不是我們提倡的施工方法，為此，我們提出深孔注漿封水法。
深孔注漿堵水首先要掌握準確可靠的水文地質資料及裂隙延展的規律。利用鑽機造孔
使注漿孔在圍岩塑性區外與水源裂隙溝通，把水匯出，因為圍岩塑性區內裂隙仍然較多。深孔注漿就是通過導水洩壓，對井壁圍岩充填加固以後，高壓注漿封水時，漿液直接注入水源裂隙，避開圍岩裂隙圈，降低注漿壓力和靜水壓力對井壁的作用，保證高壓注漿封水時
井壁的承受能力，從而達到注漿封水的目的。
３．深孔注槳堵水施工
根據湧水量大小和塑性區的範圍選擇合適的孔徑和孔數以及注漿深度。下止漿塞，注漿位置在圍岩塑性區以外的彈性區內。此孔暫時作洩壓孔使用，然後對該出水段出水點及預埋導水孔進行封堵，同時必須孔位均布，對此段圍岩進行充分注漿充填加固。
由於存在洩壓作用，此段井壁水點很容易封堵成功。然後對洩壓孔進行集中注漿封堵。由於漿液是在圍岩深部直接進入裂隙的，可以適當提高注漿壓力，把適量的漿液壓入裂隙中去，將水從孔底推向遠處。
在封堵出水點、充填加固井壁的過程中，壁後圍岩裂隙不一定都被漿液充滿填實。在
深孔注漿的過程中，由於高壓的作用，漿液仍然有可能通過未充滿填實的裂隙迂迴至壁後，從井壁某個未加固到的薄弱點向外跑、漏漿。井壁圍岩通過注漿加固以後，未充滿填實的裂隙必定很少，同時由於漿液迂迴的減壓作用，作用於井壁的壓力不是很高的。如果發現井壁仍有洩漏，可以改用雙液漿，配合積極有效的堵漏措施，堵漏成功後，繼續注入適量
１４６的單液漿。
由於大量的漿液注入裂隙，水源被推移遠離井壁，在一定程度上注漿後的回水率得到
降低，同時起到治根的作用。例如１９９６年在謝李主井深４００＾－５８６ｍ段注漿封水時，我們對出水段採用了壁後深孔注漿堵水。
本出水段為一層６．４ｍ厚的中砂岩，主要出水點在井筒方位為６１０，最大湧水量５８ｍ＇／ｈ，穩定水量３８ｍ＇／ｈ，靜水壓力５．１ｍｐａ。出水裂隙為一組豎向裂隙，走向３５「左右，此段井壁為６５０ｍｍ厚的素混凝土結構，強度ｃ３５。根據修正的塑性圈半徑公式：
ｒ－景罕。ｃｔｇ鄉
式中ｒ，二—圍岩塑性圈最大半徑，ｍ；
ｒ—井筒荒半徑，ｍ；００—岩體原始應力，ａ，＝ｒｈ；ｃ－圍岩的內聚力
０－圍岩的內摩擦角，價＝４００，
計算出圍岩塑性圈最大半徑６．４３ｍ，塑性區厚度２．２８ｍ。在圍岩彈性區內取導通水源
裂隙位置距塑性圈１．５ｍ、止漿位置距塑性圈ｌｍ。鑽孔引數見表２４一１。注漿材料選用５２５號普通矽酸鹽水泥和４０波美度水玻璃。
漿液型別選用單液水泥漿和水泥一水玻璃雙液漿。選用２ｔｇｚ一６０／２１。雙液注漿幫浦。
採用ｔｘｕ一７５ａ型鑽機造深孔，７６５５型風鑽造淺孔，預埋孔３個。布淺孔４４個，孔深１．５ｍ，深孔１個，孔深６ｍ，深孔選用外徑￥７３ｃｒｍ，止漿膠套長２００ｍｍ的自制止漿塞。淺孔注漿終壓最大為４．ｏｍｐａ，深孔注漿終壓６．ｏｍｐａ，漿液注人量雙液漿２６ｍ＇，單液漿６１ｍ＇。
此段工期僅用５ｄ時間。通過深孔注漿後，該段出水完
全封住。由於成功地封住該段出水，從而使４００＾－５８６ｍ段注漿封水取得了良好的效果。封
水效果見表２４－２，
表２４一１生井段深孔注搜鑽孔參數列
孔號｝開孔累，｛方位傾角
孔徑｝５４３．５｝
開孔距，埋孔
孔深｝止漿塞深度
６５＂００
７ｓｍｍ
｝表２４－２謝李礦主井壁後注漿竣工驗收表
井筒名稱注漿段高
注前湧水量炸ｖ０４火裕
堵水率／ｍ／ｍ＇ｈ＂
｝ｍ９ｈ－＇
／％氣期
驗收時間主
井４００－５８６
５４．２４
２．６４
９５２３
１９９６年１１月４９
四、深孔注漿堵水法的適用條件
深孔注漿堵水法首先要求地質部門提供詳細的水文地質資料，分析掌握裂隙的發育狀
況以及延展規律。確定圍岩塑性圈的範圍以及鑽孔的各引數。它適用於一般砂岩裂隙治水。特別是裂隙開度大、湧水量大、靜水壓力高、要求注漿壓力接近或超過井壁允許抗壓強度
的井筒壁後注漿堵水。１４７
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