易小蓮，韋世雄，趙 才

(南方錳業(yè)集團有限責任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315)

鉆孔注漿對井巷水災害治理具有操作簡單、施工方便、工期短見效快及經(jīng)濟效益良好等特點。某公司在處理涌水項目中，多次對井巷突水面采用鉆孔注漿處理，現(xiàn)將該公司鉆孔注漿堵水工程實例介紹如下，供類似工程施工參考。

1 地質簡況

該工程為斜坡道施工掘進面，地段巖石為中厚層灰?guī)r夾白云質灰?guī)r，致密，偶見巖溶。F1斷層及其破碎巖溶帶與斜坡道在平面上呈大角度穿過，沿斷層發(fā)育處偶見有串珠狀溶蝕漏斗(內有縫隙狀落水洞)及溶洞。在此斜坡道施工地段巖溶發(fā)育，透水，含水性強，隨著下部采掘工程的增加，巖溶水將進一步下泄，并形成通道，使礦坑充水的隱患急劇增加。根據(jù)前期施工掘進面區(qū)域水文地質情況來看，該風化破碎帶范圍內，水文地質條件較復雜，涌水量與地表大氣降水呈正相關關系，為東崗嶺組裂隙巖溶水補給。

2 工程及突水處理情況

斜坡道工程距環(huán)形車場的突水點65 m，坡度約140‰，南高北低。下部(北部)已經(jīng)掘進揭露F1斷層及其破碎巖溶帶，總長度已達20 m以上，預計向北4～8 m即可穿過F1斷層。F1斷層及其破碎巖溶帶工作面巖性主要為灰?guī)r，強風化，多呈碎石土，裂隙溶洞多為可塑性黏性土及砂充填；上部(南部)掘進至最近測點33 m處。工作面巖性為灰?guī)r，見圖1。

圖1 斜坡道施工平面

探空洞孔位置見圖2。

圖2 探空洞孔位置

由圖2可見：1孔，深4 m，未見空洞，施工中只感覺巖石稍有破碎；2孔，深2.6 m，空洞寬0.6 m；3孔，深3.2 m，空洞寬0.5 m；4孔，深1.9 m，空洞寬1.5 m；5孔，深4 m，未見空洞，在2.5 m 處感覺巖石有破碎；6孔，深1.5 m空洞寬0.3 m。探孔全部使用28鉆施工。

以上施工的6個探孔全部出水，其中：2、3、4、6孔各自單孔出水量基本相同，都在30～60 m3/h，且?guī)в?～3 MPa的壓力，4個孔同時打開時，涌水量也穩(wěn)定在30～60 m3/h，也說明了他們之間相互連通；其他1、5孔出水量小，是通過裂隙與溶洞相連。

3 注漿設計

斜坡道上掘工程遇到涌水，加之水文地質條件非常復雜，如果采用傳統(tǒng)的掘進之后再澆筑護壁治理的方法施工，存在透水、泥石流、頂板冒落等重大的風險。采用注漿的方法，是把溶洞填滿變成砼體，把溶洞內的砂石黏土膠結成較堅硬的固體，再把各個方向的來水全部封堵，是超前治理。同時作業(yè)人員不直接在高風險的環(huán)境中施工，降低了風險[1]。

1)鉆孔布置

注漿孔共布置18個。其中：掌子面6個孔，全部利用原探水孔；其他12個邊孔采用延巷道向外偏11(°)的方向布置，見圖3。

圖3 注漿孔布置

待注漿完畢以及小規(guī)格開挖、刷幫后，在巷道正面、兩幫、頂、底最少各布置一個檢查孔，檢查注漿效果，效果達到要求則進行巷道開挖，未達到要求則進行補注[2]。

2)注漿液的選定及預計用量

采用水泥加速凝劑混合液連續(xù)和間斷結合的方式進行，水灰比為0.5～1.0；加入速凝劑的量根據(jù)漿液到達的位置、作用不同，隨時增減。一般情況下，漿液遵循“稀→稠→加速凝劑”的順序進行注漿，讓漿液達到一定擴散半徑，但又不能走太遠，最后靠近巷道輪廓要求漿液快速凝固[3]。

預計需要水泥70 t，速凝劑6 t。其中，有效漿量水泥53 t，速凝劑4.5 t(按總量的75%計算)。需要說明的是，含水構造帶的整體產狀及規(guī)模、注漿點距地下水主流帶距離的遠近、注漿點處地下水的流速與流量等均未探明，預計的注漿量與實際投入的量可能存在較大的差異。

3)技術要求

注漿孔鉆進結束后，要先下注漿管，裝止水閥；注漿管制作要車馬牙扣，安裝時要用麻經(jīng)、土工布或棉絮等塞緊安牢。

注漿時，正常進漿壓力2～3于倍地下水壓力，進漿量≤0.01 L/min；壓力大于地下水壓力4～5倍(以注漿地點注漿孔口為基準點，6～7 MPa)時，注漿結束。

以注漿地點相鄰鉆孔作為注漿觀測孔使用，具體觀測內容包括水壓、水量、顏色變化等項目。注漿點附近及其他區(qū)域發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象及時通知現(xiàn)場注漿人員[4]。

4)補注漿

由于注漿按1.5 m考慮的膠圈距離，相對偏小，且施工人員對漿液的擴散距離、凝固時間等把控能力尚有不足等，都會造成供掘進爆破的預留注漿凝固體距離不夠。要根據(jù)檢查孔揭示的具體情況，隨時補注漿。

4 工程量及概算

鉆探巖石主要為石灰?guī)r，工作面距含水溶洞非常近(1.5～3.2 m)，預計注漿用水泥70 t，速凝劑6 t，注漿管72.0 m，注漿體積76 m3。注漿工程概算如下：注漿小導管工作量為72.0 m，工程單價為278.6元/m，總價為20 059.2元；注漿體積預計工作量為76.0 m3,工程單價為1 482.8元/m3，注漿總價為112 692.8元，兩項合計總費用為132 752元。最終以實際發(fā)生為準。

5 設備配備

工期計劃10 d，注漿準備(設備準備、材料準備)2 d，注漿8 d。機械及材料配置見表1。

表1 機械及材料配置

6 掘 進

注漿后，由于砂、碎石、黏土等可能大量存在，影響了注漿體的強度，1.5 m的“膠圈”距離還是偏小，施工人員把控能力不足的影響，以及地下水、砂、碎石、黏土等壓力的影響，且掘進爆破的巨大沖擊，都對注漿體提出巨大的考驗。

為了減小掘進爆破對相對不太堅實的注漿體的沖擊，采用小斷面(如1.5 m×1.5 m)掘進，再分兩次刷幫完成全斷的施工工藝，最大限度地注漿體。小斷面開挖及刷幫后，要為兩幫、頂、底等部位施工檢查孔預留時間，以判斷是否補注漿加固[5]。

7 施工注意事項

1)各管路連接好后，注漿前要進行壓水試驗，以檢查機械系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和管路系統(tǒng)的運行情況及沖洗巖溶裂隙。

2)注漿壓力慢慢由低壓升到終壓，穩(wěn)定5 min后，終孔。

3)每次注漿結束后，都要進行壓水以清洗管路。

4)跑漿處理：采用間歇注漿，降低注漿壓力或增加注漿濃度的方法。

5)注漿壓力值突然增大但卻注不進漿時，要立即停泵，可能已堵管；處理堵管時，管道出水口嚴禁對人。

6)串漿處理，當漿液從其他注漿孔流出時，關閉該管閘閥處理。

7)注漿過程中，人員要遠離注漿位置，并密切觀察受注體，如發(fā)現(xiàn)異常(巖層開裂、崩落、掉塊等)，應立即停泵或減小注漿壓力，以免受注結構遭受破壞。

8)做好現(xiàn)場注漿工程量記錄。

9)注漿結束后，要拆卸各注漿部件并清洗干凈，并對注漿機械進行檢查、保養(yǎng)。

8 結 語

注漿及掘進方案的實施，有效解決作業(yè)面的突水威脅。通過注漿作業(yè)，溶洞變成水泥砼體，實現(xiàn)正常掘進。其次，把溶洞內的砂石黏土“擠走”或膠結為較堅硬地固體，消除泥石流、頂板冒落等重大的危險，有效地堵截了各個方向的來水通道和空間，消除涌水、突水的安全隱患，保障作業(yè)人員的人身安全，確保斜坡道開拓工程的順利開展。