[发明专利]冻结管与围岩间环状充填的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冻结管与围岩间环状充填的方法。

背景技术

目前，在全井筒采用冻结法施工中，冻结管须穿过后期施工的码头门、水仓、井底车场、联络巷等构筑物，采用冻结法是在形成的冻结壁保护下可安全掘砌施工。问题是当冻结壁自然解冻后，地层内的大量水和泥砂必然通过冻结管与围岩的环状空间涌入后期施工的码头门等构筑物内，轻者破坏构筑物结构，重者造成淹井等重大事故。为此，在矿山井筒建设中，针对复杂地层的地质及水文地质条件，根据表土与基岩含水丰富的特点和随着深层矿藏的开发，井筒的不断延深，为确保井筒顺利施工，常采用表土段冻结，基岩段注浆的方法通过，虽然冻结管不穿入井下，不存在导水问题，但其缺点是施工工艺增加，工期延长，建井速度慢，投入多，费用高，且注浆段不能完全实现打干井。

发明内容：

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种冻结管与围岩间环状充填的方法，它解决了冻结管与地层围岩之间因充填不好而引起地下水上下串通造成淹井事故的隐患。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：包括下列步骤：

(1)、水泥浆液的制备：①、原料是水泥、水、粘土或膨润土、缓凝剂、碱粉、胺粉、腈粉，水∶水泥为1∶0.5～1∶1；粘土或膨润土用量为水泥用量的5％-10％；缓凝剂为水泥用量的2.5％-3％，碱粉、胺粉、腈粉为水泥用量的1％，以上均为重量比；②、将所述的原料按所述的比例倒入搅拌池内搅拌2-10分钟，搅拌均匀后放入储浆池；

(2)、充填方法：①、冻结孔终孔后，向冻结孔注入比原浆液稀的粘土浆液，待从冻结孔口流出的粘土浆液比重为1.05-1.15g/cm³时停止，原粘土浆液的性能为：比重1.1-1.2g/cm³，含砂量不超过4％，失水量不超过25ml，胶体率不小于95％；②、提出钻具，卸掉钻头，下置空心钻杆距冻结孔底5-8m后停止，泥浆泵出浆口用高压管路与空心钻杆的上端密封连通，抽浆口与所述的储浆池密封连通，启动泥浆泵，将储浆池内搅拌好的水泥浆液由泥浆泵通过空心钻杆压入冻结孔底置换出粘土浆液，水泥浆液的用量为每个冻结孔3-8m³；③、拔出空心钻杆，下置冻结管，使水泥浆挤压充填于冻结管与围岩环状空间内。

本发明具有下列优点：1、解决了冻结管与地层围岩之间因充填不好而引起地下水上下串通造成淹井事故的隐患，填补了国内同类冻结井施工的一项空白；2、用水泥浆置换冻结钻孔内粘土浆，工艺简单且能保证冻结管下放工序的正常进行；3、工期短，成本低，易推广使用。

附图说明

下面结合附图和应用实例对本发明进一步说明。

图1为本发明水泥浆液置换示意图；

图2为本发明下置冻结管后示意图。

具体实施方式

本发明包括下列步骤：(1)、水泥浆液5的制备：①、原料是水泥(P.032.5)、水、粘土或膨润土、缓凝剂、碱粉、胺粉、腈粉，水∶水泥为1∶0.5～1∶1；粘土或膨润土用量为水泥用量的5％-10％；缓凝剂采用GK-4A高效缓凝减水剂，为水泥用量的2.5％-3％，碱粉、胺粉、腈粉为水泥用量的1％，以上均为重量比；②、将所述的原料按所述的比例倒入搅拌池1内搅拌2-10分钟，搅拌均匀后放入储浆池3；(2)、充填方法：①、冻结孔终孔后，调节冻结孔内的粘土浆液，待从冻结孔口流出的粘土浆液比重为1.05-1.15g/cm³时停止，所述粘土浆液的性能为：比重1.1-1.2g/cm³，含砂量不超过4％，失水量不超过25ml，胶体率不小于95％；②、提出钻具，卸掉钻头，下置空心钻杆4距冻结孔底5-8m后停止，泥浆泵2出浆口用高压管路与空心钻杆4的上端密封连通，抽浆口与所述的储浆池3密封连通，启动泥浆泵2，将储浆池3内搅拌好的水泥浆液5由泥浆泵2通过空心钻杆4压入冻结孔底置换出粘土浆液7，水泥浆液5的用量为每个冻结孔3-8m³，即可达到冻结管6与围岩环状空间的封堵止水要求；③、拔出空心钻杆4，下置冻结管6，使水泥浆液5挤压充填于冻结管6与围岩环状空间内。