[发明专利]一种含水层中斜坡道掘进分段注浆方法

说明书

本发明提供一种含水层中斜坡道掘进分段注浆方法，属于矿山注浆加固技术领域。针对含水层斜坡道注浆加固技术，根据注浆过程压力变化，将注浆过程分为微压充填‑低压扩散‑中压加固‑高压劈裂四个阶段。微压充填阶段注浆孔口初始压力为0，采用低浓度单液浆对含水层原始裂隙进行充填；低压扩散阶段采用低浓度双液浆进行注浆，原始裂隙扩展，注浆半径增大；中压加固阶段采用高浓度双液浆进行注浆，加固含水层；高压劈裂阶段采用高浓度双液浆，对由高压形成的孔口新生劈裂裂隙及原始裂隙进行加固，形成隔水层。本发明利用注浆压力变化，对注浆过程进行量化控制，保障含水层斜坡道周边岩体稳定性，有效提高掘进效率。

技术领域

本发明涉及矿山注浆加固技术领域，特别是指一种含水层中斜坡道掘进分段注浆方法。

背景技术

近年来，随着矿产资源的不断开发利用，在矿山等地下工程建设领域中，常常会遇到不良地质体或断层破碎带，含有大量节理、孔隙、裂隙等具有较好导水性能的构造发育，伴随施工扰动，岩体初始应力状态极易发生变化，从而导致施工附近岩体发生破裂甚至破坏，从而诱发突水及塌方等工程事故。因此，为保障含水层地下工程的稳定开展，对不良地质体进行加固是整个地下工程建设施工中的一个关键环节。

注浆加固技术普遍应用于实际工程应用中，特别是建筑、水利、矿山及隧道方面。注浆加固是通过将预先配置好的浆液注入需注浆岩体中，浆液经过渗透、扩散、凝固等过程，将破碎岩体进行黏结或封堵，从而实现提高岩体自身稳定性的一种技术手段。在斜坡道掘进水害区域超前治理中，注浆加固是一项有效技术手段，但随着斜坡道深度、围岩结构面参数及含水层分布的变化，相同注浆加固技术，其效果也将千差万别，为此，亟需发明一种含水层中斜坡道掘进分段注浆方法，能够通过注浆压力对注浆过程进行量化控制，保障含水层斜坡道周边岩体稳定性，稳定开展掘进工作。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含水层中斜坡道掘进分段注浆方法，该方法能够克服在传统斜坡道掘进注浆中因位于含水层、技术参数不明确等因素而无法正常进行或无法达到工程预期效果的问题，实现高效注浆工作。

该方法包括步骤如下：

S1：在含水层中斜坡道需注浆区域的围岩打钻孔至设计深度，并安装孔口管及阀门；

S2：注浆过程中根据注浆压力变化，将注浆过程划分为四个阶段：

①微压充填阶段：注浆孔口初始压力为0，采用水泥单液浆，水灰比为4:1～3:1；该阶段采用低浓度单液浆对含水层的原始裂隙进行初步填充，若注浆压力在开始注浆后10～20min内发生波动，则该孔内裂隙不发育或较发育，若注浆压力持续无变化，则该孔内裂隙发育或极发育；

②低压扩散阶段：采用水泥-水玻璃双液浆对原始裂隙进一步注浆充填，裂隙不发育或较发育时，选用水泥和水玻璃的质量比为1:0.4，水泥浆水灰比为3:1；裂隙发育或极发育时，水泥和水玻璃的质量比为1:0.5，水泥浆水灰比为4:1；该阶段利用低浓度双液浆对原始裂隙充填，在此期间注浆压力缓慢上升，裂隙扩展，注浆半径增大；

③中压加固阶段：采用水泥-水玻璃双液浆，水泥和水玻璃的质量比为1:0.4～0.5，水泥浆水灰比为2:1～1:1；该阶段利用高浓度液浆基本上完成裂隙充填加固，对含水层进行加固；

④高压劈裂阶段：采用高浓度水泥-水玻璃双液浆进行注浆，水泥浆水灰比为2:1～1:1，常规注浆采用水泥-水玻璃质量比为1:0.4，需要快速封堵时，选用水泥-水玻璃质量比为1:0.3；该阶段采用高浓度液浆，对由高压形成的孔口新生劈裂裂隙及原始裂隙进行加固，形成隔水层；

S3：在注浆至终压后，进浆量小于30L/min，持续稳定20min，结束注浆，确保浆液在围岩裂隙内有效扩散凝固，形成注浆体帷幕区域，达到设计注浆效果。

S1中钻孔施工时，采用套孔施工，即在原有钻孔基础上增加探水孔。