|
|
摘 要：贵州地区井田地处贵州高原西北部，系黔西北高原过渡带，属高原岩溶丘陵地貌，井筒在夜郎组灰岩中掘进过程中易遇到地下暗河，严重制约着矿井的建设速度。根据井筒所遇到地下暗河的发育实际情况，通过钻探与物探相结合的方法，查明暗河赋存情况后，通过采取注浆抬高河床的措施，利用水泥浆液置换河床沉积物，并最终达到在井筒周围形成注浆帷幕目的的注浆方案，以确保井筒顺利通过地质复杂地段，实现斜井井筒安全快速优质施工。
【关键词】：钻探；物探；暗河；注浆抬高河床
中图分类号：TD2 文献标识码：A
1、井筒涌水概况
桂箐煤矿副斜井井筒在施工至5 0m时，工作面标高110 .00m（顶板）；该层位为玉龙山段，灰色、浅灰色，石灰岩，厚约12 m，上部具缝合线构造发育，产瓣鳃类动物化石，岩石击打声脆，坚硬，中部加一层鲕粒状灰岩，岩溶裂隙发育；经过物探证实，迎头前方围岩中富水较强；在井筒施工期间，采用长探孔探水，并配合5m短探。在该位置掘进前施工5m短探时,探孔内涌水，现场观测并测得涌水量为 .01m3/h，随后采用风动潜孔钻机沿巷道水平方向施工一个探孔进行探水，经现场测定涌水量达25.8m3/h、水压0.15Mpa、水温为140，经初步分析水源为上部裂隙通过地下暗河流入工作面涌水。拟定向巷道前方探地下暗河、裂隙发育状况及水量来源来确定探放水方案。
2、地下暗河探测
2.1物探结果
桂箐煤矿邀请了华北科技大学采用便携式矿井地质探测仪对工作面进行了超前探测：采用反射共偏移探测方法，探测方向从左帮向右帮布线，因目前迎头前方岩层破碎，根据地震勘探中岩层风化破碎对地震波在岩层中传播速度的影响，综合考虑目前迎头地质构造变化和岩层物理性质的变化，根据经验，迎头岩层波速采用1400m/s，根据波形分析，迎头前方5m、15m附近存在异常界面，推断为构造或岩层裂隙发育带，另结合目前迎头已经钻探结果，0-4m范围内岩层，4-15m范围内波形变形非常严重，为破碎带和溶洞。
2.2探测结果
经过采取物探与钻探相结合的方式综合分析，得出以下结论：
1、巷道工作面前方5m以外发育为一不规则的串珠状溶洞形成过水地下暗河通道，内充填为黄泥、鹅卵石组成的河床沉积物，其走向为NE550，河床延伸到巷道底板以下，在巷道两帮的宽度约为 -9m。
2、巷道工作面水源主要来源于上方裂隙补给，单孔最大涌水量约为85 m3/h左右，水源补给充足，水温为140，水压0.15Mpa。
3、施工方案比较
按副斜井的设计目的，并根据井筒在498m处探测结果，可采取的方案有预注浆、巷道变坡、巷道改向等三种方案，为达到经济合理、安全可靠、快好省的施工目的，经以下方案对比。
巷道改向：从所施工的探钻情况分析，该地下暗河以NW55°斜交井筒，向北东、南西方向延伸，雅论巷道如何改道均须穿过该地下暗河，将同样遇到该问题。
巷道变坡：从所施工的探钻情况分析，该地下暗河以SN80°倾向延伸至巷道顶底板以外，雅论巷道如何改变坡度均须穿过该地下暗河，将同样遇到该问题。
4注浆方案
4.1注浆机理
根据物探及钻探结果，并进行多个方案对比分析，确定了通过抬高暗河河床底部，利用水泥浆液置换河床沉积物，并最终达到在井筒周围形成注浆帷幕目的的注浆方案，通过采取打眼注浆的方式抬高河床底部从而达到巷道轮廓线外形成5m以上的注浆加固帷幕。同时通过对巷道掘进长度25m进行注浆加固，以达到全井筒注浆堵水加固的目的。注浆结束后，再施工检验孔，对井筒周围10米范围注浆效果进行检验，确定单孔出水是否达到设计的小于1m3/h,以及全井筒涌水量小于3 m3/h的设计要求。
4.2注浆设计
通过利用原探查孔和重新补充设计的注浆钻孔，对井筒迎头前方的地下暗河进行注浆抬底充填，同时通过检验孔检验注浆效果并利用检验孔加强井筒周边的注浆效果，以最终保证井筒整体的注浆效果，从而达到注浆设计目的。（图1）
4.3注浆检验与设计
在注浆实施过程中采用注浆材料为水泥和水玻璃双液浆注浆方案，当注浆孔内注浆终压达到设计压力5MPa，经凝固期后，根据打孔验证，验证孔设计为十二个，布置在巷道周边及巷道中部，终孔点位于巷道四周轮廓线外5m处，如单孔涌水量不超过1m3/h，工作面涌水量不超过3m3/h时，可视为此次注浆效果显著，达到设计要求，否则，将补充钻孔注浆，直到检验达到检验标准为止。
结语
通过施工注浆孔及循环扩孔，钻孔进尺累计1108.42m，注入纯水泥480T，具体结果如下：
1、通过检验孔的实际揭露，井筒周围10m范围内没有明显出水现象，且原地下暗河裂隙均被注浆液充填。
2、通过对井筒前进方向进行远距离超前钻探，80m范围内未出现涌水现象。
3、通过注浆加固，井筒周围的帷幕已形成，能够保证井筒在掘进过程中不受水害威胁，具备恢复掘进的条件。
参考文献
[1]刘清文,张小华.武隆隧道穿越特大溶洞暗河技术分析[J].铁道标准设计,200 年04期
[2]白明洲,许兆义,王连俊,王勐.深埋隧道岩溶突水灾害的地质条件研究[N].铁道工程学报,200 年03期
转载注明来源:http://www.ybaotk.com |
上一篇：关于水利工程地质和水文地质的刍议下一篇：水利工程施工项目管理探析
|
发表于 2020-6-10 20:58:07
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
QQ登录
