CN109667586A - 一种双层井壁注浆系统及注浆方法 - Google Patents
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Abstract
一种双层井壁注浆系统及注浆方法，其注浆系统包括预埋在外层井壁内的高压管路Ⅰ，外层井壁段间接茬处的环向注浆管Ⅰ，内层井壁内的高压管路Ⅱ，以及内层井壁和外层井壁之间的环向注浆管Ⅱ；环向注浆管Ⅰ和环向注浆管Ⅱ的管壁上都分布有注浆孔；高压管路Ⅰ和高压管路Ⅱ分别通过外壁接头箱和内壁接头箱引到外层井壁和内层井壁的内侧面上。本发明能够多方位全面的将浆液渗透到外层井壁段间接茬间隙、内外井壁之间夹层的间隙以及外层井壁与冻结地层间的间隙，提高注浆封水可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿山双层井壁的注浆装置及方法，尤其是一种双层井壁注浆系统及注浆方法，特别适用于深地富水地质环境的井筒建设工程。
背景技术
人工冻结地层法是富水或软弱地层中井筒开凿的主要方法，井壁是阻挡地层水、土压力的支护结构。目前，人工冻结凿井技术中，井壁一般为双层结构，分为外层井壁和内层井壁。外层井壁的作用是为井筒掘进提供安全作业空间的，由于人工冻结凿井技术的工艺特点，外层井壁上下并不连续，先后施工段间存在接茬，冻结地层融化后，外层井壁的段间接茬和冻结地层与外层井壁之间间隙，就会形成渗水通道。
当井筒内渗水量过大时，严重影响生产条件甚至带来极大的安全隐患，所以，对井筒建成后的注浆堵水一直是井筒维护的主要问题。现有技术中，一般采取在接茬缝处预埋注浆管，或在内外层井壁之间预埋注浆管，或在井壁成型后再钻孔注浆，以达到一定的封水效果。但是现有的注浆系统布置不能全面实现防水，不能够全方位的查漏，致使实际注浆堵水效果不很好，容易出现反复渗水，需要反复钻孔再治理，增加井壁维护成本。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种双层井壁注浆系统及注浆方法，能够全方位的注浆封堵渗水通道，有效封堵，给安全生产带来保障。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种双层井壁注浆系统，包括预埋在外层井壁内的高压管路Ⅰ，外层井壁段间接茬处的环向注浆管Ⅰ，内层井壁内的高压管路Ⅱ，以及内层井壁和外层井壁之间的环向注浆管Ⅱ；环向注浆管Ⅰ和环向注浆管Ⅱ的管壁上都分布有注浆孔；高压管路Ⅰ和高压管路Ⅱ分别通过外壁接头箱和内壁接头箱引到外层井壁和内层井壁的内侧面上。
一种双层井壁注浆系统的注浆方法，主要施工步骤如下：
步骤一：人工冻结地层形成冻结地层帷幕，然后分段掘进冻结地层形成井筒砌筑空间；
步骤二：外层井壁分段砌筑，绑扎完外层井壁的钢筋笼后，在钢筋笼靠近内层井壁一侧，固定一外壁接头箱，将高压管路Ⅰ穿孔引入外壁接头箱内，对穿孔处进行封堵处理，预埋在外层井壁内的高压管路Ⅰ顺着外排竖向钢筋插入模板刃脚，预留接口连通环向注浆管Ⅰ；
步骤三：外壁接头箱靠近内层井壁一侧，稍超出外层井壁钢筋笼的内排竖向钢筋，然后，在该侧面上铺设粘贴橡塑保温棉，使得紧紧贴住井壁浇筑模板；
步骤四：外层井壁拆模后，清理外层井壁底部的泥土，沿余留的外排竖向钢筋和高压管路Ⅰ，连通并固定一圈环向注浆管Ⅰ，沿外层井壁周向对向设置两个注浆口；
步骤五：吊盘下行，拆模露出外壁接头箱后，打开外壁接头箱，连接注浆口进行注浆，每个段间接茬注浆后永久封堵注浆接口；
步骤六：重复步骤二至五，完成外层井壁及其段间接茬的注浆，之后，由下而上连续浇筑内层井壁；
步骤七：内层井壁间隔数段接茬设置一圈环向注浆管Ⅱ，内外井壁的夹层在铺设一层塑料板后，使用膨胀螺钩固定一圈环向注浆管Ⅱ，其后绑扎内层井壁的钢筋笼，然后同步骤二至三一样设置内壁接头箱和高压管路Ⅱ，并浇筑内层井壁混凝土，同样，沿内层井壁周向对向设置两个注浆口；
步骤八：吊盘上行，拆模露出内壁接头箱后，打开内壁接头箱，连接注浆口进行夹层的注浆，注浆后，通过一组内壁接头箱内的高压管口注入清水，直到对向内壁接头箱内的高压管口流出清水为止；
步骤九：重复步骤七至八，完成内外层井壁及内外井壁之间的夹层注浆，之后，在内壁接头箱内的注浆口上安装阀门；
步骤十：井筒施工完成后，机站停止冻结，冻结地层开始解冻。
相比现有技术，本发明的一种双层井壁注浆系统及注浆方法，其注浆系统包括预埋在外层井壁内的高压管路Ⅰ，以及外层井壁段间接茬处的环向注浆管Ⅰ，预埋在内层井壁内的高压管路Ⅱ，以及内层井壁和外层井壁之间的环向注浆管Ⅱ；各注浆管的管壁上都分布有注浆孔；高压管路Ⅰ、Ⅱ都通过外、内壁接头箱分别引到外层井壁和内层井壁的内侧壁上。环向注浆管Ⅰ在外层井壁各段拆模时注浆，之后封堵；环向注浆管Ⅱ在内层井壁拆模到接口箱时注浆，之后清洗管路，临时封堵注浆接口，以备冻结地层融化后可二次注浆。注浆时机选择利用井壁混凝土水化热产生热量时刻，冻结地层近场有所解冻，增加浆液扩散。能够多方位全面的将浆液渗透到接茬间隙、内外井壁的夹层的间隙和外层井壁与冻结地层间的间隙，提高注浆封水可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例中高压管路Ⅰ及井壁配筋的绑扎示意图。
图中，1.高压管路Ⅰ，2.环向注浆管Ⅰ，3.外壁接头箱，4.高压管路Ⅱ，5.环向注浆管Ⅱ，6.内壁接头箱，7.冻结地层，8.外层井壁，9.内层井壁，10.段间接茬，11.夹层，14.外排竖向钢筋。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1和图2示出了本发明一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种双层井壁注浆系统，其中的双层井壁包括人工冻结地层中的外层井壁8和内层井壁9，外层井壁8具有段间接茬10，内外层井壁8间有夹层。本发明实施例的注浆系统包括预埋在外层井壁8内的高压管路Ⅰ1，外层井壁8段间接茬10处的环向注浆管Ⅰ2，内层井壁9内的高压管路Ⅱ4，以及内层井壁9和外层井壁8之间的环向注浆管Ⅱ5；环向注浆管Ⅰ2和环向注浆管Ⅱ5的管壁上都分布有注浆孔；高压管路Ⅰ1和高压管路Ⅱ4分别通过外壁接头箱3和内壁接头箱6引到外层井壁8和内层井壁9的内侧面上。其中，所述的环向注浆管Ⅰ2和环向注浆管Ⅱ5均采用塑料聚乙烯管或聚丁烯管，其注浆孔均为花管形式；为了避免远端注浆效果不佳，连通所述环向注浆管Ⅰ2的高压管路Ⅰ1和外壁接头箱3在井壁对向位置各设置一组；连通所述环向注浆管Ⅱ5的高压管路Ⅱ4和内壁接头箱6在井壁对向位置也各设置一组。
本发明实施例一种双层井壁注浆系统的注浆方法，主要施工步骤如下：
步骤一：人工冻结地层形成冻结地层帷幕，然后分段掘进冻结地层7形成井筒砌筑空间；
步骤二：外层井壁8分段砌筑，绑扎完外层井壁8的钢筋笼后，在钢筋笼靠近内层井壁9一侧，固定一外壁接头箱3，将高压管路Ⅰ1穿孔引入外壁接头箱3内，对穿孔处进行封堵处理，预埋在外层井壁内的高压管路Ⅰ1顺着外排竖向钢筋14插入模板刃脚，预留接口连通环向注浆管Ⅰ2；
步骤三：外壁接头箱3靠近内层井壁9一侧，稍超出外层井壁钢筋笼的内排竖向钢筋，然后，在该侧面上铺设粘贴橡塑保温棉，使得紧紧贴住井壁浇筑模板；
步骤四：外层井壁8拆模后，清理外层井壁8底部的泥土，沿余留的外排竖向钢筋14和高压管路Ⅰ1，连通并固定一圈环向注浆管Ⅰ2，沿外层井壁8周向需对向设置两个注浆口，以防注浆管远端注浆效果不佳；
步骤五：吊盘下行，拆模露出外壁接头箱3后，打开外壁接头箱3，连接注浆口进行注浆，每个段间接茬10注浆后永久封堵注浆接口；
步骤六：重复步骤二至五，完成外层井壁8及其段间接茬10的注浆，之后，由下而上连续浇筑内层井壁9；
步骤七：内层井壁9间隔数段接茬设置一圈环向注浆管Ⅱ5，内外井壁之间的夹层11在铺设一层塑料板后，使用膨胀螺钩固定一圈环向注浆管Ⅱ5，其后绑扎内层井壁9的钢筋笼，然后同步骤二至三一样设置内壁接头箱6和高压管路Ⅱ4，并浇筑内层井壁混凝土，同样，沿内层井壁9周向需对向设置两个注浆口，以防注浆管远端效果不佳；
步骤八：吊盘上行，拆模露出内壁接头箱6后，打开内壁接头箱6，连接注浆口进行夹层11的注浆，注浆后，通过一组内壁接头箱6内的高压管口注入清水，直到对向内壁接头箱6内的高压管口流出清水为止，以清水冲洗注浆管路，保持管路畅通
步骤九：重复步骤七至八，完成内外层井壁8及内外层井壁之间的夹层11注浆，之后，在内壁接头箱6内的注浆口上安装阀门；
步骤十：井筒施工完成后，机站停止冻结，冻结地层7开始解冻；再后期，根据井壁渗水情况，还可以通过步骤八中预留的环向注浆管Ⅱ5进行二次注浆。
本发明的整体设计思路是：预埋注浆管初始时，管壁注浆孔使用塑料胶带贴封，以防混凝土浇筑出现堵孔，之后在注浆压力作用下，冲开封堵，注浆液进入接茬缝。外层井壁8的段间接茬10注浆时机，选在外层井壁8由上而下分段砌筑时，吊盘下行至外壁接口箱位置时拆模注浆。此时，外层井壁混凝土产生水化热较大，井壁后冻结地层7会融化一部分，有利于浆液扩散。内外层井壁之间夹层11的注浆时机，选在内层井壁9由下而上连续浇筑时，吊盘上行至内壁接口箱位置时拆模注浆。此时，因水化热夹层11处于正温，且夹层11间设置的塑料板更有利于浆液的扩散。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所做出任何简单修改和同等变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双层井壁注浆系统，其特征是：包括预埋在外层井壁(8)内的高压管路Ⅰ(1)，外层井壁(8)段间接茬(10)处的环向注浆管Ⅰ(2)，内层井壁(9)内的高压管路Ⅱ(4)，以及内层井壁(9)和外层井壁(8)之间的环向注浆管Ⅱ(5)；环向注浆管Ⅰ(2)和环向注浆管Ⅱ(5)的管壁上都分布有注浆孔；高压管路Ⅰ(1)和高压管路Ⅱ(4)分别通过外壁接头箱(3)和内壁接头箱(6)引到外层井壁(8)和内层井壁(9)的内侧面上。
2.根据权利要求1所述的一种双层井壁注浆系统，其特征是：所述的环向注浆管Ⅰ(2)和环向注浆管Ⅱ(5)均采用塑料聚乙烯管或聚丁烯管，其注浆孔均为花管形式。
3.根据权利要求1或2所述的一种双层井壁注浆系统，其特征是：连通所述环向注浆管Ⅰ(2)的高压管路Ⅰ(1)和外壁接头箱(3)在井壁对向位置各设置一组；连通所述环向注浆管Ⅱ(5)的高压管路Ⅱ(4)和内壁接头箱(6)在井壁对向位置也各设置一组。
4.一种如权利要求1或2或3所述双层井壁注浆系统的注浆方法，其特征是，主要施工步骤如下：
步骤一：人工冻结地层形成冻结地层帷幕，然后分段掘进冻结地层(7)形成井筒砌筑空间；
步骤二：外层井壁(8)分段砌筑，绑扎完外层井壁(8)的钢筋笼后，在钢筋笼靠近内层井壁(9)一侧，固定一外壁接头箱(3)，将高压管路Ⅰ(1)穿孔引入外壁接头箱(3)内，对穿孔处进行封堵处理，预埋在外层井壁(8)内的高压管路Ⅰ(1)顺着外排竖向钢筋(14)插入模板刃脚，预留接口连通环向注浆管Ⅰ(2)；
步骤三：外壁接头箱(3)靠近内层井壁(9)一侧，稍超出外层井壁钢筋笼的内排竖向钢筋，然后，在该侧面上铺设粘贴橡塑保温棉，使得紧紧贴住井壁浇筑模板；
步骤四：外层井壁(8)拆模后，清理外层井壁(8)底部的泥土，沿余留的外排竖向钢筋(14)和高压管路Ⅰ(1)，连通并固定一圈环向注浆管Ⅰ(2)，沿外层井壁(8)周向对向设置两个注浆口；
步骤五：吊盘下行，拆模露出外壁接头箱(3)后，打开外壁接头箱(3)，连接注浆口进行注浆，每个段间接茬(10)注浆后永久封堵注浆接口；
步骤六：重复步骤二至五，完成外层井壁(8)及其段间接茬(10)的注浆，之后，由下而上连续浇筑内层井壁(9)；
步骤七：内层井壁(9)间隔数段接茬设置一圈环向注浆管Ⅱ(5)，内外井壁的夹层(11)在铺设一层塑料板后，使用膨胀螺钩固定一圈环向注浆管Ⅱ(5)，其后绑扎内层井壁(9)的钢筋笼，然后同步骤二至三一样设置内壁接头箱(6)和高压管路Ⅱ(4)，并浇筑内层井壁混凝土，同样，沿内层井壁(9)周向对向设置两个注浆口；
步骤八：吊盘上行，拆模露出内壁接头箱(6)后，打开内壁接头箱(6)，连接注浆口进行夹层(11)的注浆，注浆后，通过一组内壁接头箱(6)内的高压管口注入清水，直到对向内壁接头箱(6)内的高压管口流出清水为止；
步骤九：重复步骤七至八，完成内外层井壁(8)及内外层井壁之间的夹层注浆，之后，在内壁接头箱(6)内的注浆口上安装阀门；
步骤十：井筒施工完成后，机站停止冻结，冻结地层(7)开始解冻。
5.根据权利要求4所述的一种双层井壁注浆系统的注浆方法，其特征是：所述环向注浆管Ⅰ(2)和环向注浆管Ⅱ(5)的管壁上的注浆孔在预埋前都先使用塑料胶带贴封。
6.根据权利要求4所述的一种双层井壁注浆系统的注浆方法，其特征是：所述步骤十的后期，根据井壁渗水情况，通过步骤八中预留的环向注浆管Ⅱ(5)进行二次注浆。
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