[发明专利]复合井壁壁间快速注浆技术

说明书

技术领域：

本发明属于冻结法凿井复合井壁壁间注浆技术领域。

背景技术：

冻结法凿井是穿过深厚表土含水层建井采用的主要特殊施工方法。国内采用冻结法已建成了矿山立井井筒500多个，在建的冻结井筒30多个，目前井筒穿过表土层的厚度、冻结深度已达到528m、628m，冻结井筒多采用混疑土、钢筋混疑土塑料夹层复合井壁结构形式。冻结凿井施工工艺包括：①打钻冻结；②井筒开挖并由上向下分段砌筑外层井壁；③掘砌壁座；④敷设塑料板并由下向上套内层井壁；⑤塑料夹层壁间注浆。壁间注浆的目的是充填塑料夹层与外壁之间存在的间隙、外层井壁接茬缝、冻结压力产生的外壁裂缝，防止井壁漏水，并使内外层井壁紧密结合共同抵抗地压。现有塑料夹层壁间注浆技术是在井筒内吊盘上进行，采用分段上行或分段下行注浆方式，注浆分段段高为20-30m；在每分段段高内，用风钻沿内层井壁圆周水平凿出4-6个注浆孔，孔深略大内层井壁厚度穿过夹层，注浆孔内安设注浆管，也有在施工内层井壁时预埋水平注浆管；用安装在吊盘上的注浆泵逐孔进行注浆；注浆结束后封堵，升降吊盘再进行下一分段注浆。现有注浆技术可以完成壁间注浆，但存在注浆速度慢、占用井筒工期长、辅助工序多、系统复杂等缺陷，而且随着井筒冻结深度的增大更加凸显。当冻结深度为200-300m时，注浆分段数8-12段，壁间注浆约占用井筒工期15-20天，冻结深度为500-600m时，注浆分段数20-25段，约占用井筒30-35天。在吊盘上施工，注浆材料、人员需垂直提升，空间小安全条件差，效率低、费用高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高效、快速、安全、不占或少占井筒的复合井壁壁间快速注浆技术。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：根据冻结井筒深度、井壁厚度、强度、含水层层位，对井筒进行注浆分段，分段段高为100-200m，在施工内层井壁时，预设、预埋与注浆分段高度相适应的竖向分段注浆管，分段注浆管上设置有若干注浆头，注浆头与塑料夹层壁间连通，在一个段高内同时形成多个注浆点，分段注浆管的上端连接输浆管，输浆管的另一端通过连接胶管与注浆泵连接。

在各注浆分段上部设置有观察孔，观察孔一端与塑料夹层壁间相通，另一端与井筒相通，用于观察注浆效果，控制注浆压力。

由于本发明采用的是大段高分段，竖向预埋分段注浆管，分段注浆管上设置有若干注浆头，这样，在对塑料夹层壁间进行注浆时，浆液由注浆泵经连接胶管、输浆管、分段注浆管、多个注浆头注入塑料夹层壁间，能够在一个大段高内同时实现多点、快速、高效壁间注浆；通过浆液扩散，起到充填间隙、裂缝，防止井壁漏水，并使内外井壁紧密结合，提高井壁整体强度；本发明具有工艺简单、安全可靠、注浆速度快、效率高、费用低等特点，且壁间注浆工序占用井筒的时间可减少60-90％，缩短了建井工期。

附图说明：

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1为地面壁间注浆系统示意图。

图2为井筒吊盘壁间注浆系统示意图。

具体实施方式：

实施例1

由图1所示，复合井壁由外层井壁2、内层井壁4、塑料夹层壁间3构成。注浆泵10固定在井口地面，注浆前根据冻结井筒深度、井壁厚度、强度、含水层层位，对井筒进行注浆分段，一般把井筒分成1-4个注浆分段，分段段高一般为100-200m，在施工内层井壁4时，预设、预埋与注浆分段高度相适应的竖向分段注浆管6，分段注浆管6设置在内层井壁中，预设、预埋竖向分段注浆管从壁座1以上开始向上依次进行。分段注浆管6上设置有若干注浆头5，注浆头5间距为5-7米，注浆头5与塑料夹层壁间3连通，在一个段高内同时形成多个注浆点。各分段注浆管6的上端连接各分段长输浆管8，各分段输浆管预设、预埋在内层井壁4中并直通井口露出地面，各分段输浆管8的地面露出端通过连接胶管11与注浆泵10连接。注浆时，注浆泵分别与地面各分段输浆管连接，采用分段上行式注浆。为了保证注浆效果，根据井筒9的直径及注浆要求确定设置分段注浆管6的趟数及位置，趟数一般为2-3趟，位置以井筒圆周均匀布置。在各注浆分段上部设置有观察孔7，观察孔一端与塑料夹层壁间3连通，另一端与井筒9连通，用于观察注浆效果，控制注浆压力。

实施例2

由图2所示，复合井壁由外层井壁2、内层井壁4、塑料夹层壁间3构成。注浆泵10固定在井筒9内的吊盘13上，吊盘13由四根吊盘钢丝绳12牵引，注浆前根据冻结井筒深度、井壁厚度、强度、含水层层位，对井筒进行注浆分段，一般把井筒分成2-3个注浆分段，分段段高一般为100-200m，在施工内层井壁4时，预设、预埋与注浆分段高度相适应的竖向分段注浆管6，分段注浆管6设置在内层井壁4中，预设、预埋竖向分段注浆管从壁座1以上开始向上依次进行。分段注浆管6上设置有若干注浆头5，注浆头间距为5-7米，注浆头5与塑料夹层壁间3连通，在一个段高内同时形成多个注浆点。各分段注浆管6上端口在备注浆分段上部露出内层井壁并与短输浆管8连接，输浆管8的另一端通过连接胶管11与吊盘上的注浆泵10连接，实施注浆，注完一个分段后，提升吊盘再注上一分段。为了保证注浆效果，根据井筒9的直径及注浆要求确定设置分段注浆管6的趟数及位置，趟数一般为2-3趟，位置以井筒圆周均匀布置。在各注浆分段上部设置有观察孔7，观察孔一端与塑料夹层壁间3连通，另一端与井筒9连通，用于观察注浆效果，控制注浆压力。