[发明专利]一种竖井高水压地层注浆装置及施工方法

权利要求书

1.一种竖井高水压地层注浆施工方法，其特征在于，所述方法用于施工注浆装置，所述注浆装置设在竖井底部，包括：

止浆岩帽，其呈下凹圆弧形；最大限度的将井帮、井底出水引至滤水箱内，为止浆垫的浇筑创造良好的外部环境；

滤水层，其设在所述止浆岩帽上方，用于将竖井底部液体过滤排出；

止浆垫，其设在所述滤水层上方，所述止浆垫上下表面平整；与止浆岩帽组合形成止浆层，止浆层承受高承压水和注浆压力的作用，使注入的浆液能够注入到含水层的裂隙当中；

孔口管，其上端高于所述止浆垫上表面，下端延伸至井帮内部；

泄压孔，其倾斜向下向外设在竖井底部的侧壁上，能够连通侧壁和井帮内部，用于防止因高压注浆时浆液上窜而对上层井壁造成的破坏；

所述孔口管包括：

加固孔口管，其贯通所述止浆垫；用于为加固止浆垫的注浆孔的钻进提供导向，同时防止注浆时注浆管被冲出；所述加固孔口管为4个，均距井帮0.5m，终孔位置超过荒径；

注浆孔口管，其自上而下依次贯通所述止浆垫、所述滤水层和所述止浆岩帽；

所述滤水层包括：

滤水箱，其呈圆筒形，所述滤水箱设在所述止浆岩帽表面中心位置；

水泵，其设在所述滤水箱中心位置；

输水管，其下端与所述水泵连接，上端高于所述止浆垫；

碎石，其设在所述滤水箱四周，所述碎石上表面与所述滤水箱上表面齐平；

所述滤水箱的四周开有滤水孔，所述滤水孔内部设有滤水网；

所述止浆岩帽表面还开有滤水槽，所述滤水槽呈半圆形，所述滤水槽直径400-800mm；

所述输水管外侧沿圆周方向固定有若干钢筋，所述钢筋间距大于1m；

所述方法包括以下步骤：

S1：超前探水，确定围岩含水层位置及涌水量；

S2：根据围岩含水层位置及涌水量，依次施工止浆岩帽、铺设滤水层并浇筑止浆垫：

S3：埋设孔口管并加固止浆垫与滤水层；

S4：前述步骤完成后，在竖井底部侧壁施工泄压孔；

S5：工作面高压注浆；采用双孔对称顺时针交替钻注方式进行注浆，钻孔注浆施工分两组进行，第一组钻孔注浆施工用于封堵大裂隙，第二组钻孔注浆施工用于封堵小裂隙，其中两组钻孔注浆位置相互交错，能够有效增强注浆过程中周围结构的稳固性；钻进过程中，当钻孔涌水量大于5m³/h时，暂停钻进，注浆堵水，钻孔涌水量减小至5m³/h以下时，恢复钻进直至设计深度；

所述S2具体包括：

S21：根据围岩含水层位置及涌水量，爆破止浆垫浇筑段围岩；对止浆垫浇筑段围岩进行光面爆破，减少围岩扰动，爆破后排矸、向下清底；

S22：爆破结束后，在井底开凿下凹圆弧形止浆岩帽；

S23：在所述止浆岩帽中心，沿井筒径向开凿滤水槽，以便将井帮和井底出水点出水全部引至滤水箱内；

S24：在所述止浆岩帽中心固定滤水箱，并在所述滤水箱中心安装水泵和输水管；滤水箱为圆筒状，直径×高为1000mm×1000mm，滤水箱顶盖为厚16mm钢板，滤水箱周圈钻出直径15mm的滤水孔，在水箱周圈布置网眼5mm的滤水网；

S25：在所述滤水箱周围铺设碎石，并在其上部覆盖风筒布；碎石直径30-50mm；使所述碎石上表面与所述滤水箱上表面齐平；

S26：在所述碎石上方浇筑止浆垫。

2.根据权利要求1所述的一种竖井高水压地层注浆施工方法，其特征在于，所述S26具体包括：

利用掺入粉煤灰、矿粉和钢纤维的混凝土，自下至上分层浇筑所述止浆垫；

每层浇筑厚度为0.5-1m，浇筑过程中采用平板式混凝土振动器振动。

3.根据权利要求1所述的一种竖井高水压地层注浆施工方法，其特征在于，所述S3中埋设注浆孔口管还包括：

在其中一个孔口管埋设结束后，吹净孔口管内岩粉并注浆；对注浆后的孔口管进行压水试验，压水试验合格后继续施工其它孔口管，直至所有孔口管施工完毕。