[发明专利]一种竖井穿过软弱围岩的加固方法

说明书

本发明涉及一种竖井软弱围岩的加固方法，从根本上增强围岩的稳定性，提升竖井掘进施工安全，具体为：竖井施工至距软弱层一定位置停止下掘，预留一定厚度的原岩止浆垫，在井筒底部浇筑一定厚度的混凝土，形成止浆垫混凝土；待混凝土达到设计强度后，进行钻孔作业，待钻孔达到设计孔深后，向孔内投入钢筋，长度与钻孔深度相同，然后对该孔进行最后一次注浆；单个孔注浆结束后，就近施工下一个孔，钻孔注浆依次进行，直至全部结束。本发明工艺简单，施工效率高，安全性强，将原有的破碎软弱层改良为稳定岩体，将可能的涌水挤压至井筒外围，对软弱围岩稳定性提升明显，可有效增加竖井在软弱层中掘进施工速度和安全性。

技术领域

本发明属于矿业领域，具体涉及一种竖井穿过软弱围岩的加固方法，尤其是一种用于竖井穿过软弱层的预注浆与超前筋联合加固方法，适用于采用竖井开拓的地下矿山。

背景技术

作为地下开采矿山最重要的开拓工程之一，竖井一般深度较大，浅则一两百米，深则超千米，在竖井掘进过程中往往要穿过多个不同岩层，而不同岩层围岩的稳定性不尽相同。当竖井穿过的围岩强度高，稳定性强时，可采用传统的掘进支护方式。但是，当竖井掘进需穿过软弱层时，若仍采用传统的掘进支护方式，则存在较大的安全风险，轻则井壁垮塌，重则井毁人亡。

因此，当竖井掘进至临近软弱层时，必须采取一定的措施，防止井壁垮塌，保护人员和设备安全，避免发生安全事故。

目前，国内外针对竖井穿过软弱层采用的主要措施有短掘掘砌、加强支护、沉井法施工以及预注浆。短掘短砌以减小单循环进尺的方式降低围岩暴露面积，效率较低，且较为被动，不能从根本上增加围岩稳定性。加强支护措施主要采取增加井筒混凝土厚度、加强配筋、施工锚杆等，成本高，效率低，且同样为被动支护。沉井法施工具有一定的局限性，适用于均质软弱地层，且成本较高，工序繁琐。传统的预注浆技术可以在一定程度上增加围岩稳定性，但在裂隙贯通性不强或粉砂岩中，效果不理想。这些因素极大地影响了竖井在软弱层中的掘进效率和安全性。

发明内容

本发明提供一种竖井穿过软弱围岩的加固方法，要解决的技术问题是：解决上述在软弱层中掘进竖井的方法存在的不足，从根本上增强围岩的稳定性，提升竖井掘进施工安全。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一竖井穿过软弱围岩的加固方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：竖井施工至距软弱层一定位置停止下掘，预留一定厚度的原岩止浆垫，在井筒底部浇筑一定厚度的混凝土，形成止浆垫混凝土；

步骤2：待混凝土达到设计强度后，进行钻孔作业，开孔圈径与竖井直径相同，设计钻孔8～12个，孔径φ60～80mm，沿开孔圈均匀布置，终孔圈径为竖井直径+2～4m，开孔圈、终孔圈与竖井同心，孔深超过软弱层5m；

步骤3：待钻孔达到设计孔深后，向孔内投入钢筋，长度与钻孔深度相同，然后对该孔进行最后一次注浆；

步骤4：单个孔注浆结束后，就近施工下一个孔，钻孔注浆依次进行，直至全部结束。

有益效果：本发明工艺简单，施工效率高，安全性强，将原有的破碎软弱层改良为稳定岩体，将可能的涌水挤压至井筒外围，对软弱围岩稳定性提升明显，可有效增加竖井在软弱层中掘进施工速度和安全性。水泥浆液注入软弱层后，可将软弱围岩胶结为一个整体，增加围岩强度，提高稳定性。同时，高压浆液将可能的涌水挤压至井筒外围，从而将原来的破碎软弱层改良为稳定岩体隔水层，减低井筒涌水量。另外，注浆孔内置入钢筋，当竖井掘进至注浆与超前筋联合加固后软弱层时，竖直方向对围岩起到悬吊作用，防止围岩竖向下滑；在水平方向，钢筋起到抗挤压作用，可有效阻止围岩侧向滑移。

附图说明

图1是注浆钻孔俯视图；

图2是注浆钻孔正视图。