1、广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料1怀 集 乐 居 矿 业 有 限 公 司帷幕注浆防治水工程注浆施工作业指导书1帷幕注浆孔的平面布置本次藤铁铁矿矿体帷幕注浆工程帷幕线沿 A-A， 线布置，帷幕总长 205.69m，平均孔距 10m，帷幕共布置 18 个注浆孔和 2 个勘探孔，T1、T2 勘探孔间距为 25.06m,注浆孔钻探进尺共计约 3204m，帷幕勘探孔进尺共计 216m。注浆施工按逐渐加密的原则，分三序次施工，先施工第一序次钻孔，然后施工第二序次钻孔，最后施工第三序次钻孔。待 A-A,线帷幕水文地质勘探施工完毕后，从揭露的地层情况再来确定采用哪种帷幕注
2、浆方案。第一序孔 5 个，分别为K1、K5、K9、K13、K17，第二序孔 4 个，分别为 K3、K7、K11、K15，第三序孔 9 个，分别为 K2、K4、K6、K8、K10、K12、K14、K16、K18。 序 孔 首 次 施 工 序 孔 再 次 施 工 序 孔 最 后 施 工 K9K本矿帷幕按目前的情况暂定 2 个检查孔，具体钻孔位置及深度视注浆情况而定。2注浆方式注浆方式采用孔口封闭，自上而下分段注浆，个别孔段必要时可采用孔内封闭注浆。下行式注浆须使注浆孔钻进一段，灌注一段，前段注完后，经扫孔钻进，再注下一段，反复交替进行，直至注浆孔终孔结束。注浆的钻进和注浆交替进行的过程见图 2：广
3、东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料2图 2 下 行 式 注 浆 示 意 图、 第 一 段 钻 进 及 注 浆、 第 二 段 钻 进 及 注 浆、 注 浆 段 编 号 孔 口 封 闭 器 孔 口 管注浆段的段高视大理岩岩溶发育情况而定。一般情况下，注浆段高为 1030m。遇到大型溶洞，按钻至溶洞底板，立即停钻注浆。3注浆钻孔技术要求注浆钻孔开孔孔径应130mm，终孔孔径 9175mm。钻孔偏斜率应不大于孔深的 1.5%，为保证钻孔的孔斜率，钻进过程中，应每隔 50m 测斜一次，孔深 50m 以上及换径部位应加密测斜。控制孔斜应以预防为主，做好开孔前场地平整，钻机
4、安装工作，天车、钻机立轴及孔位必须三点一线垂直。钻进使用长、直、重的钻具，如使用带钻铤的组合钻具或加长钻具。孔斜测量发现钻孔偏斜，应及时采取有效的纠偏处理措施。序孔和勘探孔全孔取芯，含水基岩岩芯采取率不低于 70-80%，破碎基岩不低于 50%，并准确进行水文地质编录。其它序次注浆孔岩芯采取率不严格要求，但孔内不得有残留岩芯和岩粉，孔深误差不大于 2。为保证注浆质量，应做好孔口管的埋设工作。孔口管宜为 127mm钢管，孔口管进入基岩硬质岩石不小于 1.00m，孔口管底部应用 0.6:1广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料3的浓水泥浆灌注，使之与基岩紧密胶接，灌
5、注水泥浆后一般应待凝 48小时，钻进前采用压水试验检查止水效果应良好。孔口管上部应高出地面 0.20.4m，钻进时应戴好防护装置。4注浆材料及制浆为了节约水泥，降低成本，拟采用水泥粘土浆和水泥尾矿砂浆。水泥采用 P.O32.5 普通硅酸盐水泥，水泥的细度要求为通过 80m 方孔筛的筛余量不宜大于 5%。所用水泥必须新鲜，无结块的新鲜水泥。每批进场水泥均应有出厂合格证和检验分析报告单，进场水泥应按批次或每 200t 送检验样一件，不合格水泥不能使用。粘土：塑性指数不宜小于 14，粘粒（粒径小于 0.005mm） ，含量不宜低于 25%，含砂量不宜大于 5%，有机物含量不宜大于 3%。尾矿砂：应选
6、用质地坚硬的尾矿砂，粒径不宜大于 2.5mm，细度模数不宜大于 2.0，SO 3含量不宜大于 1%，含泥量不宜大于 3%。水玻璃：模数宜为 2.43.0，浓度宜为 3045 波美度。浆液的制备在集中制浆站搅拌配制，用泵通过输浆管道送到注浆钻孔的第二次搅拌桶内，再通过注浆泵向钻孔内注浆。制浆站分纯粘土浆和水泥粘土浆或水泥尾矿砂浆的拌制两部分。配制 1000 升纯粘土浆的材料用量见表 1。一般情况下，在制浆站只拌制水粘比为 1:1 的粘土浆供拌制水泥粘土浆时使用。表 1 配制 1000 升纯粘土浆的材料用量表水粘比 粘土用量（Kg） 加水量（Kg ） 浆液比重2:1 423 846 1.2691:
7、1 733 733 1.4670.8:1 859 688 1.547广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料4水泥粘土浆主要是针对岩溶裂隙发育相对较弱，裂隙细小的岩层。浆液由稀变浓，有以下配比可供选择。用纯粘土浆配制 1000 升不同水固比的水泥粘土浆的材料用量见表 2。水泥尾矿砂浆主要是针对岩溶裂隙较发育，裂隙宽大的岩层。浆液由稀变浓有以下配比可供选择，配制 1000 升不同水固比的水泥尾矿砂浆的材料用量见表 3。表 2 采用纯粘土浆配制 1000 升水泥粘土浆的材料用量表需用粘土浆量水固比 粘灰比水泥用量Kg 水粘比 升加水量Kg水玻璃量Kg（5%）水灰比2:
8、1 1:1 212 1:1 289 635 11.0 4:11.5:1 1:1 269 1:1 366 537 13.4 3:11:1 1:1 367 1:1 501 367 18.4 2:10.8:1 1:1 431 1:1 587 258 22.0 1.6:10.6:1 1:1 520 1:1 709 104 26.0 1.2:12:1 1.5:1 169 1:1 346 592 8.5 5:11.5:1 1.5:1 215 1:1 439 483 10.7 3.75:11:1 1.5:1 294 1:1 601 294 15.0 2.5:10.8:1 1.5:1 344 1:1 704
9、172 17.2 2:10.6:1 1.5:1 416 1:1 851 0 21.0 1.5:1广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料5表 3 配制 1000 升水泥尾矿砂浆的材料用量表水固比 砂灰比水泥用量Kg尾砂用量Kg水用量升水玻璃用量Kg（ 5%）水灰比 比重2:1 1:1 212 212 846 10.6 4:1 1.281:1 1:1 366 366 733 18.3 2:1 1.480.8:1 1:1 429 429 687 21.5 1.6:1 1.5670.6:1 1:1 518 518 622 25.9 1.2:1 1.692:1 1.5:1
10、 169 254 845 8.5 5:1 1.281:1 1.5:1 293 439 732 14.6 2.5:1 1.480.8:1 1.5:1 343 515 686 17.2 2:1 1.560.6:1 1.5:1 414 621 621 20.7 1.5:1 1.682:1 2:1 141 282 845 7.0 6:1 1.271:1 2:1 244 488 732 12.2 3:1 1.480.8:1 2:1 286 572 686 14.3 2.4:1 1.560.6:1 2:1 345 690 621 17.2 1.8:1 1.675注浆管路系统安装本次注浆采用孔口封闭，自上而
11、下分段注浆。为保证注浆质量，避免采用塑料管做射浆管造成的扫孔难度，在孔深 150m 以上注浆段，采用内丝扣连接的 42mm 钻杆作为射浆管。在注浆过程中每隔 510 分钟，旋转和上下提动钻杆几分钟，旋转时间的长短根据具体情况掌握。其它孔段注浆则仍采用塑料（或 PVC）管做为射浆管。6钻孔冲洗帷幕注浆孔段在注浆前均应进行钻孔冲洗。冲洗的目的是清除钻广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料6孔中残留的岩粉、铁末和岩石裂隙中所充填的粘土杂质物。具体做法是：(1) 钻孔结束后，视孔内残留物的多少，用钻具带取粉管进行捞粉，并用大水量进行冲洗，直至回水管的水变清，至孔内残留物
12、沉淀厚度不超过 20cm。(2) 在压水试验和灌浆前，止水胶塞，射浆管路系统安装完毕后，用压力水进行冲洗，采用高压脉动冲洗法：先将安装在回浆管路的阀门扎死，让压力表的指示压力值升高到灌浆压力的 80%100%，持续510 分钟后，迅速将回浆管路上的闸门打开，让压力在极短的时间内降到零，回水管路的流量增大，将钻孔中的泥质碎屑物带出孔外，至回水变清再重复冲洗，直到回水洁净后在延续 1020 分钟。7压水试验为求得帷幕注浆前岩石的单位吸水量，确定帷幕底线深度，为查看各序次灌浆孔段的单位吸水量随灌浆序次增加后的变化情况，在第、序钻孔中也应做简易压水试验。压水试验方法均采用循环式，压力表安装在孔口回水管
13、路上。试验压力取灌浆压力的 80%。试验时，每间隔 10 分钟观测一次流量和压力，当流量和压力保持相对稳定，流量连续四次读数，其最大值与最小值之差小于最终值的 10%，试验工作即可结束，以最终流量读数作为计算流量。压水试验成果是选择初始注浆浓度的主要依据，参见表 4：表 4 初始浆液类型及浓度确定表单位吸水量（Lu） 浆 液 初始水固比15 水泥粘土浆 2:1广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料7510 水泥粘土浆、水泥尾矿砂浆 1:1 2:110 水泥尾矿砂浆 1:18注浆注浆段岩石裂隙的发育情况，地下水渗流速度，封堵对象的空间容积及其连通性的差异是千差万别
14、的，要取得注浆最佳效果，必须依靠本地实践，认真的控制好每一段的注浆过程，珍惜每一孔，每一注浆段的注浆机会，掌握好下面几个注浆参数：8.1 注浆压力注浆压力是浆液扩散的动力，是检测浆液在裂隙中充填扩散过程是否正常的主要依据。注浆压力系指注浆段所承受的全压力，施工过程中将压力表安装在孔口回浆管路上。本工程拟采用注浆压力为静水压力的 2 倍，循环式注浆采用下式计算：P=P1+P2+Pf式中 P注浆压力（MPa）P1孔口压力表压力（MPa）P2浆柱压力（MPa）Pf管路压力损失（MPa）注浆压力随钻孔深度增加而增加，为方便孔口压力表的观测，随钻孔深度增加孔口表压力的指示值见下表 5（供参考） 。孔 深
15、（ m）孔口压力表指示压力Mpa孔 深（m）孔口压力表指示压力Mpa50 0.4380 0.63 230 1.61广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料8110 0.82 260 1.81140 1.02 290 2.01170 1.22 330 2.27200 1.42 350 2.40在溶洞充填物及细小裂隙段，注浆压力宜加大，加大到多少，根椐现场实际情况确定。注浆初期压力一般应低于注浆终压。根据浆液消耗量，灵活掌握，逐渐升高到注浆终压，使压力稳定，连续注浆达到终灌结束标准。8.2 浆液浓度的变换注浆一般采用先稀浆，后浓浆逐级加浓的原则进行浆液浓度的变换。初始
16、浓度根据岩石单位吸水率确定。一般在裂隙岩层中注浆连续灌注 3040 分钟仍不起压，则改用浓一级的浆液。当采用最浓浆液的水固比 0.6:1 仍不起压时，则采用间歇注浆，间歇注浆一次注浆量约50m3，间歇时间为浆液初凝以后，终凝以前，必要时还可采用其它措施。8.3 注浆结束标准注浆过程中，注浆压力均匀持续上升达到设计终压，同时钻孔吸浆量小于 10 升/分时，稳压 2030 分钟，即可结束注浆。如出现相互矛盾的疑点，需及时报告技术主管和监理，取得一致处理意见，同意后方可结束注浆。9特殊情况下的注浆措施9.1 溶洞注浆若遇到溶洞高度大于 1.00m 的溶洞，应考虑作特殊情况注浆。主要措施为：以溶洞底板
17、作为注浆段广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料9的下限，采用压力水冲洗钻孔，尽量排除洞内充填物的细小颗粒。如溶洞特别大，可适当投入细砾，并同时注入清水，加速细砾扩散，浆液采用浓浆低压，必要时加入水玻璃速凝剂。若注浆压力仍不升高，则限制注浆或采用间歇注浆。上述方法可单独使用，也可联合使用，视具体情况而定。9.2 注浆中断在注浆过程中，由于机械设备、输浆管道破裂、仪表失真等原因，迫使注浆暂停直接影响注浆质量。同时也给注浆施工带来麻烦，延误工期。对于注浆中断应及时采取措施，尽快恢复注浆。若中断时间较长，应及时用清水冲洗钻孔，并检查找出中断的原因，处理好以后，对注浆中
18、断的孔段扫孔并进行复注弥补。9.3 串浆在注浆过程中，浆液从其它钻孔内流出，即所谓串浆。其主要原因是岩石裂隙发育，连通性好。当发现串浆，应立即采取措施。对串浆孔同时注浆，或者将串浆孔用止浆塞封闭。在灌浆孔灌注结束后，对串浆孔进行扫孔、冲洗，而后继续钻进或者进行灌浆。9.4 岩层大量漏浆岩溶裂隙发育地段或因矿坑排水，地下水流急的地段，极易发生大量漏浆的现象。其处理方法可考虑缩短注浆段高、降低注浆压力，限制进浆量，采用浓浆加水玻璃速凝剂等措施。10注浆孔封孔灌浆孔最后一段达到注浆结束标准后，应采用“全孔灌浆封孔法”进行封孔。全孔灌浆完毕，先采用导管注浆法将孔内余浆置换成水固广东怀集藤铁铁矿号矿体帷幕注浆工程湖北中南勘察基础工程有限公司技术资料10比为 0.6:1 的水泥尾矿砂浆，此时应观测孔口回浆管返出的浆液的浓度和比重，当孔口返回浓浆，而后将注浆导管提到孔口，继续使用浓浆进行纯压式灌浆封孔。封孔压力可使用最大灌浆压力，灌浆持续时间应不小于 30 分钟。封孔结束孔内浆液终凝后还可能有一定的空孔段，对空孔段应用水固比 0.6:1 的浓水泥尾矿砂浆回填饱满。
