注浆凿井法

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注浆凿井法,是在裂隙含水岩层或较薄含水粗砂层中,用注浆机具经钻孔注入一种或几种胶结性浆液,堵塞裂隙或固结砂层,在井筒周围形成一个隔水的和有足够强度的帷幕,在它保护下进行井筒掘砌的施工方法。

注浆凿井法发展历史

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1864年,德国首次采用水泥注浆,解决了砖井壁的漏水问题。1900年,荷兰约斯滕 (Joosten)应用水玻璃和氯化钙进行双液注浆,创造了化学注浆法,20世纪50年代以来,美、日、苏等国相继研制成多种新型化学注浆材料,如以丙烯酰胺为主剂的AM-9、聚氨酯等。中国在50年代初开始大量使用注浆法,至今用本法施工的井筒有100余个,60年代以来研制出多种化学注浆材料、专用注浆泵、止浆塞和测试仪表等。注浆法施工简便,对治理矿井水害、加固岩体、防渗抗漏等快速有效,有利于实现打干井。

注浆凿井法注浆分类

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按注浆施工与井筒掘砌时间的先后分为:地面预注浆、工作面预注浆两种。在井筒掘砌完成后,用注浆法封堵井壁漏水,加固井壁称为壁后注浆。但壁后注浆不属特殊凿井法的范畴。
地面预注浆:是在井筒开凿前,从地面在井筒周围钻注浆孔,安装注浆管及止浆塞,用注浆泵把浆液经注浆孔注入含水层裂隙中进行封水。含水层距地表较近,厚度较大或含水层虽薄但层数较多时,宜采用地面预注浆。其优点是不影响建井工期,作业条件好、安全;缺点是需用大型钻孔机,钻孔偏斜不易控制,浆液消耗量大,分段止浆工艺较复杂。
工作面预注浆:是在井筒掘到含水层之前,预留止浆岩柱或筑混凝土止浆垫,再钻孔注浆封水。其主要优点是注浆孔短,可使用轻便钻机,孔斜容易控制,注浆效果较好,便于检测;缺点是注浆施工需占用建井工期,井下作业条件较差。本法适用于含水岩层埋藏较深,各含水层之间距离较大的情况。

注浆凿井法注浆材料

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要求性能稳定,可注性好;凝结时间可控;凝结后有一定强度,不龟裂,不易腐蚀,抗渗性好;料源广、成本低、易存放、不污染。常用的有两大类:
①以硅酸盐为主的无机化合物浆液,包括水泥浆、水泥粘土浆、水泥-水玻璃浆、水玻璃类浆液等;
②有机化合物浆液,通称化学浆,包括丙烯酰胺类、铬木素类、聚氨酯类、酚醛树脂类和糠醛树脂类浆液等。浆液可以是单一的材料,也可用多种材料配制。

注浆凿井法注浆机具

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有钻机、注浆泵、止浆塞、搅拌机、混合器、输浆管路、压力表和流量计等。
注浆泵 输送浆液的动力机械。应根据注浆深度和岩层条件的变化,能随时准确地调整浆液的流量和压力,保证供液均匀和稳定。常用的有液力调速注浆泵和隔膜计量泵等。在无专用泵的情况下,也可用泥浆泵代替。
止浆塞 用来分段封隔钻孔和控制浆液注入部位,以实现分段注浆的机具,有机械膨胀式和水力膨胀式两种。前者靠机械压力使密封胶塞产生横向膨胀,与孔壁挤紧,起止浆作用,如三爪止浆塞和异径止浆塞等;后者靠高压水使密封胶筒膨胀,与孔壁贴紧,起止浆作用。
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