注浆施工作业指导书

广东怀集藤铁铁矿Ⅱ号矿体帷幕注浆工程

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Ⅱ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。

K5K9ⅢⅠⅢⅡⅢⅠⅢⅡⅠ序孔首次施工Ⅱ序孔再次施工Ⅲ序孔最后施工

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：

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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10～30m。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≮φ130mm，终孔孔径φ91～φ75mm。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。

Ⅰ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φ127mm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的浓水泥浆灌注，使之与基岩紧密胶接，灌注水泥浆后一般应待凝48

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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0.2～0.4m，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80μm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，SO3含量不宜大于1%，含泥量不宜大于3%。

水玻璃：模数宜为2.4～3.0，浓度宜为30～45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 2:1 1:1 0.8:1

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粘土用量（Kg） 423 733 859 加水量（Kg） 846 733 688 浆液比重 1.269 1.467 1.547 广东怀集藤铁铁矿Ⅱ号矿体帷幕注浆工程

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

水固比 2:1 1.5:1 1:1 0.8:1 0.6:1 2:1 1.5:1 1:1 0.8:1 0.6:1 粘灰比 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1.5:1 1.5:1 1.5:1 1.5:1 1.5:1 水泥用量 Kg 212 269 367 431 520 169 215 294 344 416 需用粘土浆量 水粘比 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1

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加水量 Kg 635 537 367 258 104 592 483 294 172 0 水玻璃量 Kg（5%） 11.0 13.4 18.4 22.0 26.0 8.5 10.7 15.0 17.2 21.0 升 289 366 501 587 709 346 439 601 704 851 水灰比 4:1 3:1 2:1 1.6:1 1.2:1 5:1 3.75:1 2.5:1 2:1 1.5:1 广东怀集藤铁铁矿Ⅱ号矿体帷幕注浆工程

表3 配制1000升水泥尾矿砂浆的材料用量表

水固比 2:1 1:1 0.8:1 0.6:1 2:1 1:1 0.8:1 0.6:1 2:1 1:1 0.8:1 0.6:1

砂灰比 1:1 1:1 1:1 1:1 1.5:1 1.5:1 1.5:1 1.5:1 2:1 2:1 2:1 2:1 水泥用量 Kg 212 366 429 518 169 293 343 414 141 244 286 345 尾砂用量 Kg 212 366 429 518 254 439 515 621 282 488 572 690 水用量 升 846 733 687 622 845 732 686 621 845 732 686 621 水玻璃用量 Kg（5%） 10.6 18.3 21.5 25.9 8.5 14.6 17.2 20.7 7.0 12.2 14.3 17.2 水灰比 4:1 2:1 1.6:1 1.2:1 5:1 2.5:1 2:1 1.5:1 6:1 3:1 2.4:1 1.8:1 比重 1.28 1.48 1.567 1.69 1.28 1.48 1.56 1.68 1.27 1.48 1.56 1.67 5．注浆管路系统安装

本次注浆采用孔口封闭，自上而下分段注浆。

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φ42mm钻杆作为射浆管。在注浆过程中每隔5～10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，

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并用大水量进行冲洗，直至回水管的水变清，至孔内残留物沉淀厚度不超过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5～10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10～20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Ⅱ、Ⅲ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） 1～5 5～10 >10

浆 液 水泥粘土浆 水泥粘土浆、水泥尾矿砂浆 水泥尾矿砂浆 初始水固比 2:1 1:1 2:1 1:1 8．注浆

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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 （m） 50 80 110 140 170 200 孔口压力表指示压力 Mpa 0.43 0.63 0.82 1.02 1.22 1.42 孔 深 （m） 230 260 290 330 350 孔口压力表指示压力 Mpa 1.61 1.81 2.01 2.27 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

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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30～40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20～30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：以溶洞底板作为注浆段的下限，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

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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。

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