Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５８２ Ｏｅｔｏｂｅｒ．２０１７ 现代矿业 总第５８２期 Ｍ０ＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ ２０１７年１０月第１Ｏ期 帷幕灌浆施工中串浆处理措施分析 游红江 （华北有色工程勘察院有限公司） 摘要灌浆技术由最初主要应用于地基处理工程领域逐步延伸至矿山帷幕、水利大坝、隧道 等工程施工领域中。通过对矿山帷幕堵水灌浆施工过程中串浆原因、特点进行分析，提出两孔同时 进行灌浆和封堵被串浆孔且灌浆孔正常灌浆工程处理措施，对比分析各自优缺点及适用情况，并给 出串浆预防措施，以供类似工程借鉴。 关键词灌浆 串浆消散机理扩散半径 串浆现象在帷幕灌浆堵水工程施工中经常出 现，串浆主要跟地质条件中裂隙发育情况有关，在注 浆孑Ｌ产生压力后，钻孔距离较近时，同一破碎带往往 会造成注浆堵水钻孔之间串浆，同一破碎带在一定 距离分原生连通和继发性连通２种情况：原生连通 本身就会串浆；继发性连通是在外因影响下发生串 浆ｌｌ 。针对串浆，采用不同方法处理对幕体堵水效 果影响程度不同，若处理方法不当，还会造成被串钻 孔固钻，甚至造成被串钻孔报废等井故，因此，在帷 幕灌浆施工中串浆现象应引起足够重视。 孔相应配比浆液，这种现象主要是由于继发性连通 造成的。 （２）当被串钻孔钻探过程中冲洗液漏失较严重 时，若两孔发生串浆，则灌浆孔开始灌浆时被串钻孔 即返出浑浊灌浆浆液，这种现象主要是由于原生连 通造成的。 ３处理方法及其特点 在施工过程中发生串浆，通常有２种处理方法： 被串浆孔和灌浆孔同时灌浆，封堵被串浆孔且灌浆 孔正常灌浆。 ３．１被串浆孔与灌浆孔同时灌浆 若高压灌浆泵（图１）数量充足、制浆设备满足 灌浆能力，则两孔可同时灌浆，一泵灌注一孔，具体 操作方法如下： （１）当灌浆孔与相邻钻孔发生串浆，停止灌浆， 灌浆孔内采用止浆塞卸压，目前止浆塞一般分为卡瓦 式止浆塞和水压式止浆塞，本文以水压式止浆塞（图 ２）为例进行说明，利用灌浆泵对灌浆孔和被串孔进行 大泵量清水冲洗，保证两孔之间联通的裂隙及两孔周 围裂隙不被浆液充填凝固（因灌浆压力未到达设计最 大控制压力，故两孔周围浆液扩散半径远小于浆液有 效扩散半径），然后对两孔扫孔到底，大泵量清水冲洗 钻孔２０～３０ ｍｉｎ，直至返出水澄清为止。 （２）检查串浆位置，确定被串浆孔止浆塞下放 位置（根据施工经验，被串浆部位一般为未进行灌 浆部位及岩芯破碎程度、裂隙发育部位），然后将止 浆塞安放在被串位置以上岩心较完整部位。在灌浆 孔和被串浆孔均下放止浆塞并打压封堵好后，先对 灌浆孔进行压水试验，要求压水试验压力达到设计 灌浆压力，检验被串钻孔是否返水，若达不到设计压 力，可能会出现继发性连通串浆现象。若被串浆孑Ｌ ２２９ １浆液压力消散机理 矿山帷幕灌浆是指预先在岩石中采用灌浆技术 建造防渗帷幕工程，利用灌浆设备将一定配比的浆 液通过施加一定的压力灌入地基的裂缝孔隙中，使 其胶结成密实坚固而不透水的整体帷幕。由于灌浆 压力对扩散半径的影响最大，在浆液扩散范围逐渐 增大的过程中，灌浆沿程压力并不是随着灌浆距离 增加而均匀耗散，而是在灌浆点附近衰减得快，此后 随着距灌浆点距离增大，灌浆压力的衰减逐渐减缓， 直到灌浆压力耗散为零。灌浆沿程压力耗散前后差 异很大，呈现凹曲线型 。 ２串浆现象特征 串浆现象主要以串浆孔钻探过程中冲洗液返出 浆液进行判断，根据被串钻孔冲洗液漏失情况，将串 浆现象分２种： （１）当被串钻孔钻探过程中冲洗液漏失不严 重，随着灌浆孔灌浆压力提高，被串浆孔内冲洗液由 清水突然变为稀释浑浊灌浆浆液，则表明已发生串 浆现象，并且钻孔停钻后，被串钻孔孔口返出与灌浆 游红江（１９８２～），男，工程师，０５００２１河北省石家庄市汇通路 ３９号。 总第５８２期 现代矿业 ２０１７年１０月第ｌＯ期 图５水压式止浆塞出浆口封堵 当灌浆设备配备不足时，可利用该方法。根据 浆液压力消散机理可知，灌浆压力仅仅作用于灌浆 孑Ｌ，即灌浆孔浆液扩散半径达到理论扩散半径，而串 浆孔灌浆压力要远远小于设计灌浆压力，导致被串 浆钻孔仅仅将连通通道及被串浆钻孔较小范围内充 填浆液（被串浆钻孑Ｌ周围理论浆液扩散半径达不到 设计要求）。待两孔灌浆达到结束标准，水泥浆液 图２水压式止浆塞 凝固后扫孔，经压水试验验证被串浆孑Ｌ该段满足设 计要求的假象影响幕体整体堵水效果。 若采用此方法时，为了保证浆液有效扩散，则需 调高灌浆压力，但是由于一些设备原因，压力增大受 限，灌浆压力具体提高多少，尚不成熟，主要受地层 裂隙发育程度影响，故灌浆压力控制方面不同，需进 一灌浆管与井壁之间返水，说明串浆位置在止浆塞上 部，则被串浆孔止浆塞逐段自下而上查找被串浆部 位，直至被串钻孑Ｌ不返水，进而确定串浆部位。 （３）两孔止浆塞均安放好后进行打压，同时灌 浆。灌浆水灰比根据压水试验结果确定，一般自较 稀浓度浆液开始灌浆，然后按照技术要求变换浆液 配比，直至灌浆达到结束标准。 从浆液叠加效应及浆液压力消散机理方面考 虑，两孔同时在灌浆压力作用下，能够保障浆液有效 地向周围扩散（图３），从而保证浆液很好搭接，形成 良好的帷幕墙，能够保证灌浆效果。由于灌浆压力 相对大些，可能造成浆液扩散半径增大，造成浆液材 步研究。在购置灌浆设备时，要考虑该方面因素， 可能加大投入成本。 ４串浆预防 针对串浆事故，可采取预防措施：适当增大相邻 钻孔施工间隔时间；增大两相邻灌浆孑Ｌ井深差距，从 而使得前一钻孔中的浆液完全凝固后，再进行下一相 料浪费。施工过程中需要注意尽量使两孔灌浆压力 保持一致，避免压力一高一低，导致浆液在２个灌浆 管路出现相互回流现象，出现井故。 邻钻孔的灌浆操作，这样避免新灌入浆液沿着前面浆 液的缝隙由前一灌浆孔串出；严格按照孔序施工；当 两相邻钻孑Ｌ同时到达灌浆段且深度相同时，可以同时 灌浆；采用下行式灌浆方式，可以避免串浆 。 ５ 结语 通过分析串浆成因，详细阐述串浆处理措施及 预防措施，系统性、理论性分析２种处理方法优缺 点，为今后类似工程施工提供一些借鉴。为保证幕 体堵水效果，建议优先选用第一种方法处理串浆问 图３浆液理论扩散叠加效应示意 ￡一注浆 Ｌ间距；ＫＩ、 一注浆孔号；ｒ一浆液理论扩散半径 题，但要满足浆液扩散半径要求又不造成灌浆材料 浪费，灌浆结束时压力设置方面仍需进一步研究。 ３．２被串浆孔封堵且灌浆孔正常灌浆 虽然第二种方法也能够解决串浆问题，但是从堵水 效果来说，尚有一定不足和缺陷，当灌浆设备不足 时，可考虑采用该方法。 参考文献 凡，刘维敏．浅谈注浆堵水中串浆的预防及处理 当被串浆孔为正在钻进的孔时，应立即停钻，以 避免发生固钻井故。首先确定串浆部位，判断原则 同上述方法，其次利用木楔子（图４）或水压式止浆 塞出浆口封堵（图５）将串浆部位封堵，然后对灌浆 孑Ｌ继续灌浆。 ［１］ 赵文芳，王［Ｊ］．水力采煤与管道运输２０１４（１）：７２－７３． ［２］ 吴 星．水泥浆液渗透注浆扩散机理试验研究．［Ｄ］．济南：山 东大学，２０１５． ［３］ 游红江，游红旗．矿山帷幕注浆影响因素分析［Ｊ］．现代矿业 ２０１０（１０）：１３・１５． （收稿日期２０１７－０６－０１） 图４木楔子 ２３０
