一种不良地层中的立井井壁结构及施工装置的制作方法

本实用新型属于矿山立井建设，尤其涉及不良地层的立井井壁结构及施工装置。

背景技术：

地下采矿，立井是联系地下与地表的重要提升、通风、运输、排水及人员安全通道，井筒与地表直接相连，直接承受井筒提升设施的全部荷载，为此，必须确保立井井筒结构具有足够的承载力和抗变形能力。立井井筒自上而下：井颈、井身和井底三部分。随着全球采矿业的迅速发展，地下采矿所占的比例越来越大，立井越来越深、穿过的地层越来越复杂。立井所处在的不良地层表现为，井颈段为厚含水回填表土层，井身段为富含水层。井颈结构包括圆形井壁围筑的井筒，井壁外围四周是厚回填表土层。回填表土层构成复杂，表土为黏土层、或为黏土与碎石、矿石混层，土体呈松散状，不规则、不均匀，密实度低，分布大量孔隙、强度低、承载力低、透水性强，在含水与压力水或动力水作用下具有较强的流动性，容易引起井筒涌水和地表井口基础的不均匀沉降等灾害发生，损坏井筒设施，或人员伤亡，严重影响生产顺利进行。井身基岩段处于不良含水层为强风化层、中风化层和富水层，其中，强风化层和中风化层属于弱含水层，裂隙发育程度存在差异，下部为强含水层。不良含水层原岩成分以凝灰质为主，受强风化作用多变化为高岭土等黏土矿物，呈松散土状或呈残块状，见空气或遇水则解体呈松散状，裂隙透水，涌水量大，井筒无法下掘、支护。

现在立井井颈所在厚含水回填表土层的常规处置方法为换土法或冷冻法，井身基岩段处于不良含水层的常规方法为冷冻法或井筒工作面注浆法。换土法加固结构，首先全部挖除厚含水回填表土层，浇筑井壁结构，然后再分层回填均质土，存在缺陷是：地表开挖面积大，受周围已有建筑物的制约，很难进行大面积开挖；分层回填均质土工期长，造价高。冷冻法加固结构，则是从地表钻一圈或两圈冻结孔至稳定岩层或井筒底部10m～20m，在冻结孔内全孔设置冻结钢管，在地表布置冷冻站，通过冻结钢管将制冷液循环输送至冻结孔底，从而到达冻结井筒周身围岩，达到防渗水加固围岩的目的，存在缺陷是：冷冻系统装备工期长、造价高、耗电量大。井筒工作面注浆法，是井筒工作面块接近不良含水层时，停止掘进，留10m左右止浆岩冒或浇筑混凝土止浆垫，在井筒工作面内布置钻孔，进行工作面注浆，存在缺陷是，该方法注浆泵功力小，注浆能力小，注浆材料消耗多，很难堵住裂隙通道里的水，井筒开挖后，涌水量仍然很大，裂隙涌水带动围岩坍塌，造成灾害。实践表明上述三种方法都存在工期长、造价高，严重影响生产的缺陷。寻求更为合理的井井壁结构迫在眉睫。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种不良地层中的立井井壁结构及施工方法，该结构简单、稳定、可靠、施工快速，能保证立井井筒的稳定性。

一种不良地层中的立井井壁结构，包括在不良地层中设置的井筒,其特点是：立井上部的井颈段设置的高喷帷幕桩井壁结构、基岩段设置的定位靶向注浆井壁结构和井壁，上下井壁同心、同径，紧密连接成一体；所述的立井井颈段高喷帷幕桩井壁结构，井筒的荒径线内开挖岩层，在井筒净径线与井筒荒径线之间浇筑井壁，以井筒中心为圆心，沿井筒荒径线0.6m外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙，两圈高喷帷幕墙之间相距1.2～2m，高喷帷幕墙的厚度 800～1000mm，深度大于厚含水回填表土层的厚度，以护卫井颈段井壁，增强承载力、抗变形能力和防水能力；所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，包括在井筒周围设置定位靶向注浆钻孔、孔口管和注浆段，所述的定位靶向注浆钻孔，以井筒中心为圆心沿井筒荒径线圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液压由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，分层设置在基岩段所处的不良含水层内，以填堵裂隙，加固围岩，护卫基岩段井壁，增强抗变形能力和防水能力；所述的井壁由内壁和外壁构成，外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土。

进一步改进，所述的三圈高喷帷幕墙由同一圈上的高喷帷幕桩连接构成，所述的高喷帷幕桩是采用三管高压旋喷技术将水泥浆喷注到预设的高喷钻孔内，凝固成圆柱状桩体，同圈的桩体与桩体相互重叠连接成一个环形高喷帷幕墙。

进一步改进，所述的高喷钻孔，是采用前用钻机从地面垂直往下钻成，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径不小于130mm；所述的水泥浆喷注入高喷钻孔并向周边扩充，成桩直径为800mm～1000mm，桩与桩之间有不小于 100mm的重叠连接区。

进一步改进，所述的取芯钻孔为两个，在高喷帷幕墙区内对称设置，采用前用钻机从地面垂直往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径91mm，根据取出的岩芯判断高喷质量。

进一步改进，所述的注压水孔至少一个，在井筒净径线内设置，采用前用钻机从地面垂直往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径168mm，对钻孔进行压注水试验，检查高喷帷幕墙堵水效果。

进一步改进，所述的定位靶向注浆钻孔，是利用后用钻机从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，钻孔直径不小于250mm。

进一步改进，所述的孔口管采用异径结构形式，其中垂深0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。

进一步改进，所述的注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的2.5～4倍；段高30m～50m，根据揭露地层情况而定。

进一步改进，所述的黏土水泥浆液水灰重量比取值范围为1.2～1.5，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.8～1.0；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰。

进一步改进，所述的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％。

进一步改进，所述的注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散5～10m，堵住裂隙水，加固围岩。

进一步改进，所述的外壁混凝土厚度不小于300mm，标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

进一步改进，所述的内壁混凝土厚度不小于300mm，标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

还提供一种立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构施工装置，其特点是该装置包括水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、操作台、高压注浆泵、高压水泵、空压机、前用钻机和高喷台车构成，就近设在井筒附近或井筒上方；所述的水泥罐、水箱分别由水泥溜管、水管与一级搅拌桶连接，一级搅拌桶与二级搅拌桶由泥浆管连接，二级搅拌桶与高压高压注浆泵由水泥浆管连接，高压高压注浆泵、高压水泵、空压机分别由注浆高压管、高压水管、高压风管与高喷台车连接；所述的水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、高压注浆泵、高压水泵、空压机、钻机、高喷台车由控制电缆与操作台电气连接。

还提供一种基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工装置，其特点是包括原浆池、贮浆池、清水池、水玻璃池和成对设置的水泥罐、泥浆泵、一级搅拌罐、二级搅拌罐、高压注浆泵和后用钻机，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由管道、泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。

一种不良地层中的立井井壁结构施工方法，分两期进行：

第一阶段施工立井井颈段高喷帷幕桩井壁结构，施工方法按如下步骤进行：

1、立井井颈段施工线标定

(1)、按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；

(2)、在井筒荒径线外0.6m布置第一圈布置高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m；

(3)、在第一圈高喷帷幕桩外再布置第二圈高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m，第二圈与第一圈的圈距不大于1.2m；

(4)、在第二圈高喷帷幕桩外再布置第三圈高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m，第三圈与第二圈的圈距不大于1.2m；

2、设置施工装置将水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、高压注浆泵、高压水泵、空压机、注浆高压管、高压水管、高压风管、前用钻机、高喷台车和操作台就近设在井筒附近或井筒上方，并依次对相关设备进行连接；

3、施工第一圈高喷帷幕桩钻孔钻机间隔钻孔，每隔一孔钻一孔，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径不小于130mm，孔位偏差不大于2cm,孔斜率不大于1％；

4、高压旋喷第一圈高喷帷幕墙隔孔喷注

(1)、制浆按设计比例，通过水泥溜管从水泥罐里放出定量的水泥，通过水管从水箱里放出定量的水送到带有高速搅拌机的一级搅拌桶，搅拌时间不小于30s后，将制备好的水泥浆液通过水泥浆管放入带有慢速搅拌机的二级搅拌筒内，缓慢搅拌；

(2)、高压输送二级搅拌筒内的水泥浆液通过水泥浆管连通至高压注浆泵，应用高压注浆泵将二级搅拌筒内的水泥浆液通过高压注浆管输送到高喷台车的钻杆，应用高压水泵将水通过高压水管输送到高喷台车的钻杆，应用空压机将空气通过高压风管输送到高喷台车的钻杆；

(3)高压喷注将高喷台车的钻杆下至高喷钻孔孔底，操作台通过控制电缆连接至高压高压注浆泵、高压水泵和空压机；启动操作台，送入符合要求的浆、气、水，水泥浆的比重不小于1.5、压力为0.2～1.0Mpa、水流量为55～70L/min，高压水的压力为34～38Mpa、流量为60～80L/min，压缩空气的压力为0.6～ 0.8Mpa、流量为0.8～1.2m³/min，待水泥浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及提升速度自下而上提升钻杆，直至提升到设计的终喷高程停喷，水泥浆液凝固成圆柱形水泥桩；然后再对两桩之间的钻孔进行喷筑，形成桩桩部分重叠连成一体的高喷帷幕墙；

5、按步骤3施工第三圈高喷帷幕桩钻孔；

6、按步骤4高压旋喷第三圈高喷帷幕墙；

7、按步骤3施工第二圈高喷帷幕桩钻孔；

8、按步骤4高压旋喷第二圈高喷帷幕墙；

9、高喷质量检验

在第一圈与第三圈之间的高喷帷幕墙加固范围内的井筒中心对称位置随机选择两个位置，施工取芯钻孔，利用前用钻机从地面往下钻成，深度应大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径91mm，根据取出的岩芯判断高喷质量；施工完毕，两个取芯钻孔用水泥浆全孔封堵；

10、压注水试验

在井筒净径线内随机选择一个位置作为压注水孔，利用前用钻机从地面往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径168mm，对钻孔进行压注水试验，检查高喷帷幕墙堵水效果；压注水试验完毕后，对施工完毕的压注水孔用水泥浆全孔封堵；

11、拆除高喷帷幕桩井壁施工装置,第一阶段施工结束。

第二阶段施工定位靶向注浆立井井壁结构方法，按以下步骤进行。

12、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；

13、设置注浆站在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级级搅拌罐、两个注浆泵；

14、安装钻机按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；

15、钻孔及设孔口管采用φ250mm钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下设置长10m、直径φ219×6mm和长30m、直径φ159×5mm的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；

16、设置止浆塞采用φ133mm复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；

17、压水试验通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；

18、高压注浆按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；

19、扫口，重复17、18、19、20步骤进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；

20、开挖注浆段井筒在井筒设计的荒径线范围内自上而下分段开挖井筒，每次开挖深度不大于4m；

21、浇筑注浆段井筒外壁钢筋混凝土自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

22、浇筑注浆段井筒内壁钢筋混凝土从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm；

23、拆除施工装置，第二阶段施工结束。

与现有技术相比，优点是构思新颖，结构简单，稳定可靠，采用高喷帷幕墙和定位靶向注浆护卫井壁，增强承载力和抗变形能力，堵水效果好；施工快速，方便，能够实现井筒快速掘砌，节省费用，确保矿山生产顺利进行。

附图说明

下面对照附图对本实用新型作进一步说明。

图1立井井颈段高喷帷幕墙的井壁结构示意图。

图2是高喷帷幕墙立井井颈结构A-A断面示意图。

图3高喷钻孔布置示意图。

图4立井井颈段高喷帷幕墙井壁施施工装置配置示意图。

图5基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构平面示意图。

图6是图5之B-B井壁结构剖面示意图。

图7是图5之孔口管结构剖面示意图。

图8是图5之施工装置结构示意图。

图9是不良地层中的立井井壁结构剖面示意图。(由A-A与B-B合成)

图10是图5之施工装置结构示意图。

图中：1、立井井筒 1.1、井筒中心线 2、井筒净径线 3、井筒荒径线 4、外壁 5、内壁 6、回填表土层 7、第一圈高喷帷幕桩钻孔 8、第三圈高喷帷幕桩钻孔 9、第二圈高喷帷幕桩钻孔 10、第一圈高喷帷幕墙 11、第三圈高喷帷幕墙 12、第二圈高喷帷幕墙 13、取芯钻孔 14、注压水孔 15、水泥罐 16、水泥溜管 17、水 箱18、水管 19、一级搅拌桶 20、泥浆管 21、二级搅拌桶 22、水泥浆管 23、操作台 24、控制电缆 25、高压注浆泵 26、高压水泵 27、空压机 28、注浆高压管 29、高压水管 30、高压风管 31、前用钻机 32、高喷台车 33、注浆钻孔 34、孔口管 35、水泥浆 36、注浆段 37、止浆塞 38、钻杆 39、原浆池 40、贮浆池 41、泥浆泵 42、清水池 43、一级搅拌罐 44、水玻璃池 45、二级搅拌罐 46、高压注浆泵 47、含水地层 48、后用钻机

具体实施方式

由图1、图2、图5、图6、图9中可以看出，一种不良地层中的立井井壁结构，包括在不良地层中设置的井筒，立井上部的井颈段设置的高喷帷幕桩井壁结构、基岩段设置的定位靶向注浆井壁结构和井壁，上下井壁同心、同径，紧密连接成一体；所述的立井井颈段高喷帷幕桩井壁结构，井筒的荒径线3内开挖岩层，在井筒净径线2与井筒荒径线之间浇筑井壁，以井筒中心1.1为圆心，沿井筒荒径线0.6m外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙10、11、12，两圈高喷帷幕墙之间相距1.5m，高喷帷幕墙的厚度850mm，深度大于厚含水回填表土层的厚度，以护卫井颈段井壁，增强承载力、抗变形能力和防水能力；所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，在井筒周围设置定位靶向注浆钻孔33、孔口管34和注浆段36，定位靶向注浆钻孔，以井筒中心为圆心沿井筒荒径线圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液压由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围基岩裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，分层设置在基岩段所处的不良含水层内，以填堵裂隙，加固围岩，护卫基岩段井壁，增强抗变形能力和防水能力；所述的井壁由内壁和外壁构成，外壁为不小于350mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于700mm厚的钢筋混凝土。

由图1、图2、图3可以看出，所述的高喷帷幕墙10、高喷帷幕墙11、高喷帷幕墙12由同一圈上的高喷帷幕桩连接构成，所述的高喷帷幕桩是采用三管高压旋喷技术将水泥浆喷注到预设的高喷钻孔内，凝固成圆柱状桩体，同圈的桩体与桩体相互重叠连接成一个圆环形高喷帷幕墙。

由图1、图2、图3可以看出，所述的高喷钻孔的第一圈高喷帷幕桩钻孔8、第三圈高喷帷幕桩钻孔9、第二圈高喷帷幕桩钻孔采用前用钻机31从地面垂直往下钻成，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径150mm；水泥浆喷注入高喷钻孔并向周边扩充，成桩直径为850mm，桩与桩之间有120mm的重叠连接区。

由图1、图2、图3可以看出，所述的取芯钻孔13为两个，在高喷帷幕墙区内对称设置，采用前用钻机31从地面垂直往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径91mm，根据取出的岩芯判断高喷质量。

由图1、图2、图3可以看出，所述的注压水孔14，在井筒净径线内设置，采用前用钻机31从地面垂直往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径168mm，对钻孔进行压注水试验，检查高喷帷幕墙堵水效果。

由图6、图7、图9可以看出，定位靶向注浆钻孔33，是利用后用钻机48 从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，钻孔直径上部350mm，下部直径145mm。

由图6、图7、图9可以看出，所述的孔口管采用异径结构形式，其中垂深 0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。

由图1图2图5图6图9中可以看出，所述的注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的3倍；段高45m，根据揭露地层情况而定。

采用的黏土水泥浆液水灰重量比取值范围为1.35，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.9；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰。

采用的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％。

由图5、图6、图9可以看出，注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散8m，堵住裂隙水，加固围岩。

由图2、图6、图9可以看出，外壁混凝土为标号C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

由图2、图6、图9中可以看出，内壁混凝土为标号C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

由图4可以看出，一种立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构施工装置，包括水泥罐15、水箱17、一级搅拌桶19、二级搅拌桶21、操作台23、高压注浆泵 25、高压水泵26、空压机27、前用钻机和31高喷台车32构成，就近设在井筒附近或井筒上方；所述的水泥罐、水箱分别由水泥溜管16、水管18与一级搅拌桶连接，一级搅拌桶与二级搅拌桶由泥浆管20连接，二级搅拌桶与高压高压注浆泵由水泥浆管22连接，高压高压注浆泵、高压水泵、空压机分别由注浆高压管28、高压水管29、高压风管30与高喷台车连接；所述的水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、高压注浆泵、高压水泵、空压机、钻机、高喷台车由控制电缆24与操作台电气连接。

由图8可以看出，一种基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工装置，其特点是包括原浆池39、贮浆池40、清水池42、水玻璃池44和成对设置的水泥罐、泥浆泵、一级搅拌罐43、二级搅拌罐45、高压注浆泵46，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由管道、泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。

一种不良地层中的立井井壁结构施工方法，分两期进行：

第一阶段施工立井井颈段高喷帷幕桩井壁结构，施工方法按如下步骤进行：

1、立井井颈段施工线标定

(1)、按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；

(2)、在井筒荒径线外0.6m布置第一圈布置高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m；

(3)、在第一圈高喷帷幕桩外再布置第二圈高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m，第二圈与第一圈的圈距不大于1.2m；

(4)、在第二圈高喷帷幕桩外再布置第三圈高喷帷幕桩钻孔，两钻孔之间间距不大于0.9m，第三圈与第二圈的圈距不大于1.2m；

2、设置施工装置将水泥罐、水箱、一级搅拌桶、二级搅拌桶、高压注浆泵、高压水泵、空压机、注浆高压管、高压水管、高压风管、钻机、高喷台车和操作台就近设在井筒附近或井筒上方，并依次对相关设备进行连接。

3、施工第一圈高喷帷幕桩钻孔钻机间隔钻孔，每隔一孔钻一孔，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径不小于130mm，孔位偏差不大于2cm,孔斜率不大于1％；

4、高压旋喷第一圈高喷帷幕墙隔孔喷注

(1)、制浆按设计比例，通过水泥溜管从水泥罐里放出定量的水泥，通过水管从水箱里放出定量的水送到带有高速搅拌机的一级搅拌桶，搅拌时间不小于30s后，将制备好的水泥浆液通过水泥浆管放入带有慢速搅拌机的二级搅拌筒内，缓慢搅拌；

(2)、高压输送二级搅拌筒内的水泥浆液通过水泥浆管连通至高压注浆泵，应用高压注浆泵将二级搅拌筒内的水泥浆液通过高压注浆管输送到高喷台车的钻杆，应用高压水泵将水通过高压水管输送到高喷台车的钻杆，应用空压机将空气通过高压风管输送到高喷台车的钻杆；

(3)高压喷注将高喷台车的钻杆下至高喷钻孔孔底，操作台通过控制电缆连接至高压高压注浆泵、高压水泵和空压机；启动操作台，送入符合要求的浆、气、水，水泥浆的比重不小于1.5、压力为0.60Mpa、水流量为60min，高压水的压力为36Mpa、流量为70/min，压缩空气的压力为0.7Mpa、流量为1.0m³/min，待水泥浆液冒出孔口时，按设计的提升方式及提升速度自下而上提升钻杆，直至提升到设计的终喷高程停喷，水泥浆液凝固成圆柱形水泥桩；然后再对两桩之间的钻孔进行喷筑，形成桩桩部分重叠连成一体的高喷帷幕墙；

5、按步骤3施工第三圈高喷帷幕桩钻孔；

6、按步骤4高压旋喷第三圈高喷帷幕墙；

7、按步骤3施工第二圈高喷帷幕桩钻孔；

8、按步骤4高压旋喷第二圈高喷帷幕墙；

9、高喷质量检验

在第一圈与第三圈之间的高喷帷幕墙加固范围内的井筒中心对称位置随机选择两个位置，施工取芯钻孔，利用前用钻机从地面往下钻成，深度应大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径91mm，根据取出的岩芯判断高喷质量；施工完毕，两个取芯钻孔用水泥浆全孔封堵；

10、压注水试验

在井筒净径线内随机选择一个位置作为压注水孔，利用前用钻机从地面往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径168mm，对钻孔进行压注水试验，检查高喷帷幕墙堵水效果；压注水试验完毕后，对施工完毕的压注水孔用水泥浆全孔封堵；

11、拆除高喷帷幕桩井壁施工装置,第一阶段施工结束。

第二阶段施工定位靶向注浆立井井壁结构方法，按以下步骤进行。

12、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、 3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；

13、设置注浆站在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级级搅拌罐、两个注浆泵；

14、安装钻机按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；

15、钻孔及设孔口管采用φ250mm钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下设置长10m、直径φ219×6mm和长30m、直径φ159×5mm的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；

16、设置止浆塞采用φ133mm复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；

17、压水试验通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；

18、高压注浆按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；

19、扫口，重复18、19、20步骤，进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；

20、开挖注浆段井筒在井筒设计的荒径线范围内自上而下逐次分段开挖井筒，每次开挖深度不大于3.5m；

21、浇筑注浆段井筒外壁钢筋混凝土自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号C30，厚度350mm，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。

22、浇筑注浆段井筒内壁钢筋混凝土从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土标号C30，厚度700mm，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm；

23、拆除施工装置，第二阶段施工结束。