本发明涉及一种深水条件下套管定向敷设加固以及突水带封堵的方法。
背景技术：
大汶口矿在井筒掘进过程中，发生大型突水，导致淹井事故。经分析：为横向发育的平面离层带与附近纵向发育的大断层导通地表水所致。需要对工作面进行超前预注浆，由于水量大（3860m³/h），排水困难。
技术实现要素：
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种深水条件下套管定向敷设加固以及突水带封堵的方法，本发明的技术方案是：深水条件下套管定向敷设加固以及突水带封堵的方法，包括以下步骤：
（1）对套管进行定位组装；
（2）水下部分注浆管路的安装；
（3）套管与注浆管路的整体组装形成组合平台；
（4）将组合平台整体安全送入160m水下指定位置，最后再进行套管加固和封堵突水带。
所述的步骤（1）具体为：按照井筒内壁的尺寸要求，沿井筒内壁圆周方向预设六根套管，六根套管焊接在平台骨架上，每一套管的直径为108mm，所有的套管从圆周向心倾斜，与井筒轴线5º夹角，每一套管的顶端安装闸板阀，所述的闸板阀上安装有盖板。
所述的步骤（2）为焊接树根状放射注浆管路，注浆主管位于中间位置，在该注浆主管的外围焊接有数根呈放射状的注浆支管，每一注浆支管均与注浆主管连通，所的注浆支管上开设有出浆孔，同一平面上的注浆支管的长度不一。
所述的步骤（3）为将注浆主管焊接在平台骨架上的中部，六根套管沿注浆主管的外围均匀分布，较短的注浆支管指向套管，较长的注浆支管指向井壁，每一注浆支管均下倾斜。
所述的步骤（4）为：用稳车将注浆管路以及与注浆管路焊接在一起的套管缓慢下放，在下放过程中，及时调整注浆管路与套管形成的组合平台的平衡状态；组合平台到位后，下部铺放20-30cm厚度的细砂层，中部投放碎石，上部再次铺放20-30cm厚度的细砂层，然后进行注浆。
在注浆时既要充填扰动层空隙，又要充填部分离层带以及裂隙，同时还要考虑单线流失量；具体为：注浆前首先注入清水，清水注入流量250l/min，注入量为10-12.5m³，然后再依次注入22波美度的水玻璃溶液3-5m³，再注入3-5m³的50%的氯碱溶液；然后进行正常注浆，浆液为单液水泥浆液，水灰比即水与水泥的质量比采用1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1、0.6:1的水泥浆液，注入时，由希到浓依次注入，注浆结束后，在上部细沙层的上面再投撒一层芒硝保护剂后形成隔离保护层；参考浆液注入量为v,v=v1+v2,v1=1\4πd2ηhλ，v2=λπ(d/2+r)2hηβ/m；d-井筒净直径m，η-岩石裂隙率0.5%-3%，h-注浆段高-m-，λ-浆液损失系数1.2-1.5，d-井筒荒径m，r-浆液扩散半径m，β-浆液在裂隙内有效充填系数0.9，m-浆液结石率0.85；其中，在注浆过程中需及时同步排水，保持原水位的动态平衡；根据注浆浆液流量严格控制排水量，即向井底泵入浆液量为250l/min，从井筒内同步抽出同样的水量，目的为了达到动态平衡；注浆结束一周后方可进行排水。
本发明的优点是：一周后井筒排水到底，测得井筒总漏水量为2.1m3/h，主要原井壁漏水点，封水效果99.9%，用肉眼观查没有明显出水点。套管测压5.0mpa，封水效果和耐压值均达到设计要求，为下一步工作面予注浆工作奠定了成功的基础。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本发明涉及一种深水条件下套管定向敷设加固以及突水带封堵的方法，包括以下步骤：
（1）对套管进行定位组装；
（2）水下部分注浆管路的安装；
（3）套管与注浆管路的整体组装形成组合平台；
（4）将组合平台整体安全送入160m水下指定位置，最后再进行套管加固和封堵突水带。
所述的步骤（1）具体为：按照井筒内壁的尺寸要求，沿井筒内壁圆周方向预设六根套管，六根套管焊接在平台骨架上，每一套管的直径为108mm，所有的套管从圆周向心倾斜，与井筒轴线5º夹角，每一套管的顶端安装闸板阀，所述的闸板阀上安装有盖板。
所述的步骤（2）为焊接树根状放射注浆管路，注浆主管位于中间位置，在该注浆主管的外围焊接有数根呈放射状的注浆支管，每一注浆支管均与注浆主管连通，所的注浆支管上开设有出浆孔，同一平面上的注浆支管的长度不一。
所述的步骤（3）为将注浆主管焊接在平台骨架上的中部，六根套管沿注浆主管的外围均匀分布，较短的注浆支管指向套管，较长的注浆支管指向井壁，每一注浆支管均下倾斜。
所述的步骤（4）为：用稳车将注浆管路以及与注浆管路焊接在一起的套管缓慢下放，在下放过程中，及时调整注浆管路与套管形成的组合平台的平衡状态；组合平台到位后，下部铺放20-30cm厚度的细砂层，中部投放碎石，上部再次铺放20-30cm厚度的细砂层，然后进行注浆。
在注浆时既要充填扰动层空隙，又要充填部分离层带以及裂隙，同时还要考虑单线流失量；具体为：注浆前首先注入清水，清水注入流量250l/min，注入量为10-12.5m³，然后再依次注入22波美度的水玻璃溶液3-5m³，再注入3-5m³的50%的氯碱溶液；然后进行正常注浆，浆液为单液水泥浆液，水灰比即水与水泥的质量比采用1.5:1、1.25:1、1:1、0.75:1、0.6:1的水泥浆液，注入时，由希到浓依次注入，结合注水量以及水玻璃溶液、氯碱溶液的含量，可以将总的注浆量设定为105m³，注浆结束后，在上部细沙层的上面再投撒一层芒硝保护剂后形成隔离保护层；参考浆液注入量为v,v=v1+v2,v1=1\4πd2ηhλ，v2=λπ(d/2+r)2hηβ/m；d-井筒净直径m，η-岩石裂隙率0.5%-3%，h-注浆段高-m-，λ-浆液损失系数1.2-1.5，d-井筒荒径m，r-浆液扩散半径m，β-浆液在裂隙内有效充填系数0.9，m-浆液结石率0.85；其中，在注浆过程中需及时同步排水，保持原水位的动态平衡；根据注浆浆液流量严格控制排水量，即向井底泵入浆液量为250l/min，从井筒内同步抽出同样的水量，目的为了达到动态平衡；注浆结束一周后方可进行排水。
本发明的优点是：一周后井筒排水到底，测得井筒总漏水量为2.1m3/h，主要原井壁漏水点，封水效果99.9%，用肉眼观查没有明显出水点。套管测压5.0mpa，封水效果和耐压值均达到设计要求，为下一步工作面予注浆工作奠定了成功的基础。