（1）概述。某铁矿出风井掘进到地下21m时遇到了流砂层，因井筒被淹而停工，曾用水泥—水玻璃、水玻璃—氯化钙等浆液固砂，由于多种原因，未能达到预期效果，后用水玻璃—铝酸钠浆液固砂堵水，仅用122天就顺利通过了7.4m厚的流砂层。

（2）施工工艺。

1）浆液特性。凝胶时间。影响浆液凝胶时间的主要因素有：浆液含铝量、水玻璃浓度、温度及铝酸钠与水玻璃的配比等。由于地下水对浆液的稀释作用及地面与土层内温度差异的影响，使得地面浆液的凝胶时间（T）与土层内浆液的凝胶时间（t）是不同的，用下述公式表示：

式中　β——考虑地下水的稀释作用、地面与地下土层温差的影响系数，一般取β=0.5～0.8。

固砂体抗压强度，其强度随着含铝量的增加而提高。但含铝量超过200g/L时，试块变脆，强度有所降低。为获得较高的强度，溶液中含铝量应为160～200g/L。

浆液可注性。影响浆液可注性的因素较多，本工程仅试验了土粒粒径及级配对可注性的影响。试验得知，浆液的渗透距离：砾砂层中为1.8～2.3m；中粗砂层中为0.9～1.2m；细砂层中为0.4～0.45m。

2）浆液参数设计。根据浆液特性及影响因素，选用浆液参数如表6.4所示。

表6.4　渗透注浆的水玻璃—铝酸钠浆液参数

固砂体厚度，固砂体上的土压力与水压力之和为p=310k Pa；固砂体抗压强度取σ=80k Pa；井筒开挖半径R=1.85m，用拉梅公式计算固结体厚度（E）为E=2.05m。

注浆孔布置，孔间距按下述经验公式确定：

式中　A——孔间距系数，取A=1.3～1.6；

R——浆液扩散半径，取R=1.0m；计算得L=1.4m。交圈厚度，交圈厚度（e）按下式计算：(www.daowen.com)

布孔层数，布孔层厚度同固结体厚度，层数与交圈厚度的关系为

ML取2。

调整后的布孔参数为

布孔直径。经计算得第一层孔直径为5.37m，第二层孔直径8.10m。

孔数。各层布孔数经计算得：第一层孔数为12，第二层孔数为19。

3）注浆工艺。根据地质资料，确定注浆范围为22～30m；注浆方式：采用下行式，即由上而下分段打管注浆；注浆段高；根据模拟试验结果，外环双号孔选用段高为0.3m（细砂）和0.5m（粗砂），外环单号孔注浆段高为0.5m（细砂）和0.7m（粗砂）。内环孔粗砂层段高增大到2～2.5m。

4）注浆参数。

①注浆压力。现场选定的注浆压力为0.2～0.4MPa（初压）和0.8～1.0MPa（终压），实际注浆压力高于上述数值。

②注浆量。根据浆液扩散半径和砂层的孔隙率按Q=πR2Hnβ0计算得到注浆量（R=1m，n=40%，H=8m，β0=0.8～0.9）。

③浆液流量。根据现场试验确定的混合流量为30～40L/min。

④注浆结束标准。在流砂层中进行化学注浆的结束标准：ⓐ注浆量达到设计要求；ⓑ注浆压力符合由低逐渐升高或由低逐渐升高、再降低、再升高的变化规律。

（3）效果。开挖实测表明：井筒工作面最大涌水量仅0.6m3/h，堵水率达99.6%。开掘时井壁没有塌方、片帮现象，注浆效果良好。