近礦體帷幕注漿在礦山防治水的應(yīng)用

施振華

【摘 要】隨著近礦體帷幕注漿技術(shù)的進(jìn)步，研究其在礦山防治水中的應(yīng)用凸顯出重要意義。本文首先介紹了注漿帷幕施工方法概述，分析了帷幕注漿截流堵水效果。在探討其施工工藝原理及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了井故處理及防治。

【關(guān)鍵詞】近礦體；帷幕注漿；礦山防治水；應(yīng)用

一、注漿帷幕施工方法概述

近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展以及技術(shù)水平的提高，建筑工程施工中引入了大量先進(jìn)的施工技術(shù)、施工設(shè)備、施工材料，通過合理施工，進(jìn)一步滿足了人們對于工程多方面的要求。深基坑注漿止水帷幕施工方法是近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，它具有明顯的優(yōu)越性，因此受到了業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。

在深基坑工程施工過程中，深基坑注漿止水帷幕施工方法中采用了超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿材料，這種材料不僅具有污染小、無毒害、成本低等優(yōu)點(diǎn)，還能夠在實(shí)際工作中延長其凝膠時(shí)間，并且施工人員還可以根據(jù)工程的實(shí)際情況對其凝膠時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，以確保其施工質(zhì)量，達(dá)到理想的施工效果。

在采用這一施工方法對工程進(jìn)行注漿施工過程中，施工人員可將當(dāng)前最為先進(jìn)的抽閥管垂直后退式注漿方法進(jìn)行施工，并且在施工之前，還需要對當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件進(jìn)行全面分析，然后選擇最合適的注漿參數(shù)，這樣才能夠確保止水帷幕的厚度，確保工程施工的連續(xù)性，達(dá)到理想的施工效果。

在采用深基坑注漿止水帷幕施工方法進(jìn)行施工的過程中，施工人員不需要將復(fù)雜的施工設(shè)備應(yīng)用在其中，只需要選用構(gòu)造較為簡單的設(shè)備，這就在一定程度上降低了工程的造價(jià)，節(jié)約了施工成本，另外，該施工方法對于周邊環(huán)境的影響也非常小，實(shí)現(xiàn)了文明施工的要求。但是施工人員在實(shí)際施工過程中還需要清楚的知道，必須要對工程的實(shí)際情況進(jìn)行全面分析，然后采用分段施工的方式，以求縮短工程的施工工期，提高工程的施工效率，確保工程的施工質(zhì)量。

二、帷幕注漿截流堵水效果分析

1.壓水試驗(yàn)成果分析

各鉆孔注漿段在注漿前做一次壓水試驗(yàn)，每段次壓水試驗(yàn)是帷幕注漿質(zhì)量過程控制的一個(gè)很重要手段，31個(gè)注漿孔各段次注漿后壓水試驗(yàn)單位透水率全部小于設(shè)計(jì)5Lu，絕大部分小于1Lu，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。各次序孔在灌注前后透水率有明顯的差異，注漿前各序孔之間透水率呈現(xiàn)直線下降趨勢，前序孔注漿后，后次序孔注漿前透水率明顯減少，說明漿液擴(kuò)散達(dá)到設(shè)計(jì)要求。一序孔注漿前平均透水率為45.07Lu，二序孔注漿前平均透水率為31.837Lu，三序孔注漿前透水率為15.143Lu僅為一序孔的1/3差異明顯，說明一二序孔封堵了大部分的溶洞裂隙，三序孔在一二序孔基礎(chǔ)上進(jìn)行了加強(qiáng)注漿，有效的降低了巖體的滲透性。

2.各次序鉆孔各地層注漿量成果分析

隨著鉆孔施工次序的增加，各地層單位吸漿量逐步減少，二、三序孔明顯小于一序孔。若孔序單位注漿量遞減率在0.25～0.75之間，表明前后序孔注漿體搭接良好，布孔孔距合理，本段單位注漿量遞減率在0.3～0.6之間，說明經(jīng)過注漿后溶洞裂隙基本已經(jīng)充填飽滿，漿液前后搭接良好。

3.帷幕線附近鉆孔水位變化分析

新增水文觀測孔2個(gè)分別為212/FK3和214/FK3，帷幕線周邊共有水文觀測孔15個(gè)，形成了完善的水文觀測網(wǎng)，帷幕線外水位觀測孔216/FK1，216/FK2及ck0802水位比其2007、2008年水位總體上升了3m～8m，而帷幕線內(nèi)水位觀測孔212/FK1和212/FK2水位比其2007、2008年總體下降了1m～4m，說明帷幕注漿使得帷幕線內(nèi)外形成了水位差。

CK52、CK29、CK65、CK0803、212線鉆孔鉆孔水位變化曲線代表帷幕內(nèi)水位變化，CK0801、CK0802、214/FK1、214/FK3及216線鉆孔水位變化曲線代表帷幕外水位變化。帷幕線外的216線鉆孔水位受地下水繞流影響，地下水位波動(dòng)劇烈并有一定的抬升，216/Fk1、216/Fk2、CK0802、214/Fk3鉆孔水位先上升后下降，總體上升趨勢較明顯，但CK0801鉆孔水位在下降后有所抬升說明地下水流場發(fā)生變化，水流向西（帷幕F-G段）繞流。帷幕注漿第三段進(jìn)行封堵后，礦區(qū)的主要進(jìn)水通道向西縮減，地下水有明顯向繞流現(xiàn)象。

三、施工工藝原理及關(guān)鍵技術(shù)分析

第一，注漿材料中的普通水泥-水玻璃雙液漿具有很好的裂縫填充能力，可以對粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土以及強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化的基坑中的裂縫進(jìn)行有效的填充，另外一種注漿材料超細(xì)水泥-水玻璃雙液漿則具有很好的滲透功能。且這種注漿材料無毒、無污染，有利于環(huán)境保護(hù)，可以根據(jù)需要對膠凝時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。

第二，袖間管使用單向的袖閥式塑料管，并在塑料管外側(cè)每隔三十三厘米設(shè)置一組溢漿孔，并將溢漿孔的外部用橡膠套進(jìn)行覆蓋以保證漿液可以順利的在壓力條件下注入到底層內(nèi)，在注漿過程中還應(yīng)避免地層中的砂土流入到注漿管內(nèi)，而對注漿的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。第三，在施工過程中可以根據(jù)工程的實(shí)際情況，采用分段注漿的施工方法，以及配套使用臺(tái)階式的止?jié){塞和皮碗式止?jié){塞來保證注漿的工程質(zhì)量，并保證止水帷幕的連續(xù)有效性。

止水帷幕中常使用的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下三種：第一，使用成孔速度快的地質(zhì)鉆機(jī)垂直于地面鉆孔，這一技術(shù)具有較高的可靠性，且控制垂直時(shí)較易操作。第二，集多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)于一體的抽閥管垂直后退式分段注漿工藝，該工藝可以根據(jù)工程的實(shí)際進(jìn)行注漿參數(shù)的選擇，從而保證工程的注漿質(zhì)量。第三，該施工工藝中采用定量后壓雙控指標(biāo)，可以很好的控制地面隆起而對工程的質(zhì)量造成不利的影響，而且注漿效果良好。

四、井故處理及防治

1.對于上行式注漿引起繞漿固塞的事故處理往往比較麻煩，對于此類事故可采取以下處理措施：

（一）采用反絲鉆桿

地質(zhì)鉆進(jìn)過程中常采用反絲鉆桿處理井內(nèi)事故，即采用反絲鉆桿將井內(nèi)的注漿鉆桿盡可能的全部反出，既減少經(jīng)濟(jì)損失，也為后續(xù)的處理提供足夠的井內(nèi)空間。

（二）偏離事故段

采用反絲鉆桿無法將注漿鉆桿全部反出時(shí)，可采用正常鉆進(jìn)方式將井內(nèi)剩余的鉆桿和止?jié){塞全部磨碎帶出，但這種方式會(huì)花費(fèi)較大的人力和物力，甚至?xí)袚p壞鉆頭的危險(xiǎn)。因此建議采用偏離事故段處理，即在鉆孔注入配比較濃的水泥漿液，待水泥具有足夠強(qiáng)度時(shí)，利用定位靴和鉆孔糾斜設(shè)備在鉆孔事故段至少5m以上巖石較完整地段重新打孔鉆進(jìn)，從而偏離通過事故段。

2.為了防止上行式注漿引起繞漿事故的再次發(fā)生，注漿過程中可采取以下技術(shù)措施：

（一）在可溶巖地區(qū)，盡量少采用由下而上的注漿方式，采用下行式注漿時(shí)則必須需要保證上部各段注漿質(zhì)量，對懷疑有注漿質(zhì)量問題的注漿段必須進(jìn)行驗(yàn)證甚至補(bǔ)注，保證注漿質(zhì)量。

（二）止?jié){塞位置確定，一定要由專門的技術(shù)人員根據(jù)鉆孔巖芯資料確定，保證安設(shè)位置光滑完整，裂隙不發(fā)育地段。在固定好止?jié){塞后，使用鉆機(jī)微微提升，驗(yàn)證止?jié){塞的穩(wěn)固性；

（三）往孔內(nèi)注水，在注漿過程中保證孔內(nèi)水位的穩(wěn)定，穩(wěn)定的水位說明止?jié){塞的封閉性較好，同時(shí)也表明注漿處于正常狀態(tài)，未出現(xiàn)異常情況，如發(fā)現(xiàn)水位上升或流出井口，應(yīng)立即停止注漿，查明原因預(yù)防繞漿事故。

（四）注漿施工時(shí)必須有專門技術(shù)人員在現(xiàn)場操作，所有工作人員要認(rèn)真負(fù)責(zé)，對過程中出現(xiàn)的異常情況要及時(shí)與注漿站溝通分析原因，必要時(shí)停止注漿工作，避免事故發(fā)生。

五、結(jié)束語

通過對近礦體帷幕注漿在礦山防治水應(yīng)用的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)工作的開展有賴于對多方面技術(shù)優(yōu)勢的利用，有關(guān)人員應(yīng)該從礦山防治水的客觀需求出發(fā)，充分比對有利條件，制定最為科學(xué)合理的帷幕注漿技術(shù)應(yīng)用方案。

參考文獻(xiàn)：

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