1.適用范圍
適用于強巖溶發育地層巖溶空洞的回填以及巖溶涌水通道的快速封堵,特別適用于位于強巖溶發育區的水庫或已開挖的大型露天礦山的涌水治理,涌水封堵率可以達到90%以上。
2.技術特點
在強巖溶發育區的巖溶通道處理中,巖溶涌水較大時常規灌漿方法往往會有大量漿材被水流帶走,巖溶充填封堵成本較高。采用添加HY-1改性劑的粘土、水泥、粗砂、細石配制的粘土水泥砂石膏漿作為灌漿材料,當漿液進入巖溶空腔后,細顆粒運動速度較快,粗砂及細石運動速度較慢,這樣,泥砂與細石出現分離,細石、粗砂沉積,通過不斷的灌漿,巖溶通道逐漸被充填,且形成了一定的帷幕厚度。短暫待凝形成一定的強度后,再采用含砂粘土水泥膏漿逐漸增壓壓密,將對溶洞內的充填物的劈裂作用轉變為面壓作用,使之排水固結,形成具有一定強度和抗滲性的泥結物。最后以粘土水泥漿對帷幕體的細微裂隙進行劈裂填充,進一步提高帷幕體的強度、穩定性和抗滲性能。
3.材料與設備
灌漿材料主要有碎石、砂、膨潤土、水泥、水以及外加劑;
主要設備有地質鉆機、砂石配料機、強制攪拌機、鏟 車、膏漿泵、拔管機、篩砂機。
4.工程實例
4.1 常德南方石灰石礦涌水治理工程
常德南方石灰巖礦雷公廟礦區位于湖南省常德市鼎城區雷公廟鎮,場地附近揭露地層為第四系松散堆積層及奧陶系灰巖,場地內主要有F2、F1-1、F1-2、F1-3等斷層,勘探最大溶洞洞高23.5m,分布寬度達到30m。石灰礦于2010年3月開工,為露天凹陷礦,2010年9月出礦。2011年10月突然涌水達到8000m3/d;2013年7月+9m平臺西南角從巖溶裂縫中涌水,水量從20000m3/d逐漸增大;2014年11月,日排水量最高達90000m3/d,同時場地附近次生地質災害也不斷發生。為保證礦石正常開采,礦區周邊地下水位達正常水位,消除場地附近因抽水引起的地質災害,需要對礦區進行涌水治理。
采用強巖溶發育地層“填、壓、劈”防滲灌漿施工工法進行溶洞灌漿充填壓密,先在帷幕線按設計孔序施工鉆孔,鉆進過程中遇到溶洞則停止鉆進,探明溶洞發育深度后,安放拔管機,下入60mm灌漿管,連接管路快速泵送灌注粘土水泥砂石膏漿進行巖溶充填。充填起壓結束后,配制含砂水泥粘土膏漿,泵送逐漸增壓進行高壓壓密。膏漿灌漿結束后,掃孔鉆進改用常規穩定漿液加壓再次劈裂充填,至穩壓結束,直至防滲帷幕形成閉合。
自從2014年12月到2015年7月,共完成鉆孔總進尺36371m,帷幕灌漿34521.37m,溶洞膏漿充填24610m3。施工結束后,帷幕線外的地下水位標高由+25m上升到+37~38m,達到礦坑未開挖之前的地下水位;涌水量由90000m3/d下降至5000m3/d,達到合同要求。經過半年的觀察和后續礦石開采,礦坑內涌水量未見明顯變化。
施工處理之前的照片
處理結束后的照片