馬 濤 馮巧云 王 暉

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊(duì)， 江西 贛州 341000）

1 工程概況

石古前石灰?guī)r礦山屬露天凹陷開采礦山，現(xiàn)周邊地面裂縫、房屋開裂變形，采礦場(chǎng)流入大量河水，影響開采，故礦區(qū)巖溶問題急需整治。

勘察區(qū)位于北部高丘(標(biāo)高429.8m)，南部低丘、崗地，中部平緩，呈北東方向展布的巖溶準(zhǔn)平原中(標(biāo)高約160-168m)。本次工程主要采用鉆探注漿，以確保礦山開采周邊不出現(xiàn)規(guī)模性地面開裂、坍陷，防范礦區(qū)的北東、西南方向地面出現(xiàn)規(guī)模性開裂、坍塌，截?cái)辔髋：雍铀貛r溶、裂隙大量涌入采礦場(chǎng)。

2 地面塌陷成因

本區(qū)先后產(chǎn)生地面塌陷點(diǎn)115 個(gè)(包括回填后續(xù)發(fā)的)，這些地面塌陷點(diǎn)的形成，均具備下伏碳酸鹽巖中存在開口型溶洞(或存在土洞)。按誘發(fā)地面塌陷主導(dǎo)因素把已發(fā)生的地面塌陷分為兩種類型:①礦坑排水地下水潛蝕作用為主，采礦爆破震動(dòng)作用疊加其上誘發(fā)的地面塌陷；②采礦爆破地震波作用為主，礦坑排水地下水潛蝕作用疊加其上誘發(fā)的地層塌陷。

3 巖溶塌陷治理方案選擇

3.1 防治目標(biāo)及原則

項(xiàng)目目標(biāo)是根據(jù)地質(zhì)環(huán)境條件，地面塌陷易發(fā)性和危險(xiǎn)性，分別采取工程治理措施、安全監(jiān)測(cè)措施和社會(huì)管理措施等相結(jié)合的防治方案，以確保礦山周邊環(huán)境在采礦場(chǎng)采石過程中的安全。

施工遵循以下原則：以人為本，確保防治工程有效和安全的原則；突出重點(diǎn)，兼顧一般，綜合治理的原則；工程治理與控制采礦相結(jié)合的原則；信息化施工，動(dòng)態(tài)治理的原則。

3.2 方法及適用范圍

3.2.1 防滲帷幕注漿法

此法主要針對(duì)巖體破碎帶及巖體含水層。在地表利用鉆孔和鉆孔所反映出的地質(zhì)情況，經(jīng)過分析針對(duì)巖體破碎帶及巖體含水層，利用注漿設(shè)備將可凝漿液注入巖體含水層，在礦體周圍形成一條帷幕狀相對(duì)隔水帶，以減少帷幕內(nèi)礦坑涌水量的一種礦山防治水技術(shù)措施。

根據(jù)區(qū)域巖溶賦存條件，選定防治方案為局部帷幕法防滲截水帷幕注漿，本次帷幕注漿加固主要是針對(duì)淺部強(qiáng)巖溶發(fā)育帶，通過注漿方式將灰?guī)r中的溶洞、裂隙等進(jìn)行充填，阻斷或降低西牛河、大氣降水與地下水的水力聯(lián)系，改變地下水的滲流途徑。每條注漿剖面上布置二排注漿孔，分別為上游、下游排，排距2m，每排分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三序施工，即8 米、4 米、2 米。帷幕注漿孔呈梅花狀布置，先施工下游排注漿孔；每排孔按分序加密的原則進(jìn)行。采用接底式帷幕注漿，注漿底板進(jìn)入相對(duì)隔水層不小于5 米。帷幕體的透水率控制在3～5Lu 內(nèi)。

帷幕注漿治理區(qū)塊有四處：①近東西向北巖溶帶即：西牛河至采礦場(chǎng)西北角；②北東方向巖溶帶北東角（6 線勘探線至良屋村附近）、采礦場(chǎng)南西角（礦山生活區(qū)附近）；③南北向巖溶帶（肖屋南西方向養(yǎng)豬場(chǎng)南緣）。

3.2.2 充填灌注法

此法主要針對(duì)巖體內(nèi)的溶洞進(jìn)行處理。充填灌漿是通過填充巖層中的溶洞以抬高塌陷區(qū)地下水位，維持一定水頭，起到對(duì)洞穴頂板的頂托作用，提高整體抗滑穩(wěn)定性，加強(qiáng)巖體防滲堵漏的能力從而達(dá)到增強(qiáng)巖體整體穩(wěn)定的目的。防止塌陷產(chǎn)生，是露采礦山巖溶塌陷治理的輔助手段。

本次施工采用二者相結(jié)合的方式，綜合研究施工，流程見下圖。

4 施工簡(jiǎn)述

4.1 鉆孔

鉆孔工作在灌漿工程施工中占有極其重要的地位,鉆孔工作的好壞直接影響灌漿施工的成敗。因此,我們對(duì)每一個(gè)單孔的鉆進(jìn)工作均采取了有效措施,每個(gè)孔灌漿段鉆孔結(jié)束后會(huì)同監(jiān)理工程師進(jìn)行檢查驗(yàn)收,檢查合格并經(jīng)監(jiān)理工程師簽證后,方可進(jìn)行下一道工序。

4.2 灌漿

灌漿施工是這次工程的核心,它的工藝參數(shù)頗多,且相互之間必須緊密配合又協(xié)調(diào)一致,若某一個(gè)環(huán)節(jié)出問題,會(huì)直接影響施工的正常進(jìn)行和施工質(zhì)量及進(jìn)度,因此灌漿施工中要求參與人員必須具有高度認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,緊張而有序的工作作風(fēng)。在每個(gè)單孔灌漿前,我們對(duì)其鉆孔質(zhì)量均按規(guī)定的要求進(jìn)行了評(píng)驗(yàn),即上一道工序不合格,決不進(jìn)行下一道工序。

4.3 特殊情況處理

①灌漿全過程中，發(fā)現(xiàn)冒漿、漏漿，應(yīng)根椐具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿等方法進(jìn)行處理；

發(fā)生串漿時(shí)，如串漿孔具備灌漿條件，可同時(shí)進(jìn)行灌漿，應(yīng)一泵灌一孔。否則應(yīng)將串漿孔用栓塞塞住，待灌漿孔灌漿結(jié)束后，再行掃開串漿孔，而后繼續(xù)鉆孔和灌漿。

②灌漿工作必須連續(xù)進(jìn)行，若因故中斷，應(yīng)及早沖洗鉆孔或掃孔后恢復(fù)?；謴?fù)灌漿時(shí)，應(yīng)使用開灌比級(jí)的水泥漿進(jìn)行灌注（用原水灰比）。

③恢復(fù)灌漿后，如注入率與中斷前相比減少很多時(shí)，且在短時(shí)間內(nèi)停止吸漿，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。

④灌漿段注入量大，可選用低壓、濃漿、限流、限量、間歇灌漿；漿液中摻加速凝劑；灌注穩(wěn)定漿液或混合漿液。

⑤灌漿過程中如回漿變濃，換用相同水灰比的新鮮漿液進(jìn)行灌注，若效果不明顯時(shí)，延續(xù)灌30min，即可停止灌注。

4.4 施工質(zhì)量控制

嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙施工、嚴(yán)格按照三方會(huì)簽進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收（業(yè)主、監(jiān)理、施工）、運(yùn)用拍照錄像等手段，做到過程可追溯。

4.4.1 鉆孔質(zhì)量

孔位：測(cè)量放線出控制孔位，根據(jù)控制空位放線一般孔位；

深度：控制不超設(shè)計(jì)深度，可據(jù)實(shí)際確定孔深（溶洞底完整巖5m 標(biāo)準(zhǔn)）；孔深：孔內(nèi)吊放測(cè)繩；

資料：依規(guī)范完成所有資料。

4.4.2 灌漿質(zhì)量

帷幕注漿孔注漿結(jié)束后，應(yīng)復(fù)查注入量、棄漿量和地質(zhì)條件的符合性，尤其是單位注入量大于設(shè)計(jì)注漿量2 倍的注漿孔需重點(diǎn)檢查。

其質(zhì)量應(yīng)利用檢查孔簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)、物探檢測(cè)，結(jié)合施工記錄、施工成果資料進(jìn)行綜合評(píng)定，指標(biāo)為：經(jīng)簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)檢查，試段的合格率不小于90%，不合格試段的透水率不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的150%，且分布不集中，注漿質(zhì)量可評(píng)為合格。

檢查孔簡(jiǎn)易壓水試驗(yàn)應(yīng)在該區(qū)段注漿結(jié)束14d 后自上而下分段卡塞進(jìn)行，壓水試驗(yàn)段高宜小于20m。

檢查孔應(yīng)自下而上分段卡塞按設(shè)計(jì)要求注漿并封孔，檢查孔確認(rèn)注漿不合格的地段進(jìn)行加密注漿，并在影響范圍內(nèi)重新檢查注漿效果。

檢查孔中有結(jié)石心樣宜進(jìn)行抗?jié)B性能檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果存擋。

物探檢測(cè)可利用注漿孔或檢查孔進(jìn)行跨孔測(cè)試，分析裂隙或巖溶中漿液的填充程度，在注漿完成14d 后進(jìn)行。

4.4.3 堵水效果

礦山帷幕注漿防滲能力評(píng)價(jià)應(yīng)以礦坑疏干排放水后礦坑涌水量減小程度為主要依據(jù)，并結(jié)合注漿后地下水流場(chǎng)的變化，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

本次帷幕灌漿施工近6 個(gè)月時(shí)間，施工前采礦場(chǎng)進(jìn)水量為15000m3/天，施工完成后采礦場(chǎng)進(jìn)水量約1000m3/天，治理效果顯著，達(dá)到預(yù)期目的。

5 小結(jié)

礦山帷幕灌漿在治理礦山突水方面效果顯著。既可以防止突水事故的發(fā)生,同時(shí)也減小礦山開采對(duì)周圍環(huán)境的影響。帷幕投入使用后,在礦山開采中注意不要破壞帷幕墻,爆破作業(yè)要遠(yuǎn)離帷幕墻,否則將造成嚴(yán)重的突水事故。