贵州裸露型岩溶地下河系统污染防治技术——以遵义坪桥地下河系统污染防治工程为例

裸露型岩溶区岩溶强发育、水文地质条件复杂,受污染的地下河系统通道隐蔽性强、污染防治难度大。本文以坪桥地下河系统污染防治工程为例,在近污染源的主径流通道实施“地下水防渗帷幕+污水抽排”工程措施实现近源截排。施工面临岩溶破碎地层易掉块卡埋钻、钻效低及岩溶强发育段浆液扩散距离远等难题。通过配备适宜的钻进工艺,采取纯压式灌浆、水泥砂浆灌填溶洞、低压限量及速凝浆液灌注等灌浆控制措施,保证了工程进度质量,实现了源头治理污染地下水的目的。“近源截排”对类似水文地质条件下地下水污染防治提供可借鉴的地学治理模式。

岩溶地区某尾矿库尾砂渗漏探查与治理

某尾矿库位于岩溶地区,雨季库区出现塌陷,且下游溶洞口尾砂泄漏,造成当地水土体污染。经现场调查及库区水文地质条件初步分析,认为库区岩溶塌陷导通岩溶管道是尾砂泄漏的主要原因。采用EH4连续电导率剖面仪与五极纵轴测深相结合的综合物探方法,先进行EH4探测,再在EH4圈定的异常部位进行五极纵轴测深,发现在库区岩溶洼地中间发育一条北东向断层及其次生构造,且沿构造附近地表以下80m范围内有大量低阻区,推测为库区的主要过水通道。采用地面帷幕注浆方法,利用钻探查清了尾砂渗漏的主要岩溶通道;利用理论公式计算确定了骨料投入量,并采用“投骨料-注双液浆-注水泥单液浆”的动水注浆技术对大型溶洞或岩溶管道进行了有效封堵。经帷幕注浆治理后,库区内未再出现塌陷情况,下游也未见尾砂泄漏。实践表明,综合物探探测技术与地面帷幕注浆方法能有效解决尾砂渗漏通道探查与治理问题,可为今后类似尾矿库渗漏治理提供借鉴。

岩溶隧道精准帷幕注浆施工处治技术研究

福宜高速公路梁王山隧道施工过程中多次发生突泥涌水灾害,极大地增加了施工安全风险。本研究通过现场灾害调研、综合超前地质预报结果等,采用全断面精准帷幕注浆技术,精准加固岩体,精准地指导了后续设计施工。得出以下结论:(1)突泥涌水段的冒顶地质灾害体现为“多层富水、破碎软岩、陡倾裂隙密集、风化带”塌陷,塌陷空间形态呈柱状;(2)注浆中后期采用硫铝酸盐水泥,可注性较好,能有效控制浆液扩散半径,结实率高,能够有效地精准加固底层;(3)根据对帷幕注浆效果进行“注浆压力–注浆量–时间”曲线分析、抽样钻探检验和孔内成像检查结果,得出精准帷幕注浆施工效果良好,地层被加固密实、出水量在设计值以内、浆液结实率高等,施工效果良好,可为类似工程提供参考。

注浆技术在岩溶矿山涌水塌陷防治中的应用

为了解决矿山开采中岩溶发育频繁引发的涌水塌陷等一系列灾害,针对矿区施工过程中因岩溶管道揭露后产生的矿山涌水和地表塌陷现象,基于帷幕灌浆技术提出了可控复合膏浆高压脉动灌浆工艺,并应用于江西安福南方石灰石矿矿山开采中,在治理过程中,根据工程的重难点,对钻孔布局,浆液配比等进行了合理优化。结果表明:治理后矿区北侧西段帷幕治理范围涌水量减少70%以上,地表塌陷的范围、频次和危害程度也得以大幅减少,取得了良好的治理效果。

基于模糊综合评价的岩溶帷幕灌浆效果分析

针对岩溶帷幕灌浆效果评价存在控制因素多、难以统筹定量分析、现行方法具有片面性等问题,提出了基于模糊综合评价法的灌浆效果评价模型。首先构建了模型因素集U、评价集V、评价矩阵R,然后确定了基于层次分析法的权系数向量D,通过模糊合成算子得到了决策集E,实现了灌浆效果多维度定量评价。并以构皮滩水电站为例对模型进行了验证分析,分析结果表明:提出的灌浆效果评价模型与现行传统评价方法具有较好的同步性,但相较于现行方法,该模型不仅可反馈灌后岩体透水率,也可诠释灌后岩体完整性和岩溶封堵程度,具有更高的评价维度和更全面真实的评价体系,具有广阔的行业推广前景。

河谷碳酸盐岩型铅锌矿深部矿坑涌水主控因素研究

西南金属矿区含水层空间结构复杂,多属水文地质条件复杂的河谷岩溶裂隙充水矿床,深部开采极易诱发岩溶涌突水问题,查明矿坑涌水主控因素是解决水患问题的关键。本文以位于云南某河谷的碳酸盐岩铅锌矿为例,基于水文地质勘察、钻孔水位监测、放水试验、涌水量动态观测,查明矿区岩溶发育强度及地下水流场特征,分析矿坑深部充水水源及通道,讨论帷幕注浆工程对矿坑涌水的影响。结果表明:矿坑涌水主控因素为北东—南西构造裂隙,以大气降雨入渗补给为主,地表河流因地下水位下降呈悬挂式河流,缓慢渗流补给地下水且不存在灌入式通道;受近南北向、北东向、北西向3组构造影响,空间上构成“Y”型充水通道,西北、北东、南北向导水能力强,以二叠系栖霞茅口组灰岩地下水侧向补给为主且水源充足;南侧导水性较差,上泥盆统宰格组地下水缓慢径流补给且水量小;帷幕注浆工程大幅减少矿坑涌水量,封堵效果显著。

基于响应面法的岩溶区堤坝注浆帷幕设计优化研究

帷幕注浆是解决岩溶区堤坝渗漏问题的有效措施,为优化岩溶区堤坝注浆帷幕设计,有效控制坝基渗流量和渗透压力。首先,采用多场耦合软件构建了岩溶区堤坝帷幕服役模型,提出了岩溶区堤坝帷幕服役性能评价标准;其次,基于Box-Behnken响应面试验设计,建立了岩溶区帷幕渗透系数、帷幕高度、帷幕宽度与帷幕体内Ca(OH)2溶蚀率之间的回归模型;最后,以满足帷幕服役性能条件下最小帷幕注浆量为优化原则,基于Matlab中的fmincon函数建立了岩溶区注浆帷幕设计参数优化模型,求解某岩溶区险情堤坝帷幕设计参数的最优组合。研究结果表明:帷幕渗透系数是影响岩溶区堤坝帷幕体内Ca(OH)2溶蚀率最重要的因素,其次是帷幕高度与帷幕宽度;考虑到工程安全性和经济性要求,建议该岩溶区堤坝帷幕设计采用帷幕高度15.80 m、帷幕宽度4.51 m的参数组合。研究结果可为岩溶区堤坝帷幕服役性能评估提供参考,也可为岩溶区堤坝注浆帷幕设计优化提供新思路。

复杂富水含矿层水文地质特征及防治水技术研究

以水银洞金矿深部矿体水文地质特征为基础,参考国内相关矿山防治水经验和科研成果,经过防治水方案比较,设计采用井下近矿体帷幕注浆的防治水方案。经矿山井下近矿体帷幕注浆试验,井下注浆可有效充填岩溶溶洞及岩溶裂隙过水通道,并可在矿体下部有效搭接,形成一定厚度的稳定人工隔水帷幕体,可为同类矿山提供防治水经验。

自密实混凝土在岩溶地区水库渗漏处理中的应用

在喀斯特地区,水库岩溶渗漏严重影响着水库安全。笔者结合工程实例,通过工程地质勘察查明库区渗漏的形式和分布范围,经论证后提出了切实可行的防渗处理方案。针对防渗处理过程中出现的岩溶发育情况,采用高密度电法、孔内摄像等物探手段查明岩溶通道发育规模及性质,并提出采用自密实混凝土对岩溶通道进行封堵。现场观测结果表明,防渗处理达到了预期效果。自密实混凝土可在岩溶渗漏处理中推广应用。

岩溶地区厚覆盖层钻孔灌注桩溶洞处理技术

江肇西江特大桥主桥为(128+3×210+128)m 4塔5跨单索面脊梁预应力混凝土矮塔斜拉桥。桥位处基岩溶洞及溶蚀裂隙集中发育,覆盖层为厚17～37m的强透水性砂层。以西江特大桥南引桥钻孔灌注桩施工为背景,对复杂地质条件地区桩基溶洞的处理技术进行了系统总结,重点介绍了溶洞注浆施工工艺以及特殊地段所采用的桩周覆盖层旋喷帷幕压浆处理施工工艺,并对施工参数、成孔要点和旋喷施工要点进行了分析。

岩溶充水矿床帷幕注浆堵水技术研究

岩溶充水矿床帷幕注浆堵水技术国内已开展30多年,为10多个矿山采用,效果显著。我们在参与实践和搜集大量实际资料基础上,对帷幕注浆方式、注浆压力、结束标准,注浆材料,帷幕厚度及防渗标准的确定、特殊孔段注浆工艺、钻孔方法、检测器具、防渗效果检查等重要问题作了详细的论述,从而为工程施工提供的技术参考。

岩溶隧道帷幕注浆止水技术及施工——以宜(昌)万(州)铁路金子山隧道为例

强岩溶区隧道施工中,隧道周边一定范围内的岩溶地下水在隧道施工中将导致隧道岩体工程地质和水文地质条件发生变化,造成围岩强度降低,渗透水压力增加,并可能造成隧道的突然涌水和突泥事故,帷幕注浆是隧道等地下工程施工中防渗止水的有效技术。以在建宜昌-万州铁路金子山隧道为依托工程,在介绍隧道帷幕注浆目的、注浆止水的机理基础上讨论了金子山隧道帷幕注浆止水施工工艺和注浆施工方案,详尽介绍了帷幕注浆的施工组织、机械设备和人员的配备,并就帷幕注浆中注浆量的推算和止浆墙的安全厚度进行了重点探讨,金子山隧道帷幕注浆的成功经验可为同类工程的施工提供技术资料和经验借鉴。

既有土坝可溶岩坝基帷幕灌浆施工中几个问题探讨

在土坝坝顶操作钻灌设备,对坝基大理岩进行帷幕灌浆,摸索出“孔口及坝体封闭基岩内自上而下分段的孔内循环”的灌浆方法,先后遇到了造孔及孔壁封闭、接触面灌浆、形成“灌浆盖帽”、风化带灌浆、岩溶灌浆、冒浆处理、坝基灌浆引起坝体劈裂、灌浆质量检查标准等问题,对这些问题分别进行了详细分析,并提出了防治对策或处理措施。

大志山注浆帷幕防治水工程大型抽水试验

矿山帷幕注浆防治水工程具有典型隐蔽工程的特点,其施工质量检查鉴定和堵水效果评价一直没有可依照和遵循的标准,现有的单因素评价或多因素混合评价都难以给出定量结论,大型抽水试验是目前最为直接且有效的方法,但因工程复杂费用昂贵,很少使用.本文基于Dupuit稳定井流基本原理,在充分调查、分析矿区生产现状、水文地质条件、帷幕勘察、设计、施工资料的基础之上,设计并成功实施一大型抽水试验,使用单井抽水多个观测孔计算公式求解注浆后复合岩体的等效渗透系数,采用拟"大井法"对矿井深部的涌水量进行预测,其成果直接用于大志山帷幕注浆工程的质量检测与评价鉴定,取得较为满意的效果.

象山隧道岩溶突水涌泥原因分析及处理措施

龙厦铁路象山隧道施工中,右线隧道距离进口4 468 m处的掌子面(YDK24+158)发生了大规模、长时间的突水、涌泥,导致地表发生大范围的沉降、塌陷,出现了典型的岩溶地下水突出所引发的地质灾害。结合象山隧道工程地质、水文地质条件,对隧道岩溶突水涌泥原因进行分析,结论是:本隧道具备了发生岩溶突水地质灾害的典型地层特征。为此,借鉴国内岩溶隧道设计施工经验,结合本隧道的地形地质条件,提出在隧道洞身地表相应位置设置深孔,通过深孔进行投料、注浆的方法,封堵掌子面溃口、加固溶腔内的充填物,同时在洞内掌子面进行帷幕注浆、设置高位支洞排水等综合处理措施,达到了预期效果。

琅琊山抽水蓄能电站上水库岩溶发育规律及渗漏条件分析

琅琊山抽水蓄能电站是安徽省目前已开工建设的最大的抽水蓄能电站,其上水库库盆建于石灰岩山谷洼地上,库盆防渗处理是该工程关键性技术课题之一。岩溶是上水库库盆渗漏的主要通道,而岩溶发育程度又受地层岩性、地质构造、地形条件呈现出一定的规律性。文章对琅琊山抽水蓄能电站上水库岩溶发育的基本规律和渗漏条件进行了初步分析,介绍了堵灌结合的防渗处理措施。

铁矿床开采井下近矿体帷幕注浆技术及应用

莱新铁矿是岩溶大水矿山,原采用以疏干排水为主、局部堵水的防治水方法,发现无法将矿区地下水位疏干到安全采矿的水平,效果不明显。经论证采用井下近矿体帷幕注浆的防治水方案,通过实施穿脉水平探水钻孔注浆、顶板加密注浆以及群孔注浆技术,并选用合适的注浆技术参数,堵水效果显著。实践表明,井下近矿体帷幕注浆技术可以用于岩溶大水矿山的水害治理,堵水效果好,经济社会效益和环境效益显著。

大红山矿帷幕注浆工程实践及治水效果

大红山矿大理岩岩溶发育，由于突水造成井下大量涌水，同时引起地下水位急剧下降，引发了较大范围、较大规模的地面塌陷。通过进行幕址勘察、帷幕注浆设计及施工，并对帷幕注浆治水效果进行了评价，认为注浆帷幕堵水效果明显，帷幕注浆质量较好，可发挥显著的截流作用。

石炭-二叠系煤层底板高承压岩溶水防治技术

为了开采平顶山天安煤业股份有限公司十一矿石炭-二叠系岩溶水威胁的己组煤资源,结合矿井岩溶水水文地质条件、岩溶发育规律和历年水文资料,分析了矿井充水条件和己组煤层岩溶裂隙带的分布规律,确立了浅部整体疏放、深部局部疏放和局部帷幕注浆相结合的方法,通过泄水巷和泄水孔联合工程、局部帷幕注浆和泄水联合工程、局部工作面防水工程等工业性试验,验证了方法的正确性。试验结果表明:通过长期的综合防治水治理,截至2016年底水压降至0.1 MPa,解除了底板岩溶水的威胁,实现了安全回采。

乌江渡水电站岩溶地区高压灌浆施工特殊情况的处理

乌江渡水电站扩机地下厂房防渗帷幕工程身处岩溶发育地区 ,工程地质条件复杂 ,地质构造以层间错动断层为主 ,并有部分陡倾角断层发育 ,岩层受构造挤压强烈 ,断层、节理、破碎带发育 ;水平岩溶、垂直岩溶发育。以此工程为例介绍了高压灌浆施工工艺 。