1.適用范圍
適用于松散軟弱地層,如第四系人工堆積的塊、碎石,沖洪積砂層、礫石層、卵石層、漂卵石層,巖溶洞穴堆積,紅層風化溶蝕堆積,斷層破碎帶、裂隙密集帶等軟弱散體結構,孔隙度大,連通性好、透水性強烈,滲透系數(shù)達到1×10-2cm/s以上地層的防滲處理,還能對防洪堤基、水庫大壩運行和基坑、巷道、隧洞開挖時出現(xiàn)的管涌、突水進行快速堵漏應急處理。
2.技術特點
1)采用可控擠入灌漿技術對松散強透水性地層進行防滲堵漏處理,能快速形成較為完整的防滲帷幕體,其滲透系數(shù)小于10-5cm/s,具有見效快、防滲堵漏性能可靠、經(jīng)濟優(yōu)等。
2)可控擠入灌漿技術利用漿液的粘時變性質(zhì)及漿液在灌漿壓力下快速失水變稠性質(zhì),達到使?jié){液在帷幕范圍內(nèi)實施有效控制擴散的目的;可針對地層的透水性、工程類型選擇適宜的施工參數(shù),如灌漿壓力、灌入量、漿液類型實施對漿液擴散半徑的控制。
3)通過一次成孔、自下而上分段、利用漿體在注漿管與鉆孔環(huán)隙內(nèi)的初凝性能實現(xiàn)以漿止?jié){無塞式灌漿,同時利用漿體的觸變性能,實現(xiàn)漿體擠入受灌段被灌介質(zhì)的孔、裂隙內(nèi),形成堵水幕體或堵體,達到防滲堵漏的目的。
4)可控擠入灌漿使用的設備功率小、設備小,對施工環(huán)境適應性強,施工便捷。
5)可控擠入灌漿施工深度已達到60米以上。
3.主要材料與設備
主要材料為水泥、水玻璃、粘土、外加劑;
主要設備采用沖擊鉆機、回轉(zhuǎn)鉆機、空壓機、拔管機、高速制漿機、雙液注漿泵等。
4.工程實例
4.1百色水利樞紐庫區(qū)汪甸防護堤基漂卵石層防滲處理
百色水利樞紐水庫淹沒區(qū)汪甸防護工程位于右江樂里河支流上,防護堤全長1182.9m,地面高程220~231m,堤頂高程229.5m。2006年8月底~9月初庫水位達到222m高程時,防護區(qū)東區(qū)防護堤內(nèi)保護區(qū)滲水濕潤嚴重,部分堤內(nèi)排滲井已出現(xiàn)涌水涌砂,地形較低的地段(高程221m以下)浸水嚴重,逐步沼澤化。若庫水位進一步上升,至正常蓄水位時,極可能會出現(xiàn)管涌,嚴重危及堤防安全。經(jīng)研究,決定采用可控擠入灌漿工法進行防滲施工;“?”型布置雙排孔、,孔距2m,分兩序進行,鉆孔深入基巖內(nèi)不小于1m。累計完成帷幕灌漿孔541個,檢查孔27個,造孔進尺11504.77m,其中土層6228.66m,漂卵石層4989.4m,基巖286.71m。處理后,檢查孔滲透系數(shù)均小于1.27×10-5cm/s,滿足設計要求,當年水庫多攔蓄洪水3000多萬方,增加發(fā)電效益2000多萬元,同時在訊期保證了防護堤和防護區(qū)的安全運行。
4.1-1百色水庫庫區(qū)汪甸防護堤基漂卵石層滲漏處理工程
4.2 馬鋼姑山礦露天采場第四系砂卵石層承壓水防滲處理工程
馬鞍山姑山礦露天采場呈橢圓形分布,出露面積約1.2km2,出露礦區(qū)周邊第四系覆蓋層內(nèi)賦存較豐富的潛水和承壓水,使北幫壓伏的礦床無法開采。為了充分利用資源,安全、經(jīng)濟地開采該部分礦石,須對北幫第四系地層內(nèi)的地下水進行治理。根據(jù)采場北幫工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,本著經(jīng)濟合理的原則,在不影響礦坑開采所要求的第四系邊坡開挖邊界尺寸條件下,滿足礦床開采時西擴邊坡的穩(wěn)定及對水環(huán)境的要求,提出了使用可控擠入灌漿工法在采場北幫第四系砂卵石層、殘坡積層及基巖強風化層內(nèi)構筑封閉式的防滲帷幕體系的設計理念。防滲帷幕形成后,帷幕的有效厚度不小于200cm,滲透系數(shù)小于5×10-5cm/s。鉆孔采用雙排孔、“?”型布置,孔距2m,分三序進行,鉆孔深入基巖內(nèi)不小于2m。共計完成灌漿孔978個,總進尺41737.82m,灌漿段長13139.12m,灌入水泥5800t、固化劑300t。處理后,檢查孔滲透系數(shù)均小于5×10-5cm/s, 均值為2.32×10-5cm/s.
圖4.2-1姑山礦露天采場灌后開挖揭露沙礫石透水情況 圖4.2-2 礦區(qū)概貌
表明,施工完成的防滲帷幕工程質(zhì)量完全滿足設計要求,帷幕的防滲止水效果良好。且工程節(jié)省直接投資1300多萬元;處理完成后,西擴邊坡得到順利實施,可開采鐵礦石440萬噸,創(chuàng)50億元產(chǎn)值,新增近7億元利潤;同時,可延長采場服務年限6年,社會效益巨大。
該項目獲得了冶金礦山科技進步一等獎,國家安全科技進步二等獎。該技術被國土資源部確定為礦山安全重點技術推廣。