陳國幟

（廣東省地質局第六地質大隊，廣東江門529040）

淺談某采石場止水施工技術方案

陳國幟*

（廣東省地質局第六地質大隊，廣東江門529040）

負地形采石場的開采，在排干場內地下水的同時必然會引起周圍地面的沉降。影響到附近周邊人民群眾的財產安全，也影響到石場的開采安全。所以采取有效的止水措施，是石場開采安全生產的重要保證。

地面塌陷；落水洞；溶洞；灌漿；灌漿壓力

1　工程概況

通過對本石場的現場勘察，及周邊地面塌陷地質災害的基本情況做調查。區(qū)內主要為泥盆系上統天子嶺組石灰?guī)r，上覆第四系松散沖洪積層，厚度約5m?；鶐r表面溶蝕：基巖表面經長期溶蝕風化形成由溶槽、溶溝、石牙組成的起伏面。是在古地貌基礎上發(fā)育的結果。所以基巖面起伏變化較大。從采石坑壁調查發(fā)現，坑壁發(fā)育有多組較發(fā)育的裂隙帶（構造帶，由其中主要一組產狀為115°∠80°），厚度約0.5～1.0m（傾角較陡，傾角75°～85°）；地面天溝發(fā)育，走向約285。，寬度約0.6～1.00m；中部落水洞發(fā)育，天溝與落水洞連通性好，為采石場的主要透水帶，與東側的水溝連通性好。經調查，石場目前漏水嚴重有7處，東側有4處。場內日排水量5000t，周圍農田已出現數十處的落水洞；東邊離采石場500m外的民房有的墻體出現了裂縫。所以制定有效的止水方案及施工措施尤其重要。

2　止水方案

本次止水方案以堵裂隙帶的裂隙及溶洞為主要目的，具體如下：

（1）在水溝左岸、底部修筑防水墻。因天溝、溶洞發(fā)育，與地表水特別是水溝的水力聯系強，所以首先修筑防水墻以切斷與地表水補給。

（2）對采石場東邊80m范圍內已產生的地面塌陷、落水洞進行灌漿處理，以水泥混合粘土灌漿為主，若溶洞較大時采用水泥砂漿灌注；需要反復多次灌注，灌注到不吃漿方可停止，灌漿壓力以自重壓力或加水泥砂能流動的壓力為宜，灌漿點宜根據落水洞的分布現場確定（見圖1）。

圖1　采石場平面圖

（3）在采石場東邊水溝外側布置鉆孔壓漿。鉆孔沿采石坑壁裂隙帶的走向布置，鉆孔深度以采場的規(guī)劃開采深度作控制，先施工水溝外側的鉆孔，并從鉆孔底部開始壓漿，緩慢提升鉆具，壓至孔口冒漿再施工下一個鉆孔。根據裂隙帶的出露，暫定壓漿孔20個，視裂隙發(fā)育情況，現場可局部加密。施工時要加速凝劑（水玻璃），確保壓漿質量。水玻璃的模數為2.4～3.4、濃度30°～45°Be（波美度）為宜，濃度高時可稀釋。水玻璃量不宜超過水泥重量3%～4%。摻加水玻璃要求水泥漿的水灰比小于或等于l∶l，水泥漿與水玻璃的體積比為（1∶0.8）～（l∶0.6）。

（4）布孔宜以“品”字形，排數暫定2排，局部可根據實際情況進行調整。

（5）在開采過程中，如發(fā)現有透水現象，再在透水地段進行灌漿法止水，以求達到在開采過程中少抽取地下水，確保水土流失，減少地質災害的發(fā)生。

3　灌漿壓力

灌漿壓力一般根據孔深、帷幕設計水頭和地質條件，通過灌漿試驗確定。采用一般灌漿方法時，可按以下經驗公式估算：

式中：P——灌漿壓力，kgf/cm2；

P0——巖基表層段的允許灌漿壓力，kgf/cm2，依據經驗確定；

m——表層段以下每深入巖基1m可增加的壓力，kgf/（cm·m）；

D——灌漿段以上巖層的厚度，m。

第二排的壓漿孔比第一排孔遞增25%左右。帷幕表層孔段的灌漿壓力不宜小于1～1.5倍帷幕的工作水頭；帷幕底部的灌漿壓力以2～3倍的工作水頭為宜。

4　施工順序

灌漿時，應采用自上而下的分段鉆孔灌漿方法進行施工。段與段之間，一般可不待凝，但孔口段、溶洞段、吃漿量特大和孔內有涌水的孔段，則宜適當待凝，待凝時間視工程具體情況而定。灌漿段的長度，表層第一段（混凝土與基巖接觸段）不宜大于2m；以下各段一般宜采用5m；在特大吃漿和嚴重坍孔處應適當縮短。在吃漿量很小的地段可適當加長，但不宜大于10m。

5　鉆孔施工與沖洗

鉆孔統一編號，由測量人員放樣定位。鉆孔結束后，應對孔深和孔底殘留等進行檢查也不符合要求的，應及時處理。鉆孔中，應對孔內各種情況做詳細記錄，如斷層、溶洞、破碎帶的位置以及涌水、漏水情況等。采用金鋼石鉆進時，一般孔徑為直徑為73mm的鉆頭。

灌漿孔在灌漿前應進行沖洗，以提高灌漿效果。本止水工程宜使用壓水沖洗，使用灌漿泵將壓力水通過孔內循環(huán)管路對灌漿孔進行沖冼，直至回清水后再延續(xù)10min為止。沖洗水壓力一般不大于該段灌漿壓力的80%。

6　灌漿

（1）結合本石場，灌漿施工中宜以吸漿率為主的控制辦法。在灌漿過程中按規(guī)定的吸漿率大小進行控制。若吸漿率大于規(guī)定值時就降低壓力。以控制住吸漿率不超過規(guī)定值，再逐漸升壓，直到結束。吸漿率大小的選擇，主要視地層結構而定。

（2）漿液變換。灌漿液的變換，應遵循由稀到濃的原則，逐級改變。漿液的水灰比可采用8∶1、5∶1、3∶1、2∶l、1.5∶1、1∶1、0.8∶l、0.5∶1八個比級。灌漿中，當灌漿壓力保持不變，吸漿率均勻減少時；或吸漿率不變，壓力均勻升高時，不得改變水灰比。一般，當某一級水灰比漿液的灌入量已超過規(guī)定值，而灌漿壓力及吸漿率均無改變或改變不明顯時，應改濃一級水灰比。當吸漿率大于6L/（min·m）時，可根據具體情況適當越級變濃。

（3）灌漿孔的封填：全孔灌漿結束后，必須做好對鉆孔的封填工作，多采用灌漿法封填。方法為：①采用自下而上分段灌漿時，最后一段灌漿結束后，應立即改用最稠一級漿進行復灌。②封孔灌漿時，采用該孔段的原灌漿壓力，按正常灌漿的結束標準進行。③待水泥漿硬干后，對未被填滿部分排除孔內積水后，再直接用干硬性水泥砂漿封填。

7　灌漿效果的評定和檢查

（1）繪制各壓漿孔的單位吸水率和單位耗灰量曲線，根據其隨序遞減的程度來分析灌漿效果。

（2）打檢查孔進行壓水試驗和采取巖芯。以檢查孔的單位吸水率及對巖芯加以觀察，了解漿液結石及與巖石的結合情況。

（3）建議在東側水溝壓漿孔附近進行高壓注水試驗，以確定壓漿效果。

8　結束語

（1）注漿止水的基本作用機理為通過注漿設備將漿液注入至土層中的滲漏水通道，通過漿液的不斷凝固、堆積，將滲漏水通道堵塞，從而解決滲漏水問題。注漿止水是在動水的條件下施工，必須根據工程實際情況，合理選擇施工工藝和注漿漿液，才能取得良好的效果。注漿止水對施工工藝的要求就是設備和工藝簡單，施工速度快，以滿足搶險工程快速反應的要求。

（2）該石場經過合理的止水方案進行了注漿止水施工后，達到了預期效果。經注漿止水后場內日排水量由原來5000m3減小到現在的100m3，治理效果明顯。確保采石場的生產安全和周圍村莊的人民財產安全。

［1］巖土工程治理手冊［M］.遼寧科學技術出版社，1993.

［2］基坑工程手冊［M］.2版.中國建筑工業(yè)出版社，2009.

P641

B

1004-5716（2016）05-0018-02

2016-01-14

2016-01-19

陳國幟（1970-），男（漢族），廣東恩平人，工程師，現從事巖土工程及地質找礦工作。