在太原市婁煩縣層巒疊嶂的群山間，尖山鐵礦采場南幫一道全長464米的“地下防滲長城”正展露雛形。這是由山西建投勘察院公司以EPC模式總承包的尖山鐵礦采場南幫土質(zhì)邊坡92—100勘探線防滲帷幕注漿工程。
創(chuàng)新設(shè)計(jì) 疏堵并舉構(gòu)筑立體治水網(wǎng)
為精準(zhǔn)破解地質(zhì)難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)階段便全面研判地層變化與地下水條件，經(jīng)多輪論證，最終確定以構(gòu)建高質(zhì)量防滲帷幕為核心，配套外側(cè)降水井系統(tǒng)，融合先進(jìn)注漿工藝與科學(xué)降水技術(shù)，形成“疏堵結(jié)合、立體控制”的地下水綜合治理方案。
平面布置圖
團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的防滲帷幕構(gòu)筑起一道堅(jiān)實(shí)的地下阻水屏障：沿預(yù)定軸線布設(shè)雙排梅花形注漿孔，通過灌注水泥漿液形成連續(xù)堅(jiān)固的地下防滲墻，有效阻斷地下水滲流，提升南幫邊坡的穩(wěn)定性。帷幕全長約464米，西接現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，東延至東北側(cè)形成完整封閉體系，共設(shè)注漿孔375個(gè)，總鉆孔進(jìn)尺約43000米。帷幕頂、底分別深入粉質(zhì)黏土層與中風(fēng)化巖層各10米，徹底截?cái)嗔酥饕畬?，確保了帷幕連續(xù)性和阻水可靠性，為后續(xù)作業(yè)創(chuàng)造干燥安全條件。
與防滲帷幕“堵水”功能形成互補(bǔ)的是降水疏干技術(shù)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在帷幕外側(cè)15米以外區(qū)域，按25～30米間距布設(shè)18口降水井，形成降水帶以降低水位、緩解水壓。結(jié)合地質(zhì)與水文數(shù)據(jù)，科學(xué)設(shè)計(jì)井深60～150米，確保排水效率。井管選用φ146鋼管，外包尼龍濾網(wǎng)及濾料層，并配備潛水泵與自動感應(yīng)系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測地下水位變化并自動調(diào)節(jié)水泵啟停，實(shí)現(xiàn)智能降水管理，為施工創(chuàng)造良好條件。
技術(shù)攻堅(jiān) 破解瓶頸夯實(shí)質(zhì)量根基
在復(fù)雜地質(zhì)條件下開展“帷幕阻水+降水疏干”聯(lián)合治理時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持問題導(dǎo)向，強(qiáng)化技術(shù)引領(lǐng)，系統(tǒng)施策突破鉆孔成孔、孔口管作業(yè)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成可復(fù)制、可推廣的施工經(jīng)驗(yàn)。
鉆孔結(jié)構(gòu)圖
針對覆蓋層松散、易塌孔這一施工難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用“優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁+跟管鉆進(jìn)”綜合工藝。施工過程中，通過動態(tài)調(diào)整泥漿性能參數(shù)，在塌孔風(fēng)險(xiǎn)段及時(shí)提高泥漿濃度；當(dāng)遇到嚴(yán)重塌孔風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，立即啟動跟管鉆進(jìn)工藝進(jìn)行加固。進(jìn)入注漿段后，則嚴(yán)格采用清水鉆進(jìn)工藝，確保巖面結(jié)合質(zhì)量。這套工藝體系有效保障了鉆孔“打得進(jìn)、穩(wěn)得住”，為后續(xù)作業(yè)提供了可靠保障。
針對孔口管施工中易下沉、起拔困難等技術(shù)難題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)“兩級鉆頭+注漿鑲鑄”工藝體系，成功攻克孔口管作業(yè)的關(guān)鍵瓶頸。通過優(yōu)化鉆頭選型、細(xì)砂回填及控制注漿壓力等措施，有效防止?jié){液上竄，待凝足夠時(shí)間后再繼續(xù)鉆進(jìn)，在保證鑲鑄質(zhì)量的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了全孔施工結(jié)束后孔口管的順利起拔，從根本上消除了“卡管”隱患，為類似地質(zhì)條件下的鉆孔施工提供了可靠的技術(shù)解決方案。
匠心管控 精細(xì)管理鑄就品質(zhì)標(biāo)桿
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)秉持“管理護(hù)航、品質(zhì)為先”原則，通過精細(xì)化管理全方位保障工程質(zhì)量。在技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)，針對帷幕孔施工，通過“測斜—分析—糾偏”閉環(huán)機(jī)制嚴(yán)控成孔精度：采用高精度測斜儀定期監(jiān)測孔斜情況，實(shí)時(shí)掌握施工動態(tài)。開孔階段嚴(yán)格采用減壓慢轉(zhuǎn)工藝配合粗徑鉆具，確保初始垂直度達(dá)標(biāo)；鉆進(jìn)過程中通過地錨固定、加長鉆具及控制鉆速等綜合措施，將孔斜率始終控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。一旦監(jiān)測發(fā)現(xiàn)偏斜，立即采取掃孔、回填等針對性措施進(jìn)行糾偏，全過程保障鉆孔位置精準(zhǔn)，為后續(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
灌漿質(zhì)量管控貫穿施工全過程，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過多路灌漿監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動記錄與實(shí)時(shí)監(jiān)測，推行“一段一策”精準(zhǔn)控制。針對不同地層特性，先進(jìn)行可灌性試驗(yàn)確定最佳漿液配比，采用多級水灰比動態(tài)調(diào)整，必要時(shí)添加外加劑提升漿液性能。施工中嚴(yán)格把控壓力、注入率和時(shí)間等關(guān)鍵參數(shù)，確保每段灌漿質(zhì)量可追溯。遇到串漿或吃漿量異常時(shí)，立即采取間歇灌漿、速凝調(diào)控和分級升壓等應(yīng)對措施，有效控制漿液擴(kuò)散范圍，既保障了防滲效果，又避免了材料浪費(fèi)和地層擾動。
目前，該項(xiàng)目主體工程全部完成，正在進(jìn)行蓄水池修建工作。下一步，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將系統(tǒng)總結(jié)本次“疏堵結(jié)合”綜合治理的技術(shù)成果與管理經(jīng)驗(yàn)，形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程。同時(shí)，持續(xù)監(jiān)測帷幕防滲與降水系統(tǒng)的運(yùn)行效果，確保這一“地下防滲長城”長期穩(wěn)定發(fā)揮效能，為礦山的安全生產(chǎn)與綠色轉(zhuǎn)型提供堅(jiān)實(shí)保障。
