在礦山治水帷幕注漿中裂隙軸面夾角和有效裂隙率的應用

牛學忠　郭超　張興旺

摘要：隨著科技水平的發展，礦山治水技術也在不斷地推陳出新，帷幕注漿技術已經成為了其主要治理的方式之一。文章對地質條件與注漿影響范圍二者之間的關系進行研究，通過統計大量數據進行分析、處理，進而發現有利于帷幕注漿工作的新參數，即裂隙軸面夾角與有效裂隙率。

關鍵詞：礦山治水；帷幕注漿；裂隙軸面夾角；有效裂隙率；重要意義

帷幕注漿技術在水電系統中有著很多年的使用經驗，在水庫大壩建設期間，帷幕注漿工藝被大范圍應用，且在礦山治水過程中得到良好的治理效果。同時，在施工技術的選置、注漿區域的實際勘察、實驗、施工等不同階段的施工方式、施工工藝、技術要求等有著非常明確的規定以及標準。然而，在礦山治水中帷幕注漿沒有實質性的方針以及相關的規范，大多是根據實際情況決定施工方案和策略。

1帷幕注漿技術分析

帷幕注漿是一種新型的注漿技術，是通過液壓或氣壓將凝固漿液按照相應的設計濃度，經過特設的注漿鉆孔，從而將其壓送到指定的巖土層中，對裂縫或孔隙進行有效地填補，其目的是改善注漿對象的物理力性質，進一步滿足不同種類工程的需要。根據其功能性質不同進行劃分，可以分為防滲注漿以及加固注漿兩種。其中防滲注漿是為了提升基礎抗滲能力，被大范圍使用的一種防滲方法，它是把漿液注入到具有最為適合孔距的鉆孔中，將每個孔中的注漿體之間進行搭接，進而形成于類似帷幕砼結構防滲墻，達到對水流進行截斷、防滲堵漏的目的。

2帷幕注漿中裂隙軸面夾角的實際應用

（1）裂隙軸面夾角的作用。通常情況下，帷幕注漿施工期間，實際的吸漿量以及自身擴散范圍，受到礦山含水層裂隙、注漿的壓力大小、漿液的濃稠度、材料性能等很多方面的影響。除此之外，在施工過程中裂隙巖溶所產生的狀態也會對其造成一定影響，巖層裂隙傾角越大其實際吸漿量以及擴散范圍越小[1]。

而巖層裂隙面的實際狀態，只有在地表以上的部位才能進行觀察和監測，隨著其深度的變化，巖層裂隙的實際狀態是不能觀察和檢測到的。然而，軸面夾角是可以進行測量和觀察的，雖然其本身不是真正的傾角，但是卻能夠反映出巖石層面以及裂縫面在鉆孔中的實際分布情況，它們的變化情況會對注漿量多少以及擴散范圍造成影響。通過對大量的鉆孔信息數據進行分析得出，軸面夾角大于45°時，吸漿狀態最佳，有利于漿液范圍的擴大。

（2）軸面夾角的觀測方法。對軸面夾角的測量方式相對簡單。其測量工具只需要量角器和三角板即可，實際測量方法如圖1所示。

其操作方法如下，首先，將要測量的巖心垂直放好，便于測量軸面夾角度數；其次，將直角三角板放置在裂隙的最高處，并且讓三角尺與巖芯保持平行狀態；再次，使用另外一個三角板順著裂隙方向進行放置，并且要與直角三角板相交，二者相交形成的角度就是軸面夾角。

3帷幕注漿中有效裂隙率的實際應用

（1）裂隙率。巖石中裂隙的體積與包括裂隙在內的巖石體積之比就是裂隙率。一般情況下，在野外工作期間，只測定巖層的面裂隙率或線裂隙率。首先，線裂隙率計算公式是∑d/L×100%，是沿著孔的鉆進方向，在巖芯面上測量其裂隙寬度。其次，面裂隙率的計算公式是：∑L×b/F×100%，是對露出地表的裂隙的長和寬進行測量，從而確定面裂隙率的值。最后，體裂隙率的計算公式是，∑VK/V×100％其實際大小取決于裂隙的長度和寬度以及深度[2]。

（2）有效裂隙率作用。鉆探巖芯的采取率高低受到來自巖層性質以及巖石破碎狀況影響，與此同時，還受到鉆孔機械設備的性能、鉆探方式、孔徑以及人為等實際因素的影響。因此，不管是哪種原因造成的影響，所消耗的巖芯都是軟巖層以及破碎巖層，其本身不能進行觀測，所以，不能將其計入到統計中去。因此，實際裂隙率應該是在進行采取的巖芯上，觀察并測量裂隙實際寬度與巖芯長度之間的比值，這樣統計的更加貼近于真實的裂隙率。為了進一步將其與原來的裂隙率進行更好的分別，將其稱作為有效裂隙率。

（3）帷幕注漿中有效裂隙率的應用。在帷幕注漿過程中，其吸漿量的多少直接受到巖芯裂隙的實際寬度以及數量多少的影響。通常情況下，有效裂隙率值較大，其裂隙寬度就大，就會導致注漿量增加。按照注漿孔編錄統計數據中，有效裂隙率的大小以及裂隙寬度值，再結合壓水試驗得出的最終結果，通過計算可以得出注漿開始時水和水泥之間的比值，然后對注漿量的多少進行估算，進而有效指導注漿工作的進行。

4結論

總而言之，帷幕注漿對礦山地下水治理起到了一定的作用及良好效果。帷幕注漿技術的使用，能夠有效的保護地下水資源，在我國對水資源的重視程度逐漸提升的今天，這種先進的技術方式的應用范圍會越來越廣泛。由于不同區域內的礦山，在地理環境以及水文地質方面都不相同，只有找到它們之間的互通性，才能夠帷幕注漿技術未來的發展和應用，起到一定的幫助作用。

參考文獻：

[1]暢秀俊.裂隙軸面夾角和有效裂隙率在礦山治水帷幕注漿中的應用[J].科技信息,2013(10):400-400.

[2]檀力峰.礦山治水帷幕注漿過程上行式注漿弊端分析[J].城市建設理論研究（電子版）,2012(14):35-35

[3]盧萍,侯克鵬.帷幕注漿技術在礦山治水中的應用現狀與發展趨勢[J].現代礦業,2010(03):21-24.endprint