德兴铜矿四号尾矿库排洪斜槽地基灌浆加固效果.pdf

2 0 0 1年 7月 第 3 0卷第 4期 有色矿山 No n t e r r o u s M i n e s J u 1 ． 20 0I V0 - _ 3 0 No 4 德 兴铜 矿 四号 尾矿 库 排 洪斜 槽 地 基 灌浆加 固效 果 杨 春 福 北京 有色 冶金 设 计研 究总 院 ， 北京 1 0 0 0 3 8 [ 关键 词 ]碎 石 土 ； 风 化岩 ； 灌 浆 ； 效 果 [ 摘要 ]在 松 散 的 精坡 堆 积碎 石 土 和 中强 风 化岩 地 基 上 进行 加 密 灌浆 ， 取 得 了 明 显的 加 固效 果 [ 中圈分 类 号 ]TD9 2 6 4[ 文 献 标 识码 ]B[ 文章 编号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 4 0 0 4 6 0 3 The g r ou t i n g r e i nf or c e e f f e c t s of t he f l um e f o u nda t i on i n No． 4 t ai l i ng po nd o f De xi ng Coppe r M i ne YA G Ch u n - f u Be Oi n g C e nt r a l En gi n e e r i n g ＆ Re s e a r c h I n s t i t u t e f o r．No n r o “ s Me t a l l u r g i c al I n du s t r i e s ， Be Oi n g 1 0 0 0 3 8 ， C hi n a Ke y wo r d ss oi l wi t h g r a v e l s ； we a t h e r e d mc k； g r o u fin g； e f f e c t s Ab s t r a c t Th i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e g r o u t i n g e f f e c t s o f t h e f o u nd a t i o n r e i n f o r c e o n t h e i n c o mp a c t s ol l wi t h g r a v e l s a n d t he we a t h e r e d r o c k 德 兴铜 矿 四号尾 矿 库 库 容 8 0 0 0万 n 1 j ， 汇水 面积 1 5 k m ， 最 终 堆 积坝 高 2 0 8 m， 设 计 尾矿 日排放量 9万 t ， 是 世 界上少有 的特大 型 尾矿库 之 一 。为 确 保 尾 矿 库 的 安 全 运 行 ， 1 9 9 9年增 设 了一 条 排 洪 设 施 。排 洪设 旌 采 用斜槽 进水 、 隧洞 排 水 的 型式 。斜 槽 自隧 洞 进 口 沿对 岸 山 波 自 下 而 上 设 置 ， 平 均 坡 角 2 5 。 ， 高 1 0 5 m， 全长 2 5 0 m。斜 槽 地基开 挖后 ． 地 质情 况 与勘 察情 况不一 致， 经补 充勘 察后 ， 确 定斜 槽所 处 场地 为 一滑 坡 体 和 破碎 帮 ， 鉴 于 尾矿库水 位 不断上升和 隧洞 已部分旋工 完 毕的现状 ， 决 定对斜槽 地基 进 行加 固。 【 收 稿 日期 】2 0 0 1 0 4 0 8 【 作 者 简介 】扬 春 福 1 9 5 1 一 ， 男 ， 山东 滨 州 市 人 ． 北 京 有色 冶 金设 计 研 究 总 院 环 境 工 程 所 副 总 工 程 师， 从 事 水工 与尾 矿 工 程设 计 工 作 。 1 工程地质概 况 经 江 西有色 工程总 公 司第四工 程处 对 该 斜槽进 行补 充工 程 地质 勘 察 ， 结果 表 明斜 槽正好 处于两条 断层 相交 形成 的三角地带 中 间， 斜 槽 中上部为 千枚岩 断层 破碎带 ， 大 多 为 强风化 和中风 化干枚 岩 ； 下部 为滑坡 堆积 物 ． 大多为 碎石 土 。经 原 位实 验 和 室 内 实验 ， 测 定了地基 岩 土 的主 要 物理 力学 指 标。 并 得 出 如下结 论。 1 斜 槽 处于 一 断裂 破 碎带上 ， 下部为一 滑坡体 ， 上部 为破 碎带 ， 属 较复 杂场地 ； 2 滑坡体 已停 止发 展 ， 在 目前状 态下基 本 稳 定， 但 当地下 水位上 升至撮 危险 处 ， 滑坡 堆积体 仍有 滑动的可 能性 ； 3 斜槽地基结构松散， 滑坡堆积物 碎 维普资讯 第 4期 扬 春 福 德 兴铜 矿 四 号尾 矿库 排 洪斜 槽 地 基 灌浆 加 固 效 果 4 7 石土 和 破碎带 中、 强 风化千枚 岩 平均 动 力 触探击 数分别 为 6击和 1 2击， 压缩模 量分别 为 6 、 3 MP a和 16 、 4 9 MP a ； 最 大 层 厚 分 别 为 1 2 m 和 2 8 m， 斜 槽 承 受 最 大 尾 矿 荷 载 高 达 1 0 5 m， 在尾 矿荷载 下 的沉 降 量和 差 异沉 降量 均 较大 ， 不能 直接 作为持 力层， 需采取 加 固措 施 。 根据 勘察结 论 。 斜 槽 所 处场 地 和地 基均 较差 ． 必 须予 以治理 。 2 斜槽地基灌浆加固试验与设计 对 于场地 滑坡体 ， 采 用 了上部 削坡 ， 下部 压坡的 治理 方 案 本文 略 。对 于 斜槽 地 基 ， 固岩土 松散 ， 总沉 降量和 差异沉 降量均较大 ， 经多方 案 比较 后 ， 确 定 采用 固结灌 浆 方 法 加 固 该 方法施 工条件 相对便 利 ， 工程量较 小， 但据 以往的 经验 ， 全 风 化和 强 风 化岩 以及 滑 坡 堆积体 碎 石土 的固结灌浆效 果 有一定 的 局限性 ， 为 确定灌浆 加 固方 案 的可行 性 ， 分 别 在滑坡堆 积物和 破 碎带 上 各设 一灌 浆孔进行 了地 基 的 固结 灌浆 实验 ， 灌浆结 束后 2 8天取 样试验 ， 灌浆 前 后地 基 岩 土 的物 理 力学 指 标 的变 化情况 见 表 1 。 表 1 灌 浆试 验 前 后地 基 岩土 的物理 力学 指 标 对 比表 试验 结果 表 明灌浆 效 果 明显， 岩土 密度 r 、 抗 剪强度 、 c 、 压缩 系数 2 、 动探 击 数 、 渗透 系数和 承载力均 有较大 改善 ， 是加 固地基有 效措 施。 因此 ， 决 定采 用 固结 灌 浆 加 固斜槽 地基 。 斜槽基础 宽 4 m 左右 ， 根据 试验 结 果 ， 设 计布 置 两 排 灌 浆 孔 ， 排 距 3 ． 0 m， 每 排 孔 距 4 m， 两 排孔 交 错 布 设 ， 孔 深 至 中风 化 岩 层 以 下 l m． 深度 为 7 ～3 0 m， 平 均孔 深 1 6 m， 钻 孔 总数 1 1 9个 ， 总进 尺 1 9 0 4 m。 采用 钻孔 成孔 ， 孔径 1 0 2 mm． 灌 浆有效 半径 2 、 0 ～2 、 5 m 灌浆 材料 以水 泥 浆 为 主 ， 但 在灌 浆过 程 中探 讨掺 加细 沙的 可能性 。根 据勘 察试验 建 议 的灌浆 施 工 参 数 值 见 表 2 ， 灌 浆 量 随 深 度 和灌 浆 压力 的变 化 沿深 度 逐渐 加大 ， 平 均每 米灌浆量 不少 于 0 。 5 t ， 但要 求 在 实施 过 程 中 根据灌 浆效 果 适时修 正。 灌浆效果 不低于 灌 浆试验 值 。 表 2 - 灌浆 施 工 参数 建议 值 ．注 灌浆 压力 按 经验 公式 确 定 [ | _P0 H。式 中 [ ] 容 许 灌浆 压 力， k P a ； 尸0 地 面 畏 容许 灌浆 压 力 k P 洲灌浆每增加 l m容许增加的压力值． 本工程聪 5 0 ～l O O k P a 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1证 3灌浆施工 与检验 斜槽地 基灌 浆加 固工 程 由马鞍 山矿 山研 究 院 设 计 施 工 。 由于 在 施 工 中 采 用 r无 止 浆 垫工 艺． 为 防止地表跑 浆 。 在地 表 2 m 范 围 内 布设 了加 密孔 。 并根 据 实 际情 况 逐级 采 用水 灰 比为 1 1 、 0 ． 7 5 1 、 0 ． 5 1三 种 水 泥浆液 作 为注 浆 主 剂． 当 注入 量大 于 3 0 0 L而 压力 和 注入 率均 无大变 化 时， 则 采用下 一级水 灰比， 在 采用最后 一级 水灰 比 尚难 以控 制 注浆半径 的破 碎 带 和 冒 浆 严 重 地段 时， 掺 加 浓 度 为 4 2 。 B e的 水玻 璃 作 为 固 结 注 浆 的速 凝剂 ， 直 到达 到设 计要求 。最 终的单 位孔 深 灌入水泥 量 达 0． 4 6 9 t ／ m。 灌浆 结束后 ， 对 灌浆 效 果 进 行 r原 位 标 准贯 入 、 重力 触探 、 压 水 和载 荷 试 验 ， 同 时 也 钻 孔取样进 行 _r室 内试验 。 由于风 化岩和 碎 石土 的原状 样 取 样 困难 。 室 内试 验 的 规律 性 不 好， 难 以反 映实际状 况 ， 但从检 查 孔岩芯 和 开 挖 情 况 可 以 看 出 ， 水 泥 在 土 体 时 呈 网 格 状 或 团状分 布， 在破碎 带 中沿 裂 隙分布 ， 局部 空 洞 中集 中成团状 。而原 位试验 未对 地基进 行 扰 动， 其 试验 结 果代 表 了灌浆 前 后 的 实 际情 况 。各种 试 验 结 果 汇 总 于 表 3中。 结 果 表 明， 经 灌 浆 加 固 后， 斜 槽 地 基 得 到 了 明显 改 善 ， 完全 达到 了设 计要 求 。 表 3 灌 浆 前 后实 验成 果 表 4分 析 与评 价 1 在 滑 坡 堆 积 物 碎 石 土 和 破 碎 带 中 、 强风化 千 枚 岩 地 基 中采 用 水 泥 浆并 适 当加水玻璃 进行 固结加密 灌浆的效 果是 可行 的 ， 碎 石土的 平均 动 力触 探 击 数 由 6击 提 高 到 3 4击 。 单 位 吸水 率 由 0． 3 5 1 ． ／ mi n- m- m 降到 0． 0 2 7 I J mi n ． m． m ； 中 、 强风 化岩 的平 均 动力触探 击 数 由 1 2击 提 高 到 5 0击 上 ， 单位 吸 水 率 由 0 ． 3 6 L ／ mi n． m ． m 降 到 0． 0 2 3 L ／ mi n ． m- m ， 加 密效 果明显 。 2 从 检 查结果 来 看， 经试 验性 灌浆后 的 加 固效 果远 不 如经 全 部 灌浆 后 的 加 固效 果 ， 如 碎石土 的 动探 击 数 在试 灌 后 由 6击 提 高 到 9击 ， 而经 全 灌后 则提 高到 3 4击 ； 中强 风 化千枚 岩 的动 探击 数 在试 灌后 由 1 2击 提 高 到 1 7 击 ， 而 经 全 灌 后 则 提 高 到 5 0 击 以 上 下 转 第 5 7页 维普资讯 第 4期 翁映 华 砌体 结 构裂 缝分 析 及控 制 5 7 沉降起到 显著作 用。 3 合理的设 置 沉降缝 。沉 降缝 是 将房 屋 自屋顶 到基础 全部分 开形成若 干个 体型规 则、 整 体刚度 好 的 独立 沉 降 单 元 。沉 降缝 一 般设 置在 地基 上 的 压缩 性 能 有 显著 差 异 处 ， 房屋高度 和荷 载有 较 大 变 化 处 、 分 期 建 造房 屋交界 处、 房 屋 结 构基 础类 型及 地 基 处 理方 法不 同交界 处。 当房 屋 长 高 比过 大 时 ， 在适 当部位 也应设置 沉降缝 。 3 裂 缝 处 理 方 法 砌 体房屋 出现 裂 缝 后 ， 应首 先 分 析 产 生 的原 因、 裂缝 稳 定程度 以及对结 构 的危 害性 ， 有针对性 的 采 用不 同处 理 方 法 ， 砌 体 结 构 裂 缝常 用的处 理方法 有 ① 压 力灌 浆修补 法 ； ② 局部 补强法 ； ③ 表面封 闭修 复法 ； ④ 夹板墙 加 固法 ； ⑤扶壁柱 加 固砖墙 法 ； ⑥局部 补强法 。 温度变 化产 生 裂缝 的特 点 是变 化性 大 ． 简单 的处理 后 还会 再 次 开裂 ， 因 此对 温 度 变 化产 生裂缝 可 以 采 用压 力灌 浆 修 补法 ， 并 采 用局部拉结 钢筋或 夹板 墙 等措 施加 固。当屋 面保 温层 不满 足要 求时 ． 应 先对其进 行处理 ， 再 对墙体进 行 加固。 材 料干 缩产生 的裂缝 和 门窗洞 口的应力 集 中产 生的裂缝 ， 其 宽度一 般较 小 ， 主要 是影 响 建筑 的美 观 ， 不会 危及 结 构的安 全， 因此可 采 用表面封 闭修 补法 进 行 处理 ． 宽 度较 窄的 裂缝 可用 白灰 加 1 0 7胶嵌 补， 宽 度 相对 较 大 的裂缝应将 两 侧砌 体 凿 开 ， 重 新 用 砂浆 修补 后 再做 表面 装修 。 对 于地 基不均 匀 沉 降产 生 的裂缝 ， 首 先 要 找 出地基 变形 的原 因． 先 处理地基 ， 再 对上 部结 构进行 处 理 。基 础 常 用 的处 理 方法 有 增设 灰 土挤 密桩 、 旋 喷桩等 支托 基础 ； 采用水 泥浆 罐 注法 、 矽 化法 等加 固地基 ； 扩大基 础面 积 ； 限制 地 下水 位变 化 等 。上 部 结 构 裂缝 的 常 用处 理方 法有 高 标号水 泥砂 浆 灌缝 、 钢筋 网水泥砂浆 夹板 墙 加 固、 局 部钢 筋 或钢 板 拉 结 加强 等。 [ 参 考文献 】 [ 1 ] 砌 体结 构 设计 规 范 [ s ] GB J 3 8 8 北 京 中 国 建 筑工 业 出版 社 ， 1 9 8 8 [ 2 ] 现 代 砌 体 结 构 [ s ] ． 北 京 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ． 2 0 0 0 [ 3 ] 砌 体结 构 设计 手 册 按 GB J 38 8新 编 [ s ] ． 北 京 中 国建 筑工 业 出版 社 ， 1 9 9 2 上接 第 4 8面 其原 因是 在全 灌时增 加 了灌浆 孔数和提 高 了 浆 液浓度 ， 在今 后根 据 灌 浆试 验 结 果 确 定灌 浆 效果 时应 充分考 虑这 一点 。 3 从 灌浆后 的岩芯情 况看 ， 对于 碎石类 土或 土质类 风化岩 的灌浆机理 是浆液从 较 易 进 浆 的大 孔 隙 中积 聚并 积 压 周 围 的松 软 土 质 ， 从而 达到加密 土体 的加固效果 ， 这 与 以充 填岩 石 裂 隙 为 主 的 岩 石灌 浆 机 理 有 明 显 不 同 。 4 对于碎 石类土 和土质类 风化岩 而言， 其 灌浆效果 检验应 以原位试 验为 主。 热烈 庆祝 北京 申奥 成功 维普资讯