【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)飛速增長,礦產(chǎn)資源的開發(fā)逐漸向深部發(fā)展,施工過程中遇到越來越多的難題,因此以堵水或加固為目的的地下工程帷幕注漿技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。我國大多數(shù)富水巖溶礦床的安全開采,均在一定程度上運(yùn)用了帷幕注漿技術(shù)來進(jìn)行地下涌水的封堵。但帷幕注漿工程屬于相當(dāng)規(guī)范的地下隱蔽工程,帷幕質(zhì)量的好壞不容易評定,其注漿效果評價(jià)在國內(nèi)外至今沒有可遵守的統(tǒng)一規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)。論文以大冶市鯉泥湖礦區(qū)帷幕注漿工程為研究背景,針對帷幕注漿防治水工程質(zhì)量評價(jià)中單因素評價(jià)或多因素混合評價(jià)缺乏定量評判標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,擬采用資料分析法、檢查孔檢查法、CT探測法、抽水試驗(yàn)法以及地下水模擬法等方法對礦區(qū)帷幕注漿工程質(zhì)量進(jìn)行單獨(dú)評價(jià)。并結(jié)合模糊數(shù)學(xué)理論,利用模糊綜合評價(jià)法建立符合礦區(qū)特征的綜合評價(jià)體系,對礦區(qū)帷幕質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)綜合的評判。本文主要研究內(nèi)容與成果如下:(1)帷幕注漿質(zhì)量定性評價(jià)。以大冶市鯉泥湖礦區(qū)帷幕幕址勘察、設(shè)計(jì)、施工資料及相關(guān)施工記錄為基礎(chǔ),分別采用注漿資料分析法、檢查孔檢查法和CT層析成像技術(shù)對帷幕設(shè)計(jì)參數(shù)、注漿漿液材料、各序次鉆孔透水率及吸漿量變化情況、檢查孔壓水試驗(yàn)、漿巖結(jié)石體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)以及帷幕巖溶裂隙充填狀況與工程施工過程記錄,進(jìn)行核查、檢驗(yàn)、測試與統(tǒng)計(jì)分析。分析結(jié)果表明:1)隨著鉆孔序次的增加,序次鉆孔平均透水率從Ⅰ序孔的4.820 lu降低到Ⅲ序孔的1.170 lu,單位注漿量從Ⅰ序孔的11.940 m~3/m,降低到Ⅲ序孔的2.937 m~3/m;2)根據(jù)檢查孔數(shù)量布設(shè)原則,針對工程實(shí)際布設(shè)4個(gè)檢查孔,檢查孔的平均透水率為0.316 lu,較之相鄰鉆孔注漿前的平均透水率3.071 lu減少90%;3)根據(jù)巖芯室內(nèi)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),檢查孔鉆孔取芯后漿巖結(jié)石體的抗壓強(qiáng)度分布在20-60MPa之間,結(jié)石體強(qiáng)度高,滿足幕墻抗壓強(qiáng)度要求;4)經(jīng)CT電磁波掃描探測,注漿漿液充填后原有的溶洞發(fā)育或巖體破碎段封閉完好,不存在大的滲水通道等現(xiàn)象。以上各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求與相關(guān)工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),可初步判定鯉泥湖礦區(qū)帷幕注漿工程質(zhì)量屬優(yōu)良。(2)地下水?dāng)?shù)值模擬。在深入分析礦區(qū)地下水流動系統(tǒng)及水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,對區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件進(jìn)行概化,確定模型的模擬范圍和邊界條件、含水層結(jié)構(gòu)性質(zhì)、地下水系統(tǒng)的源匯項(xiàng)以及相應(yīng)含水層的水文地質(zhì)參數(shù)。利用Visual Modflow三維可視化地下水?dāng)?shù)值模擬軟件構(gòu)建符合礦區(qū)實(shí)際的三維各向同性非穩(wěn)定流數(shù)值模型,利用實(shí)際觀測孔水位資料進(jìn)行模擬擬合,實(shí)現(xiàn)了對所建數(shù)值模型的校正。并利用校正后的模型對帷幕注漿后-125m、-165m、-205m水平進(jìn)行定水頭疏干分析,預(yù)測-125m、-165m、-205m不同水平礦區(qū)涌水量及地下水流場變化情況。(3)穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。根據(jù)礦山生產(chǎn)實(shí)際狀況及所設(shè)定的抽水設(shè)備能力,設(shè)計(jì)利用既有主井進(jìn)行-60m、-130m和-200m三階段降深的單孔抽水、多觀測孔水文變化的穩(wěn)定流抽水試驗(yàn)。聯(lián)系單井抽水多觀察孔水位波動計(jì)算公式求解注漿后復(fù)合巖體的等效滲透系數(shù),采取“大井法”對礦井-125m、-165m、-205m涌水量進(jìn)行預(yù)估,計(jì)算結(jié)果表明帷幕完工后礦區(qū)涌水量顯著削減,此中-165m堵水率達(dá)71.46%,-205m處堵水率達(dá)77.44%,皆滿足帷幕設(shè)計(jì)堵水率達(dá)70%的要求。(4)帷幕注漿質(zhì)量模糊綜合評價(jià)。根據(jù)大冶市鯉泥湖礦區(qū)工程實(shí)際生產(chǎn)情況,剖析并確定了影響工程帷幕注漿效果的主要因素及次要因素,利用層次分析法,創(chuàng)建以帷幕設(shè)計(jì)、注漿材料、鉆孔壓水試驗(yàn)、鉆孔注漿量、檢查孔壓水試驗(yàn)、結(jié)石體質(zhì)量、裂隙充填情況、抽水量時(shí)程曲線、觀測孔降深時(shí)程曲線、涌水量預(yù)測、地下水流場預(yù)測為注漿效果評價(jià)的指標(biāo)體系。隨后對各評價(jià)因子進(jìn)行量化,參考工程質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn),劃分了優(yōu)良、合格、不合格三個(gè)反映注漿效果的評價(jià)等級標(biāo)準(zhǔn)。并確定了相應(yīng)的隸屬度及權(quán)重指標(biāo),采用構(gòu)建的模糊綜合評價(jià)模型對鯉泥湖礦區(qū)帷幕注漿工程質(zhì)量效果進(jìn)行綜合評價(jià)。經(jīng)計(jì)算,由最大隸屬度原則可知,帷幕堵水率達(dá)70%以上,符合帷幕設(shè)計(jì)要求,帷幕質(zhì)量等級屬優(yōu)良,與迄今為止的運(yùn)營情況相符。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD745
【圖文】：

電磁波射線發(fā)射天線 異常體接收天線圖 3-5 電磁波 CT 工作示意圖3.4.3 成果分析本次電磁波鉆孔透視（CT）共做兩條剖面，檢查孔 CH1 在 K8、K9之間，CH2 在 K15、K16 之間為第一條剖面，CH3 在 K24、K25 之間，CH4 在 K32、K33 之間為第二條剖面。根據(jù)兩對剖面的測試，得到下列成果（參見圖 3-6，3-7）：

電磁波射線發(fā)射天線 異常體接收天線圖 3-5 電磁波 CT 工作示意圖3.4.3 成果分析本次電磁波鉆孔透視（CT）共做兩條剖面，檢查孔 CH1 在 K8、K9之間，CH2 在 K15、K16 之間為第一條剖面，CH3 在 K24、K25 之間，CH4 在 K32、K33 之間為第二條剖面。根據(jù)兩對剖面的測試，得到下列成果（參見圖 3-6，3-7）：

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本文編號：2713145