龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价

汤振; 蒋小珍; 陈立根; 雷明堂; 马骁; 吴晟堂

doi:10.11932/karst20220102

龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价

doi: 10.11932/karst20220102

1.
中国地质科学院岩溶地质研究所，广西桂林 541004
2.
广东省有色地质勘查院，广东广州 510089

基金项目:

国家自然科学基金 42077273

中国地质调查局项目 DD20190266

详细信息

作者简介:
汤振（1994-），男，博士研究生，主要从事岩溶地质灾害防治研究。E-mail：571666129@qq.com。

中图分类号: TV543
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出版历程
- 收稿日期: 2021-02-17
- 发布日期: 2022-02-25
- 刊出日期: 2022-02-25

Groundwater sealing by grouting curtain technique and its grouting effect evaluation of a limestone quarry in Longmen county

1.
Institute of Karst Geology，CAGS， Guilin， Guangxi 541004， China
2.
Guangdong Nonferrous Metals Geological Exploration Institution， Guangzhou， Guangdong 510089， China

Funds:

42077273

DD20190266

摘要

摘要: 龙门县石灰岩储量丰富，是广东省最大水泥生产基地之一。采石产业带动当地经济快速发展的同时产生了一系列环境地质问题。某石灰岩采石场前期对矿区环境地质条件研究程度不足，在开采过程中意外揭穿断裂F1控制的岩溶导水裂隙带，北侧地下水向采坑排泄，涌水量约3 000 m³ ∙ d^-1。随着地下水位的下降，矿区北部陆续产生17处岩溶塌陷，引起多座房屋开裂，对当地居民的生产生活安全造成威胁。文章基于地面岩溶水文地质调查，运用地球物理勘探和钻探等方法，探明该区域地下岩溶发育分布特征，制定帷幕止水方案，并采用综合检测方法（高密度电阻率法、钻孔抽芯、压水试验和地下水位动态监测）对帷幕的注浆效果进行评价。帷幕两侧地下水位动态监测可以综合反映止水效果及其随时间的变化，建议保留监测设备，继续做好监测工作。检测结果表明，浆液基本完成对帷幕轴线方向上溶洞、岩溶管道、裂隙的填充，帷幕两侧形成稳定的水位差，涌水点的流量明显减小，帷幕的止水效果显著。
- 岩溶塌陷 /
- 注浆帷幕 /
- 注浆效果检测 /
- 地下水 /
- 灾害防治
Abstract: Limestone has a wide range of uses and is an indispensable raw material in people's life. The main uses include cement， chemical fertilizer， medicine， glass， etc. With the acceleration of urbanization and infrastructure construction， the demand for building materials has increased， and the development of quarrying industry has made great contributions to the national economy. However， due to the lack of study on the environmental and geological conditions of mining area in the early stage of the quarries， frequent and unreasonable mining activities have damaged the ecological environment around the mine， resulting in serious environmental and geological problems. Longmen county is rich in limestone reserves and has many limestone quarries，making it one of the largest cement production bases in Guangdong Province， China. A local limestone quarry accidentally exposed the karst water flowing fractured zone controlled by fault F1 during the mining process， and the groundwater in the north side was discharged to the mining pit， with a water inflow of about 3，000 m³ ∙ d^-1. With the decline of groundwater level， 17 sinkholes occurred in the northern part of the mining area， causing multiple houses to crack and threatening the safety of local residents. Based on the ground karst hydrological survey， this paper used geophysical exploration and drilling methods to explore the distribution characteristics of underground karst development in this region， formulated the grouting curtain scheme，and used comprehensive detection methods，such as high-density resistivity method， verification borehole， Lugeon test and groundwater level dynamic monitoring， to evaluate the grouting effect of the water-proof curtain. Based on the understanding that the water-conducting fault F1 was the main inflow channel of groundwater in the mining pit，it is proposed that the purpose of preventing karst collapse can be achieved by sealing with the curtain grouting technique. The location of the curtain was determined by existing site characteristics，geological conditions， sinkhole location， geophysical testing， exploratory drilling and other factors. The curtain was perpendicular to the fault F1， about 200 m long，with a single row of boreholes and a distance of 10 m. Two major void zones were discovered during drilling. The formations of the west void zones were closely related to the fault position， and the east void zones were developed at the stratigraphic boundary. Conventional cement grouts were used in the curtain， and the grout is prepared according to the rock permeability obtained from the Lugeon test. Once the borehole orifice was closed， the grouts were circulated in the borehole， and the upward and downward directions were connected with segmented grouting. This grouting technique achieved a constant grouting pressure and effectively controlled the diffusion radius of the grouts. After the completion of the curtain， the comprehensive detection methods （high-density resistivity method， verification borehole， Lugeon test and groundwater level dynamic monitoring） were used to evaluate the grouting effect of the curtain. The grouting effect detection results showed that，（1） Comparing the apparent resistivity section maps before and after grouting， the apparent resistivity of the soil and karst development areas after grouting were lower than before grouting， and the apparent resistivity curve of the original low resistivity anomaly in the horizontal direction became flat. According to the core photos of the verification borehole，the cement slurry stones was found in the fracture zones and karst caves at different depths. （2） According to the longitudinal distribution of permeable rate obtained from Lugeon tests， the upper rock masses had relatively large permeable rates affected by faults， and it was the layer where dissolution fractures and karst caves were developed；While， the permeable rates of the lower rock mass were relatively small， and the fractures were not developed， so it was a relative aquifuge. The weighted average permeable rates of the verification boreholes were significantly lower than that of the adjacent grouting boreholes before grouting， indicating that the grouts in the grouting areas had a good effect on the filling of karst fractures. （3） The groundwater monitoring data showed that the groundwater level difference on both sides of the curtain was significantly different before and after grouting， and the backwater amplitude of the groundwater level on the north side of the curtain was significantly greater than that on the south side. The groundwater levels on both sides of the curtain had different responses under drilling construction and rainfall conditions， indicating that the curtain cuts off the hydraulic connection of groundwater on both sides and the water sealing effect of grouting was obvious. A stable groundwater level difference formed on both sides of the curtain， and the inflow rate reduced from 3，000 m³ ∙ d^-1 to approximately 500 m³ ∙ d^-1. The dynamic monitoring of groundwater level on both sides of the curtain could comprehensively reflect the water sealing effect and its change over time. It is suggested to retain monitoring equipment and continue the monitoring work.
- karst sinkhole /
- grouting curtain /
- grouting effect detection /
- groundwater /
- disaster prevention and control
注释:

1) 汤振，蒋小珍，陈立根，等.龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价［J］.中国岩溶，2022，41（1）：47-58.

2)

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0 引言

石料是工程建设中必不可少的原料，随着社会经济的快速发展，工程建设对石料的需求也越来越大，采石场及周边因过度开采引发的环境地质问题也越来越凸显。某些采石场由于前期对矿区环境地质条件研究不足，频繁的不合理开采活动破坏了矿山周围的生态环境，引发水土流失、滑坡和地面塌陷等一系列地质灾害。因受开采空间限制小、生产成本低、开采条件好等特点，凹陷开采被国内外广泛应用。虽然采石场的开采范围通常局限于相对较小的区域，但在开采过程中形成了大范围的地下水降落漏斗，在降落漏斗影响区内产生一系列岩溶塌陷灾害，造成了巨大的经济损失并威胁到周围居民的人身和财产安全。自20世纪50年代以来，国内外发生多起采石场开采诱发岩溶塌陷事件。例如，美国宾夕法尼亚州赫尔希某采石场，排水量的平均值为347 L ∙ s^-1，形成了25.9 km²的地下水降落漏斗，产生近100个岩溶塌陷坑^［1］。美国南部Valley and Ridge Province 的一个采石场开采至原地下水位以下60 m的深度，对采石场周边的地下水产生影响，距离采石场0.8 km的地下水位降低了18~24 m，在距离采石场1.6 km半径的范围内产生了多个岩溶塌陷坑，威胁到当地铁路的运行^［2］。北卡罗莱纳州克雷文县的一个采石场以440 L ∙ s^-1的速度抽水，导致采石场600 m外产生了岩溶塌陷坑^［3］。密苏里州的一处石灰岩采石场大量涌水，岩溶管道中的充填物涌入采石场，因岩溶塌陷灾害导致附近公路封闭^［4］。意大利蒂沃利市采石场的疏干排水导致矿区附近发生破坏性地面沉降，并改变了温泉地区的地下水流动路径^［5］。1992-2008年，广州市花都区赤坭镇陆续发生353处岩溶塌陷，主要是由采石场凹陷开采和大量抽排地下水造成^［6］。自2000年以来，长沙市岳麓区军营村发生近50处岩溶塌陷，主要分布于采石场抽排水强径流带及沿构造发育的岩溶强发育带^［7］。广西平南县河景矿区陆续发生86起岩溶塌陷，地下水降落漏斗影响范围9.36 km²，最大影响半径2.1 km^［8］。湛江市某石灰岩矿区周边发生岩溶塌陷67处，引起多座房屋开裂，对当地居民的生活安全造成威胁^［9］。

为了有效地保护矿区生态环境，保障矿山的安全开采，矿山止水工程多采用帷幕注浆法，用水泥等充填物填充裂隙及岩溶发育地段，切断帷幕内外的水力联系。20世纪60年代以来，帷幕注浆技术逐渐运用到矿山涌水治理工程，推动了帷幕技术和注浆理论的发展，并在工程应用中取得了显著成效^［10-14］。水泥—水玻璃、水泥—热沥青、水泥—粉煤灰浆液、改性黏土浆、改性湖泥混合浆液、聚氨酯泡沫砂浆等常作为止水帷幕的注浆材料^［4，15］。帷幕注浆工艺主要包含钻探工艺、注浆工艺、特殊地层注浆等^［16-19］。帷幕注浆效果检测方法主要有物探分析、钻探抽芯、抽（压）水试验、帷幕内外地下水位长期观测等^［20-25］。但是目前矿山涌水治理工程常采用单一手段检测帷幕的注浆效果，且对帷幕止水的时效性研究较少。

本文以龙门县某石场地质灾害应急抢险注浆治理工程为依托，基于地面岩溶水文地质调查，运用地球物理勘探和钻探等方法，探明该区域的地下岩溶发育分布特征，制定帷幕止水方案，并采用综合检测方法（高密度电阻率法、钻孔抽芯、压水试验和地下水位动态监测^［26-27］）对帷幕的注浆效果进行评价，对今后的矿山涌水治理工程具有一定的借鉴意义。

1 工程概况

1.1　矿山地质概况

矿区位于龙门县龙江镇境内，开采矿种为水泥用石灰岩，开采方式为露天凹陷开采，矿区面积2.601 1 km²，开采深度为+231.4 ~ -30 m。

矿区出露地层由老到新分别为：上泥盆统大乌石组（D₃ d），下石炭统龙江组（C₁ yln）、刘家塘组（C₁ ylj）、石磴子组（C₁ ds）、测水组（C₁ dc），中石炭统黄龙组（C₂ h）和第四系（Q）。矿区内非可溶岩由大乌石组、龙江组和测水组组成，岩性主要为页岩和砂岩；可溶岩由刘家塘组、石磴子组和黄龙组组成，岩性主要为石灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、白云岩、灰质白云岩等，其中石磴子组为采石场开采地层。

第四系覆盖层分布于沟谷和丘陵盆地内，主要由粉质黏土、含砾粉质黏土和砂质黏土组成。研究区内覆盖层厚度变化大，具有南部厚度大于北部，中部厚度稍薄的特征，平均厚度16.6 m，且岩溶塌陷主要分布于土层厚度小于15 m的区域。

矿区位于轴向北东的钯头山背斜的隆起端尾部，地层产状变化大，由南至北，倾向SW-NW，主要受到NE向、EW向断裂构造的影响。

1.2　水文地质条件

根据含水层储水介质，可将研究区地下水类型划分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水。在区内岩溶含水层呈条带状分布，一般具有承压性，岩溶地下水主要赋存于岩溶裂隙、管道之中，其富水性受断裂构造带控制，具有明显的不均匀性。广域电磁法验证钻孔揭示断裂F1附近灰岩普遍碎裂岩化，在断裂带中可见溶洞发育，富水性强。研究区地下水补给来源主要是大气降雨入渗，其次是相邻区域地下含水层的侧向补给、地表水的入渗补给（图1）。由于采石场的凹陷开采，采坑排水成为岩溶含水层的主要排泄方式（图2）。

图 1 综合水文地质图

Figure 1. Comprehensive hydrogeological map

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图 2 A-A′水文地质剖面

Figure 2. Hydrogeological profile of A-A′

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1.3　岩溶发育特征

研究区地处轴向近NE向耙头山背斜隆起端，岩溶强烈发育，岩溶发育主要受地层岩性、地质构造、侵蚀基准面和地形地貌的控制。在平面上，以断裂破碎带、地层接触带等地段岩溶较发育。在垂直方向上，岩溶发育具有多层性，以断裂破碎带和浅表层（地下水活跃的侵蚀基准面附近）岩溶最发育，岩溶形态主要包括溶沟溶槽、溶洞及地下河。根据采石场前期详查控矿钻孔资料，钻孔遇洞率为52.33%（共86个钻孔，其中有溶洞的45个），其中单个溶洞最大高度为21.23 m，最小高度为0.2 m，一般在0.5~10 m之间，平均钻孔岩溶率为15.32%。溶洞发育顶板标高一般在40~70 m，以全充填和半充填为主，充填物主要是黏性土、砂砾及岩石碎块。深部岩溶主要发育在刘家塘组（C₁ ylj））与石磴子组（C₁ ds）接触带附近，溶洞发育层数多且规模大。

1.4　突水塌陷概况

2018年10月中旬，该石场南采坑北东角意外揭穿断裂F1控制的岩溶导水裂隙带，北侧地下水向采坑排泄，涌水量为2 500~3 000 m³ ∙ d^-1。随着地下水位下降，矿区北部陆续发生岩溶塌陷17处，其中最大塌陷坑的直径约8 m，深约6 m。受矿坑涌水影响，附近村里多口水井干涸，107间房屋出现不同程度开裂（图3）。

图 3 采石场涌水引发的地质灾害

Figure 3. Geological disaster caused by water gushing from quarries

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图 3 采石场涌水引发的地质灾害

Figure 3. Geological disaster caused by water gushing from quarries

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2 止水帷幕设计与施工

2.1　止水帷幕选址

本次帷幕注浆工程基于F1导水断裂是采坑地下水主要出水通道的认识，提出通过帷幕灌浆进行封堵，进而防治岩溶塌陷的目的。

帷幕施工位置依据场地特征、地质条件、塌陷坑位置、高密度电法、钻探等因素确定。结合涌水点、塌陷坑、地质构造的位置关系，确定涌水点的主要补给来自采石场北侧。受地形、农田、村庄和场地施工条件等限制，最终的帷幕施工位置进行了一些调整。考虑到采石场后期将继续向下开采至-30 m标高，幕底标高设置在-60 m。帷幕两端嵌入相对隔水层（完整的灰岩或砂岩层），形成阻截地下水的封闭系统。注浆孔单排孔等距离布置，孔距10 m，帷幕墙厚度10 m，浆液扩散半径大于7m，幕底设在下部完整石灰岩中。

本次帷幕注浆工程共22个注浆孔，根据沿帷幕线钻孔施工及揭露情况发现：在钻进过程中发现两个主要岩溶发育带，西侧岩溶发育带的形成与断层位置密切相关，东侧岩溶发育带在地层界线附近；注浆孔K16西侧岩石较完整，局部第四系与基岩面存在漏水现象；注浆孔K22、K23、K24揭露的溶洞标高大致相同，且注浆时相邻钻孔相互窜流，说明沿帷幕轴线出露的溶洞相互连通，是地下水的主要径流带（图4）。

图 4 止水帷幕剖面

Figure 4. Geological section of the curtain

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2.2　注浆材料及工艺

2.2.1　注浆材料

本次注浆为纯水泥浆，浆液浓度一般根据压水试验反映的岩石渗透性，浆液配比（水固比）为2∶1、1.5∶1、1∶1、0.8∶1四种，添加剂为水玻璃，水玻璃占固体比例为1%，对于注浆量较大区域，添加2%水玻璃。注浆采用水泥的细度要求通过80 mm方孔筛筛余量不大于10%。水玻璃模数为2.8~3.4，浓度为38~45波美度。在制浆站集中配置浆液，泵送至二次搅拌桶，最后通过注浆泵向钻孔内灌注。

2.2.2　注浆方式

孔口封闭，孔内循环，上行式和下行式相结合分段注浆。该注浆方式可实现注浆压力恒定，有效地控制浆液的扩散半径。分段注浆，在钻进一段后进行注浆，扫孔后进行下一段钻进。循环进行上述工序，直至达到注浆孔的设计孔深。遇大型溶洞或岩溶管道时，采用自流式注浆法。

2.2.3　注浆压力

第四系注浆主要为了加固土层，设计终压为0.3 MPa；基岩部分按正常注浆压力控制，设计注浆终压为1.2 MPa。帷幕注浆以先稀浆，后浓浆，逐级增加浆液浓度的原则进行变换。当某配比的浆液注入量达25 m³，且注浆压力无明显上升，或注入率无明显下降时，则增加浆液的浓度；当采用最大比重的浆液灌注时注浆压力无明显上升，则增加水玻璃用量，从起注时的1%增加到2%，仍然没有起压的，则需间歇注浆。

3 帷幕注浆效果检测

为检测止水帷幕的注浆效果，本文采用综合检测方法（高密度电阻率法、钻孔抽芯、压水试验和地下水位动态监测）进行评价，工作布置如图5所示。

图 5 帷幕注浆效果检测工作布置图

Figure 5. Layout of curtain grouting effect detection

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3.1　高密度电阻率法

高密度电阻率法以岩、土导电性的差异为基础，通过人工施加稳定电流场，研究传导电流的分布规律。通过注浆前后的物探对比，可以检查施工段的整体情况，对比注浆前后物性参数曲线形态的差异性来判断止水帷幕的注浆质量。

对比注浆前后高密度电法视电阻率剖面（图6），K16至K22段基岩面以下的视电阻率较注浆前明显降低，说明溶洞、裂隙被浆液充填，且注浆孔K25至K30段的视电阻率等值线突变区域较注浆前变化平缓，说明注浆后电性分布较均匀。但仍有部分区域存在低阻异常，如K19与K20之间，通过布置钻孔抽芯进一步验证注浆效果。

图 6 注浆前后高密度电法电阻率剖面对比

Figure 6. Comparisons of resistivity profile of high-density resistivity method before and after grouting

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图 6 注浆前后高密度电法电阻率剖面对比

Figure 6. Comparisons of resistivity profile of high-density resistivity method before and after grouting

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3.2　钻孔抽芯

钻孔抽芯是检查钻孔注浆在孔间的交联状态、交联部位的厚度，注浆区域是否存在透水裂隙、岩溶管道溶洞及其充填情况、分布位置，以及浆液结石体的物理性能、水理性质和注浆区域的防渗效率等的一种最直接的检测手段^［28］。

本次布置了3个检查孔，主要布置注浆过程中存在异常、需进行检查验证点及物探解译低阻异常点。

JCK01：位于注浆孔K20与K21之间，钻孔揭露岩溶特别发育，注浆孔K20注浆量大，且注浆后的高密度视电阻率等值线图在K20与K21之间仍存在视电阻率较小区域。

JCK02：位于注浆孔K23与K24之间，注浆孔K23、K24揭露的最大溶洞高度分别为12.6 m和19.3 m，且注浆量大。

JCK03：位于注浆孔K30与K31之间，注浆孔K30、K31揭露的最大溶洞高度分别为17.7 m和10.9 m，且注浆量大。

从检查孔的取芯情况来看（图7），孔内不同深度的破碎段和溶洞内取得大量水泥浆结石碎块，且裂隙面上发现水泥薄层，说明浆液对裂隙、破碎带和溶洞进行了有效的充填。

图 7 检查孔岩芯照片

Figure 7. Core photos of verification borehole

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3.3　压水试验

压水试验通过采用高压的方式将水压入钻孔内，并根据岩体吸水量的计算结果得出岩体的裂隙发育情况和透水性。试验结果为评价注浆帷幕的止水能力提供基础资料。本次止水帷幕注浆对注浆前22个注浆孔和3个检查孔进行了压水试验。根据注浆前注浆孔压水试验获得的透水率纵向分布情况看：上部岩体透水率相对较大，为溶蚀裂隙及溶洞发育层位，受构造影响，岩体较破碎，下部岩体透水率相对较小，裂隙不发育，为相对隔水层。对比检查孔与其相邻注浆孔（注浆前）的压水试验结果可知（表1）：检查孔的加权平均透水率较相邻注浆孔大幅减小，说明施工区域注浆对岩溶裂隙充填效果较好。

表 1 检查孔与邻近注浆孔渗透性对比表

Table 1. Comparisons of permeability between the detection hole and adjacent grouting hole

检查孔	试验段埋深/m	透水率/Lu	加权平均透水率/Lu	相邻注浆孔（注浆前）	试验段埋深/m	透水率/Lu	加权平均透水率/Lu
JCK1	29.00~60.00	2.445	2.170	K19	20.50~40.00	61.939	20.114
	29.00~60.00	2.445			40.00~52.30	30.700
	60.00~80.00	2.534			52.30~60.50	43.089
	60.00~80.00	2.534			59.00~82.00	11.008
	80.00~100.00	2.303			82.00~110.00	2.770
	80.00~100.00	2.303			112.00~137.03	3.632
	100.00~120.00	1.940		K20	29.60~45.00	128.563	25.847
	100.00~120.00	1.940			45.00~80.00	17.841
	120.00~142.95	1.567			80.00~100.00	8.436
	120.00~142.95	1.567			100.00~138.97	1.383
JCK2	32.00~60.00	1.717	1.481	K23	40.00~47.20	17.845	6.980
	32.00~60.00	1.717			47.20~63.00	21.408
	60.00~80.00	1.905			63.00~71.00	6.262
	60.00~80.00	1.905			71.00~100.00	2.936
	80.00~100.00	1.933			100.00~120.00	2.739
	80.00~100.00	1.933			120.00~140.74	2.238
	100.00~120.00	1.722		K24	40.00~59.00	19.390	5.175
	100.00~120.00	1.722			59.00~76.00	2.757
	120.00~140.74	0.783			76.00~100.00	4.190
	120.00~140.74	0.783			100.00~141.67	0.247
JCK3	29.60~47.00	4.814	2.643	K30	25.00~45.00	29.450	8.915
	29.60~47.00	4.814			45.00~60.00	2.817
	47.00~67.00	3.962			60.00~91.00	0.878
	47.00~67.00	3.962			90.00~120.20	14.309
	67.00~87.00	2.178			120.00~149.77	0.729
	67.00~87.00	2.178		K31	32.70~60.00	3.457	3.637
	87.00~107.00	2.710			60.00~91.00	1.239
	87.00~107.00	2.710			91.00~106.00	12.024
	107.00~125.83	0.722			102.00~126.13	1.104
	107.00~125.83	0.722

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3.4　帷幕两侧地下水位动态监测

在止水帷幕两侧共有3个地下水位监测孔，其中SK1位于帷幕线南侧，SK2和SK3位于帷幕线北侧（图8）。地下水监测数据显示：

图 8 帷幕两侧地下水位监测曲线

Figure 8. Monitoring curves of groundwater level on both sides of curtain

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（1）帷幕两侧的水位差在注浆前后有明显差异，且帷幕北侧地下水位壅高幅度明显大于南侧。帷幕注浆完工后SK1水位壅高4.2 m，SK2水位壅高11.2 m，SK3水位壅高11.9 m，帷幕两侧的水位差由8.0 m增大到14.9 m。

（2）帷幕两侧的地下水位对钻孔施工扰动的响应明显不同。2019年10月帷幕南侧的钻孔施工对岩溶地下水产生较大影响。距离施工点48 m处的监测孔SK1的水位急剧上升、下降，最大变化幅度5.3 m，而帷幕北侧的地下水位未受到扰动。

（3）帷幕两侧的地下水位对降雨的响应明显不同。受降雨入渗补给后，帷幕北侧的补给范围大，地下水位有所上升，而帷幕南侧因疏干排水导致地下水位缓慢下降。

综合分析可知帷幕两侧的地下水位动态变化特征不同，说明帷幕切断了两侧的地下水水力联系，止水效果明显。

3.5　采石场涌水点流量观测

注浆帷幕完成后，主要涌水点的渗流通道被浆液充填，且涌水点附近的涌泥含有大量的水泥浆块。经调查后发现注浆后有两处小型导水裂隙有水涌出，且涌水点的涌水量为500~550 m³ ∙ d^-1，较注浆前（2 500~3 000 m³ ∙ d^-1）大幅度减小，说明注浆帷幕堵水效果明显（图9）。

图 9 采石场涌水点

Figure 9. Water gushing point of quarry

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图 9 采石场涌水点

Figure 9. Water gushing point of quarry

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4 结论

（1）帷幕注浆止水是矿山型岩溶塌陷防治的有效途径，基于地面岩溶水文地质调查，运用地球物理勘探和钻探相结合，可以较为准确地圈定岩溶强发育带的位置，为帷幕设置提供依据；

（2）通过注浆前后高密度电法物性参数曲线形态的变化来检查注浆效果，并结合钻孔抽芯和压水试验结果可验证帷幕的透水性，通过检测帷幕的质量来间接说明帷幕的止水效果；

（3）帷幕两侧地下水位动态监测可以反映止水的综合效果及其随时间的变化帷幕两侧水位变化情况，建议保留监测设备，继续做好监测工作；

（4）检测结果表明，浆液基本完成对帷幕轴线方向上溶洞、岩溶管道、裂隙的填充，注浆帷幕的透水率明显减小，帷幕两侧形成稳定的水位差，涌水点的流量明显减小，帷幕的止水效果显著。

1) 汤振，蒋小珍，陈立根，等.龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价［J］.中国岩溶，2022，41（1）：47-58.

图 1 综合水文地质图

Figure 1. Comprehensive hydrogeological map

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图 2 A-A′水文地质剖面

Figure 2. Hydrogeological profile of A-A′

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图 4 止水帷幕剖面

Figure 4. Geological section of the curtain

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图 5 帷幕注浆效果检测工作布置图

Figure 5. Layout of curtain grouting effect detection

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a. 注浆前高密度电法视电阻率剖面

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b. 注浆后高密度电法视电阻率剖面

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图 7 检查孔岩芯照片

Figure 7. Core photos of verification borehole

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图 8 帷幕两侧地下水位监测曲线

Figure 8. Monitoring curves of groundwater level on both sides of curtain

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表 1 检查孔与邻近注浆孔渗透性对比表

Table 1. Comparisons of permeability between the detection hole and adjacent grouting hole

检查孔	试验段埋深/m	透水率/Lu	加权平均透水率/Lu	相邻注浆孔（注浆前）	试验段埋深/m	透水率/Lu	加权平均透水率/Lu
JCK1	29.00~60.00	2.445	2.170	K19	20.50~40.00	61.939	20.114
	29.00~60.00	2.445			40.00~52.30	30.700
	60.00~80.00	2.534			52.30~60.50	43.089
	60.00~80.00	2.534			59.00~82.00	11.008
	80.00~100.00	2.303			82.00~110.00	2.770
	80.00~100.00	2.303			112.00~137.03	3.632
	100.00~120.00	1.940		K20	29.60~45.00	128.563	25.847
	100.00~120.00	1.940			45.00~80.00	17.841
	120.00~142.95	1.567			80.00~100.00	8.436
	120.00~142.95	1.567			100.00~138.97	1.383
JCK2	32.00~60.00	1.717	1.481	K23	40.00~47.20	17.845	6.980
	32.00~60.00	1.717			47.20~63.00	21.408
	60.00~80.00	1.905			63.00~71.00	6.262
	60.00~80.00	1.905			71.00~100.00	2.936
	80.00~100.00	1.933			100.00~120.00	2.739
	80.00~100.00	1.933			120.00~140.74	2.238
	100.00~120.00	1.722		K24	40.00~59.00	19.390	5.175
	100.00~120.00	1.722			59.00~76.00	2.757
	120.00~140.74	0.783			76.00~100.00	4.190
	120.00~140.74	0.783			100.00~141.67	0.247
JCK3	29.60~47.00	4.814	2.643	K30	25.00~45.00	29.450	8.915
	29.60~47.00	4.814			45.00~60.00	2.817
	47.00~67.00	3.962			60.00~91.00	0.878
	47.00~67.00	3.962			90.00~120.20	14.309
	67.00~87.00	2.178			120.00~149.77	0.729
	67.00~87.00	2.178		K31	32.70~60.00	3.457	3.637
	87.00~107.00	2.710			60.00~91.00	1.239
	87.00~107.00	2.710			91.00~106.00	12.024
	107.00~125.83	0.722			102.00~126.13	1.104
	107.00~125.83	0.722

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参考文献(28)

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施引文献

期刊类型引用(6)

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4.	陈光辉. 基于帷幕灌浆加固技术的水库大坝防渗处理. 水利技术监督. 2023(05): 279-282 . 百度学术
5.	易世友，焦恒，周长松，高峰，陈涛. 基于“三源模式”的岩溶地下河区污染场地修复治理——以遵义坪桥地下河系统为例. 中国岩溶. 2023(04): 648-661 . 本站查看
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0 引言
1 工程概况
1.1　矿山地质概况
1.2　水文地质条件
1.3　岩溶发育特征
1.4　突水塌陷概况
2 止水帷幕设计与施工
2.1　止水帷幕选址
2.2　注浆材料及工艺
3 帷幕注浆效果检测
3.1　高密度电阻率法
3.2　钻孔抽芯
3.3　压水试验
3.4　帷幕两侧地下水位动态监测
3.5　采石场涌水点流量观测
4 结论

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1 工程概况
1.1　矿山地质概况
1.2　水文地质条件
1.3　岩溶发育特征
1.4　突水塌陷概况
2 止水帷幕设计与施工
2.1　止水帷幕选址
2.2　注浆材料及工艺
3 帷幕注浆效果检测
3.1　高密度电阻率法
3.2　钻孔抽芯
3.3　压水试验
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龙门县某石灰岩采石场帷幕止水工程及注浆效果评价

doi: 10.11932/karst20220102

作者简介: 汤振（1994-），男，博士研究生，主要从事岩溶地质灾害防治研究。E-mail：571666129@qq.com。

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出版历程

Groundwater sealing by grouting curtain technique and its grouting effect evaluation of a limestone quarry in Longmen county

0 引言

1 工程概况

1.1 矿山地质概况

1.2 水文地质条件

1.3 岩溶发育特征

1.4 突水塌陷概况

2 止水帷幕设计与施工

2.1 止水帷幕选址

2.2 注浆材料及工艺

2.2.1 注浆材料

2.2.2 注浆方式

2.2.3 注浆压力

3 帷幕注浆效果检测

3.1 高密度电阻率法

3.2 钻孔抽芯

3.3 压水试验

3.4 帷幕两侧地下水位动态监测

3.5 采石场涌水点流量观测

4 结论

期刊类型引用(6)

其他类型引用(4)

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目录

0 引言

1 工程概况

1.1 矿山地质概况

1.2 水文地质条件

1.3 岩溶发育特征

1.4 突水塌陷概况

2 止水帷幕设计与施工

2.1 止水帷幕选址

2.2 注浆材料及工艺

3 帷幕注浆效果检测

3.1 高密度电阻率法

3.2 钻孔抽芯

3.3 压水试验

3.4 帷幕两侧地下水位动态监测

3.5 采石场涌水点流量观测

4 结论

作者简介:
汤振（1994-），男，博士研究生，主要从事岩溶地质灾害防治研究。E-mail：571666129@qq.com。

1.1　矿山地质概况

1.2　水文地质条件

1.3　岩溶发育特征

1.4　突水塌陷概况

2.1　止水帷幕选址

2.2　注浆材料及工艺

2.2.1　注浆材料

2.2.2　注浆方式

2.2.3　注浆压力

3.1　高密度电阻率法

3.2　钻孔抽芯

3.3　压水试验

3.4　帷幕两侧地下水位动态监测

3.5　采石场涌水点流量观测

1.1　矿山地质概况

1.2　水文地质条件

1.3　岩溶发育特征

1.4　突水塌陷概况

2.1　止水帷幕选址

2.2　注浆材料及工艺

3.1　高密度电阻率法

3.2　钻孔抽芯

3.3　压水试验

3.4　帷幕两侧地下水位动态监测

3.5　采石场涌水点流量观测