对症良方治愈地下水患 ——山东大学岩土团队解决南方矿山漏水难题

来源：滚动播报

（来源：科创中国）

前不久，山东大学岩土团队成员、山东大学岩土与地下工程研究院常务副院长林春金教授又去了一趟距山东2000公里的广西。在广西华润水泥（合浦）滨海岩溶矿山水害治理科研现场基地，华润水泥（合浦）有限公司为感谢山东大学岩土团队竖起了一座碑，上书：山大英才谋良策，新材妙术显真章。

　　这不是第一座碑。在这之前，为感谢该团队解决的工程难题，当地已经竖起了两座碑。它们是产学研合作的见证，也是山东大学岩土团队科研硬实力的象征。

　　在与地下水患的鏖战中，该团队手握科技利器，打造了一个令人惊叹的“堵水神话”。

　　三天涌水可填满一个大明湖

　　“矿坑成了湖，家也不敢住……”时至今日，华润水泥（平南）有限公司时任副总经理顾文峰还记得2015年发生的那一幕。那一年，位于广西贵港市的华润水泥平南矿山遭遇涌水事故。

　　所谓矿山涌水，是指矿山开采过程中涌出地下水。这些水像脱缰的野马，带着极强的破坏力，顺着矿洞裂缝喷涌而出。

　　林春金介绍：“单是一个岩溶涌水点，每天就涌出9万立方米地下水，这相当于1.3个趵突泉24小时不停喷涌的巨大水量。涌水总量达到每天36万立方米，只需短短3天，这些水就能灌满整个大明湖。”

　　山东大学岩土团队是国内岩土工程领域解决“疑难杂症”的专家。因此，面临矿山涌水问题，华润水泥（平南）有限公司第一时间想到了山东大学岩土团队。“国家需要的地方就是战场！”作为山东大学岩土团队负责人，李术才教授带领团队急赴广西。

　　勘测现场环境困难重重，高温、暴雨交替。面对困境，李术才在现场驻扎，每周开展技术分析会。

　　平南矿山属于岩溶地区，喀斯特地貌是其典型特征。这意味着传统探测技术对其毫无作用。“岩溶管道像迷宫一样错综复杂。”山东大学岩土团队成员、工程现场负责人李海燕教授说。

　　如何精准定位漏水点？经过多日分析，团队选择“给大地做CT”。团队成员、山东大学教授孙怀凤揭示：“具体来说，这一方法是通过发射电磁波、声波等信号，分析它们在地下传播时的反应，精准定位地下暗河和溶洞。”

　　发现漏水点后，团队又给矿坑竖起防水屏障，成功实现水害治理。“其技术本质是岩溶通道靶向注浆封堵技术，浆液在岩溶裂隙网络中扩散、交织并最终凝固，最终形成一道连续、隔水性能优异的‘地下混凝土墙’。”团队成员、山东大学教授杨磊解释道。

　　半年后，平南矿山涌水量最大的涌水点——Y01涌水点成功封堵，矿山周边村庄地面塌陷彻底根治。“以前睡觉怕房子塌，现在踏实了！”三河村村民陈德斌的感慨，成为堵水成效最朴实的见证。

数百次试验铸就治水利器

　　还没等团队庆祝大功告成，新任务下来了，这一次更加棘手。

　　随着平南矿山开采面积扩大，剩余涌水点的日涌水量激增至12.59万立方米，且呈“满天星”式分布。山东大学岩土团队成员、山东大学教授李召峰等人临危受命，发起“材料攻坚战”。

　　对他们来说，挑战在于采用何种注浆材料。传统的注浆材料一放入水中后，立即被冲散。如何让注浆材料“放到哪里都能立即变硬”，乃至“钉”在水中？

　　“又失败了……”李召峰仍记得在山东大学驻平南矿山治水基地实验室里经历一次次失败时的沮丧。那时候，每当看到样品被水流冲散，他都眉头紧锁。这样的一幕，已经重复了数百次。为了研发出能“钉”在激流中的材料，该团队在实验室里连续奋战了近百天。

　　在分析试验数据时，李召峰和同事们在思考：是否可在材料里添加抗分散组分？或者调整浆液黏度？

　　一次次失败，一次次尝试，一次次变化……当新型材料在模拟激流中稳稳“钉”住时，李召峰想：这事稳了。

　　他说：“这种新型材料能适配岩溶管道的复杂通道，保证顺利注入，即便在湍流中也能抵御冲刷；同时，具备快速胶凝特性，短时内就能凝结固化，牢牢与岩溶裂隙贴合咬合，最终形成隔水屏障，‘满天星’涌水点全部封堵。”

　　不过，这不是终极挑战。

　　2021年，华润水泥旗下合浦矿山告急。不同于平南矿山，合浦矿山三面环海，为治理带来更大挑战。李召峰再次领命出征。

　　滨海岩溶水害治理和内陆完全不一样，滨海治水没有现成经验，必须进行针对性创新。为此，李召峰带领团队反复试验，研发出一种像“水下混凝土”的抗分散微膨胀高抗蚀注浆材料——这种材料能在海水通道中牢牢“扎根”，不被水流冲散，还能抵抗海水的侵蚀；同时，团队还创新出“动态调控注浆法”，根据潮汐的涨落实时调整注浆压力和用量，就像给涌水点“精准打针”，既保证封堵效果，又不浪费材料。

　　如今，山东大学岩土团队的治水版图不断向广西、广东的17座矿山扩展。新的华章，正被这群“地下尖兵”继续谱写。

（来源：科技日报 作者：王延斌）