復(fù)雜地質(zhì)條件下防水閘門(mén)施工技術(shù)研究

摘 要：防水閘門(mén)的應(yīng)用目的是控制井下突然涌水所設(shè)置的礦山防水設(shè)施，其主要設(shè)置位置為井下威脅性較大的地段，在遇到突發(fā)狀況時(shí)能夠?qū)⒌叵滤M(jìn)行截流。防水閘門(mén)可以理解為是安全防護(hù)之門(mén)，其設(shè)置合理性以及可靠性將直接影響到后期應(yīng)用效果，也就是直接關(guān)乎到相關(guān)工作人員的生命安全。防水閘門(mén)一般會(huì)設(shè)置在較為復(fù)雜的環(huán)境中，而若在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的情況下，防水閘門(mén)必須要在施工前選定適合的施工技術(shù)，確保不會(huì)影響到后期應(yīng)用安全性。本文將以復(fù)雜的地質(zhì)條件作為背景，分析防水閘門(mén)施工期間需要應(yīng)用到的各項(xiàng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件；防水閘門(mén)；施工技術(shù)

前言：地下礦井作業(yè)過(guò)程中隨時(shí)可能面臨著安全威脅，這種威脅包括礦井塌陷風(fēng)險(xiǎn)、機(jī)械故障風(fēng)險(xiǎn)、地下突然涌水風(fēng)險(xiǎn)等，而其中地下水是比較常見(jiàn)也是威脅較大的一個(gè)方面。隨著各項(xiàng)安全技術(shù)以及設(shè)施的不斷發(fā)展下，防水閘門(mén)被合理的應(yīng)用到礦井作業(yè)環(huán)境中，設(shè)置防水閘門(mén)后，能夠在突然出現(xiàn)地下涌水時(shí)關(guān)閉閘門(mén)，控制水流威脅到礦井作業(yè)條件以及人員安全。在防水閘門(mén)建設(shè)過(guò)程中，地質(zhì)條件對(duì)其施工質(zhì)量具有較大影響，為此，需要不斷完善各項(xiàng)施工技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件。在下文中將選擇A工程作為實(shí)際案例，分析在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，防水閘門(mén)施工應(yīng)用技術(shù)。

一、工程概況

A煤礦處于陜西省地界，礦井地質(zhì)水文條件較為復(fù)雜，能夠?qū)κ┕ぴ斐捎绊懙陌ńM砂巖含水層、灰?guī)r巖溶裂縫承壓含水層等。在礦井開(kāi)拓水平逐漸向二水平的延伸下，避免了水患向深部開(kāi)采位置延伸，確保了排水系統(tǒng)不會(huì)受到水患的影響，或者控制影響程度。近幾年A煤礦與煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行合作，與副井-410水平北軌大巷設(shè)立雙開(kāi)防水閘門(mén)1個(gè)[1]。

二、銅室方法及施工技術(shù)應(yīng)用

（一）銅室位置選擇

防水閘門(mén)銅室的選擇需要盡可能的避開(kāi)巖溶、斷層、裂縫發(fā)育等位置，比較合理的位置應(yīng)該是巖性較為穩(wěn)定、周?chē)刭|(zhì)堅(jiān)硬、完整致密巖層之中，同時(shí)，銅室前后的20m巷道不能夠出現(xiàn)方向上的轉(zhuǎn)變，還需要關(guān)注的是位置的選擇需要方便閘門(mén)關(guān)閉、日常維護(hù)等工作的開(kāi)展。結(jié)合A煤礦施工項(xiàng)目實(shí)際情況來(lái)看，距離南翼副井井筒400-490m地段巷到的層位較為穩(wěn)定，主要結(jié)構(gòu)為灰?guī)r，厚度在7.3m左右。經(jīng)過(guò)實(shí)地考察最終決定將防水閘門(mén)銅室的位置設(shè)置在430-450m段[2]。

（二）灰?guī)r加固處理

A煤礦本次防水閘門(mén)設(shè)置位置的地質(zhì)水文條件較為復(fù)雜，巖性比較破碎，灰?guī)r厚度平均為10m，另外，此位置C2tL7-8灰?guī)r水沒(méi)有徹底的進(jìn)行排除，此層是大巷掘進(jìn)期間受影響的主要含水層，同時(shí)還會(huì)受到礦山應(yīng)力的影響。巷道在挖掘期間頻繁的發(fā)生底鼓、片幫等情況，基于此，在進(jìn)行防水閘門(mén)銅室建設(shè)施工過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)防水銅室的前后范圍內(nèi)的巷到做好加固處理。具體施工為：首先，對(duì)防水閘門(mén)銅室向外10m一直到迎頭段巷道底板進(jìn)行加固處理?；诘囟蝺?nèi)地質(zhì)水文條件的特點(diǎn)，可對(duì)防水閘門(mén)銅室底板給予注漿加固。其次，防水閘門(mén)銅室前后巖層產(chǎn)狀順巷角度較小，應(yīng)該在防水閘門(mén)銅室以及其前后10m范圍內(nèi)做壁厚注漿處理[3]。

（三）澆筑混凝土

防水閘門(mén)銅室設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度為28m，里弧圈與外弧圈長(zhǎng)度是9m，防水閘門(mén)銅室選擇的是雙排鋼筋混凝土澆筑方式，澆筑厚度選定為800mm。防水閘門(mén)銅室澆筑需要先澆筑里弧圈，后澆筑外弧圈，最后澆筑契形體。每個(gè)環(huán)節(jié)澆筑過(guò)程中都是由底向頂?shù)倪B續(xù)性澆筑，需要在一天之內(nèi)完成澆筑施工。為保障能夠持續(xù)性進(jìn)行混凝土澆筑，可選擇機(jī)械攪拌與送料模式。在澆筑施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)混凝土向下流動(dòng)的情況，為此，在澆筑過(guò)程中需要應(yīng)用模板進(jìn)行臨時(shí)的阻隔，一直到拱頂，避免出現(xiàn)水平接茬面。在立模、接鋼筋與安裝管理不能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性澆筑時(shí)，于接茬面上根據(jù)間、排距離800mm安插螺紋鋼，同時(shí)將混凝土面鑿出新茬，利用高壓水進(jìn)行沖洗，再澆筑混凝土并進(jìn)行振搗。整個(gè)澆筑過(guò)程中，需要預(yù)先撤掉進(jìn)行堵漏的物品，確保澆筑效果。

（四）壁后注漿

注漿孔設(shè)置從外護(hù)圈向外5m開(kāi)始，排距為1.5m到巷道迎頭，頂幫底板均安插花式布置注漿孔，各孔之間的距離設(shè)計(jì)為1.5m，壁后注漿分為三次完成。初次注漿優(yōu)先選擇淺孔，深度約為3m，第二次進(jìn)行注漿深度約為8m，第三次注漿深度選擇約為15m。注漿管需要在防水閘門(mén)銅室澆筑開(kāi)始前進(jìn)行預(yù)埋，必要的注漿管選擇16號(hào)螺紋鋼焊接在鋼筋網(wǎng)上，其目的是增加注漿管的阻力，避免其出現(xiàn)脫落等情況。

結(jié)論：經(jīng)由全文對(duì)A煤礦防水閘門(mén)施工實(shí)際案例的分析，提出以下幾點(diǎn)建議：里弧圈與外弧圈澆筑過(guò)程中建議預(yù)留出1m與契形體一起澆筑，借由此來(lái)提升防水閘門(mén)工程的完整性；在預(yù)埋注漿管過(guò)程中，不需要根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)量而定，而是盡量多余設(shè)計(jì)數(shù)量；里弧圈到迎頭，需要壁設(shè)計(jì)斷面要大，而噴漿厚度也需要大于常規(guī)1倍，同時(shí)還需要做壁厚注漿；在防水閘門(mén)銅室澆筑工程完成之后，于混凝土凝固28后進(jìn)行壁后注漿。

參考文獻(xiàn)：

[1]高松芝，陳長(zhǎng)東.付村煤業(yè)-480m水平大巷水閘門(mén)施工技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2014，42（S1）：92-93.

[2]王紅建，費(fèi)小保.深井防水閘門(mén)硐室支護(hù)技術(shù)研究[J].能源技術(shù)與管理，2013，38（02）：61-62.

[3]張新立.王莊新井防水閘門(mén)技術(shù)研究[J].煤，2012，21（03）：41-42.

作者簡(jiǎn)介：

譚軍（1978，9-）男，湖北荊州人，工程師，從事河流，堤防，水閘管理工作endprint