鋼板堵水技術(shù)在尾礦豎井堵水中的應(yīng)用分析

劉波

摘 要 尾礦庫(kù)排水豎井井壁施工縫處薄弱點(diǎn)常出現(xiàn)漏水，嚴(yán)重時(shí)，尾礦砂將隨水流自漏水點(diǎn)泄露，嚴(yán)重影響到尾礦庫(kù)的整體穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)豎井井壁漏水點(diǎn)水量進(jìn)行測(cè)量分析，在漏水量較小且穩(wěn)定的情況下，采用鋼板堵水施工方法進(jìn)行堵水處理，施工投資少、工期短、速度快，是適合小斷面豎井快速堵水的首選方法之一。

關(guān)鍵詞 礦業(yè)工程;井壁堵水;拱圈封堵;小斷面豎井;鋼板堵水

引言

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵需求日益增長(zhǎng)，冶金礦山行業(yè)的建設(shè)也得到了飛速的發(fā)展，各地的礦山企業(yè)迅速興起，尾礦庫(kù)作為選礦生產(chǎn)中的重要組成部分，也越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的視野中。尾礦庫(kù)一般庫(kù)容量較大，作為選礦廠排放尾礦的場(chǎng)所，尾礦砂在尾礦庫(kù)內(nèi)沉積，庫(kù)區(qū)內(nèi)多余儲(chǔ)水量隨排水豎井進(jìn)入排洪隧洞進(jìn)行排放。近幾年，隨著環(huán)保、安全要求日益加強(qiáng)，尾礦庫(kù)被安監(jiān)、環(huán)保部門作為重大危險(xiǎn)源看待，尾礦庫(kù)的安全性、穩(wěn)定性直接影響到其下游居民及環(huán)境的安全，而排水豎井作為尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng)的重要組成部分，起著至關(guān)重要的作用。

1工程概況

萬(wàn)年溝尾礦庫(kù)溢洪系統(tǒng)續(xù)建工程7#豎井井筒凈空斷面直徑3m，井壁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，井深120m。地勘資料顯示，表層土為含碎石粉質(zhì)黏土，上部基巖為玄武巖，下部基巖為礫屑灰?guī)r，玄武巖為塊狀構(gòu)造，強(qiáng)風(fēng)化，節(jié)理裂隙及其發(fā)育，礫屑灰?guī)r為隱晶致密結(jié)構(gòu)，節(jié)理裂隙發(fā)育，受黃龍、板房斷層擠壓破碎所致，巖體較破碎，局部地區(qū)較完整，巖石呈碎裂結(jié)構(gòu)，呈碎石、碎塊石裝鑲嵌結(jié)構(gòu)。豎井井壁漏水點(diǎn)出現(xiàn)在井口以下26m的施工縫處，位于庫(kù)區(qū)水位下部8m，隨著尾礦庫(kù)水位升高，涌水有擴(kuò)大趨勢(shì)。為確保尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng)正常運(yùn)行，豎井不得滲漏。故此，需對(duì)豎井漏水點(diǎn)進(jìn)行堵水處理，且必須在短期內(nèi)完成施工。因該部位距離地面較深，工作面狹窄，有涌水，施工難度大[1]。

2漏水點(diǎn)測(cè)量及分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況分析，漏水點(diǎn)位于豎井井口下方約26m處。豎井圍巖的節(jié)理裂隙發(fā)育，用水來(lái)源為周邊山體的地下水和萬(wàn)年溝尾礦庫(kù)尾礦輸送水。若不及時(shí)治理，將來(lái)隨著尾礦庫(kù)水位上升，周邊山體內(nèi)地下水水位必然逐步抬升，該涌水點(diǎn)的水壓會(huì)越來(lái)越大，將危及豎井的使用安全，甚至不排除尾礦物料有擊穿圍巖的可能性，因此，7#豎井井壁涌水必須盡早實(shí)施處置[2]。

3施工方法選擇

豎井堵水常用的處理方式為帷幕注漿堵水，即在井壁外四周進(jìn)行帷幕注漿堵水。此方法施工時(shí)，需在豎井井壁外，環(huán)向布置三道注漿孔，鉆φ80注漿孔，孔間距1.5m，深度26m，然后灌注水泥砂漿。此外，在帷幕注漿前，需先對(duì)涌水點(diǎn)進(jìn)行堵塞，將涌水量控制到最小。此方法施工時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高，無(wú)法滿足工期要求。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用鋼板封堵施工方法進(jìn)行堵水處理，施工速度快，工期短，費(fèi)用低[3]。

4鋼板封堵法施工技術(shù)分析

4.1 刻槽

沿涌水點(diǎn)水平位置，在井壁上人工開鑿一圈30mm深、40mm寬的貫通槽縫。刻槽時(shí)，應(yīng)確保涌水點(diǎn)位于槽縫中間。刻槽完成后，對(duì)槽縫和接觸面的浮渣進(jìn)行徹底清除，要求槽縫內(nèi)干凈、無(wú)雜物。

4.2 植筋

植筋的目的主要是固定堵水鋼板，施工時(shí)，先在豎井井壁混凝土表面標(biāo)定堵水鋼板的位置，根據(jù)鋼板位置確定植筋間距和數(shù)量。采用電鉆在植筋部位鉆φ22孔，孔深300mm，鉆孔允許公差為+0.1～0.5mm，鉆孔完成后進(jìn)行植筋。植筋前要清理干凈植筋孔，孔內(nèi)應(yīng)干燥無(wú)積水。植筋采用10.9級(jí)M16高強(qiáng)度化學(xué)錨栓;黏結(jié)劑采用在有水環(huán)境中正常使用的高效能黏結(jié)劑，采用專用灌注器或注射器進(jìn)行灌注，不妨礙空氣排出，計(jì)量應(yīng)以植入鋼筋后有少許黏結(jié)劑溢出為宜。黏結(jié)劑完全固化前不得觸動(dòng)所植鋼筋;植筋錨固長(zhǎng)度為300mm，植筋外露長(zhǎng)度不小于100mm，并帶螺紋便于安裝螺帽，固定鋼板，外露部分涂?jī)杀榉冷P漆做防腐處理。正式植筋前應(yīng)做三個(gè)試驗(yàn)筋，達(dá)到要求后再正式施工[4]。

4.3 安裝鋼板堵水

堵水所用鋼板預(yù)先加工，鋼板厚20mm、寬800mm，堵水點(diǎn)處鋼板分為三塊，每塊鋼板理論外側(cè)弧長(zhǎng)為三分之一混凝土井筒內(nèi)壁周長(zhǎng)，與混凝土井壁弧度、半徑一致。鋼板上預(yù)留錨栓孔，各個(gè)孔洞位置與井壁鉆孔位置應(yīng)嚴(yán)格放樣、統(tǒng)一布置，鋼板四周焊接φ8鋼筋做外框。

鋼板安裝時(shí)，先在刻槽內(nèi)安裝止水條，止水條選用BW（膩?zhàn)有停┯鏊蛎浵鹉z止水條，規(guī)格40mm×40mm，滿鋪在刻槽內(nèi)。鋼板背面涂抹粘膠（呋喃膠泥或環(huán)氧樹脂膠墊），厚10mm，鋼板安裝時(shí)，要反復(fù)對(duì)接、調(diào)試后才能固定，若鋼板或粘膠與混凝土井壁不吻合，則要反復(fù)對(duì)封堵處井壁進(jìn)行打磨，直至完全吻合為止。

最后，利用植筋的外露螺桿和螺帽將預(yù)先加工的弧形鋼板固定在混凝土井壁表面，并對(duì)螺帽并施加預(yù)應(yīng)力，單個(gè)螺帽施加20KN。

5實(shí)施效果

7#豎井井口下方26m處井壁漏水點(diǎn)，低于庫(kù)區(qū)水位8m，漏水量不大且水壓較小，采用鋼板堵水方法進(jìn)行處理，施工速度快，耗時(shí)短，費(fèi)用低。堵水后，漏水點(diǎn)已被封堵，無(wú)明細(xì)漏水[5]。

6結(jié)束語(yǔ)

因地質(zhì)條件的多變性、不可預(yù)見性，致使豎井施工后井壁漏水現(xiàn)象普遍存在，如何處理豎井井壁漏水，仍然是豎井施工中的難點(diǎn)。針對(duì)水壓低且穩(wěn)定的豎井漏水點(diǎn)，采用鋼板堵水法，無(wú)疑是一種簡(jiǎn)單、快捷、投入較少的施工方法。但對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜，水壓較大，且壓力隨時(shí)間不斷增大的漏水點(diǎn)，鋼板堵水的效果將會(huì)隨時(shí)間增長(zhǎng)而不斷降低，乃至失效，進(jìn)而不得不采用類似于帷幕注漿這種耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高的堵水方法進(jìn)行堵水。但追根到底，豎井漏水問題，重點(diǎn)不在于如何去堵水，而在于如何讓其不漏水。故此，我們應(yīng)該在豎井施工階段，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，提前采取防漏措施，確保豎井的施工質(zhì)量，避免后期進(jìn)行堵水處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 付學(xué)會(huì)，侯克鵬.壁后注漿技術(shù)在尾礦庫(kù)溢洪井隧道修護(hù)中的應(yīng)用[J].有色金屬（礦山部分），2011，（6）：43-46.

[2] 徐貴南.壁后注漿技術(shù)在水倉(cāng)堵漏中的應(yīng)用[J].水力采煤與管道運(yùn)輸，2010，（3）：42-44.

[3]《建井工程手冊(cè)》編委會(huì).簡(jiǎn)明建井工程手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003：21.

[4] 李世平，等.巖石力學(xué)簡(jiǎn)明教程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1996：52.

[5] 羅大賢，楊正東.低壓限量壁后注漿技術(shù)[J].煤礦設(shè)計(jì)，2001，（2）：28-29.