抗?jié)B施工技術在煤礦地下建筑防水中的應用分析

摘要：煤礦開采技術的發(fā)展和地下空間利用的增加對地下建筑的防水提出了更高的要求。因此，對煤礦地下建筑防水的特點、重要性與特定應用需求的分析，探討高性能防水混凝土、預應力錨固與注漿加固、防水卷材等技術的綜合應用，提升煤礦地下建筑的防水性能，并結合實際工程案例，總結施工過程中的關鍵技術和管理經驗，以供參考。

關鍵詞：煤礦地下建筑"抗?jié)B施工技術"防水"智能預警"可持續(xù)發(fā)展

Application"Analysis"of"Impermeable"Construction"Technology"in"Underground"Building"Waterproofing"of"Coal"Mine

ZHANG"Chao

Shaanxi"Coal"Group"Shenmu"Zhangjiamao"Mining"Co.，"Ltd.，"Yulin，"Shaanxi"Province，"7193162"China

Abstract："With"the"development"of"coal"mining"technology"and"the"increase"in"the"use"of"underground"space，"waterproofing"requirements"for"underground"buildings"are"increasing."Therefore，""this"study"analyzes"the"characteristics，"importance，"and"application"requirements"of"waterproofing"in"coal"mine"underground"buildings."It"discusses"the"comprehensive"use"of"high-performance"waterproof"concrete，"pre-stressing"anchorage，"grouting"reinforcement，"waterproofing"membranes，"and"other"technologies"to"improve"waterproofing"performance."Combined"with"actual"engineering"cases，"it"summarizes"key"technologies"and"management"experience"for"reference.

Key"Words：Underground"buildings"in"coal"mines;"Anti"infiltration"construction"technology;"Waterproof;"Intelligent"warning;"Sustainable"development

煤礦地下建筑作為能源開采的核心設施，面臨著諸多地質和技術上的挑戰(zhàn)，尤其是防水防滲問題。隨著開采深度的增加，地下水壓力增大，使防水工作變得更加緊迫和復雜，為了確保礦山的安全運營和延長其使用壽命，必須采用有效的抗?jié)B施工技術。近年來，新材料、新技術的不斷涌現(xiàn)，煤礦地下建筑防水技術也在不斷進步，本文將探討抗?jié)B施工技術在煤礦地下建筑防水中的應用現(xiàn)狀、具體實施方法及其未來的發(fā)展趨勢，希望通過結合理論分析與實踐經驗，為該領域提供有價值的參考。

1"抗?jié)B施工技術應用需求分析

1.1"煤礦地下建筑的特點

煤礦地下建筑深埋于巖層之中，其特點在于地質條件復雜多變，施工環(huán)境惡劣，并且需要長期承受地壓、水壓與開采活動帶來的動態(tài)荷載，這些特性要求地下建筑結構不僅具備高強度和高穩(wěn)定性，還需要具備優(yōu)異的防水性能，以抵御地下水位的波動和滲透壓力[1]。煤礦地下建筑的布局往往涉及多個層級與復雜空間結構，如巷道、硐室等，各部位防水要求各異，增加防水施工的技術難度與精準度要求。

1.2"防水的重要性

在煤礦地下建筑中，水分滲透不僅會導致結構材料腐蝕、強度降低，還可能引發(fā)圍巖失穩(wěn)、突水事故等嚴重后果，嚴重威脅礦工生命安全與生產活動的連續(xù)性。長期滲水還會影響地下作業(yè)環(huán)境，增加維護成本，降低生產效率。因此，抗?jié)B施工技術作為防水工程的核心，其有效應用對于確保煤礦地下建筑的安全運行至關重要。

2"抗?jié)B施工技術的具體應用

2.1"高性能防水混凝土澆筑技術

在煤礦地下建筑防水中，高性能防水混凝土需要具備低水膠比、高密實度及良好的抗?jié)B性能，其水泥強度等級一般不低于42.5級，水泥用量控制在320～350"kg/m3，水膠比嚴格控制在0.45以下，以確保混凝土的密實度。在混凝土中添加適量的優(yōu)質粉煤灰和礦渣粉等摻合料，可以改善混凝土的和易性及抗?jié)B性，粉煤灰摻量一般為水泥用量的15%～20%，礦渣粉摻量為20%～25%，同時選用高效減水劑，減水率應在20%以上，以降低混凝土的用水量。在澆筑過程中，采用分層澆筑、分層振搗的方法，每層厚度控制在300～400"mm，振搗時間以混凝土表面不再出現(xiàn)氣泡為宜。混凝土澆筑完成后，及時進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于14"d，保持混凝土表面濕潤，防止混凝土因失水而產生裂縫，影響抗?jié)B性能。

2.2"預應力錨固與注漿加固結合

預應力錨固可以通過對錨桿施加預應力，提高圍巖的穩(wěn)定性，錨桿直徑一般為2.5～3.5"mm，錨桿長度根據圍巖情況確定，一般在2.5～3.5"m，預應力值控制在錨桿屈服強度的50%～70%。注漿加固則是通過向圍巖中注入水泥漿或化學漿液，填充圍巖裂隙，提高圍巖的整體性和抗?jié)B性能。水泥漿的水灰比為0.5～0.6，注漿壓力控制在2～3"MPa之間，根據圍巖特性選擇化學漿液，如聚氨酯漿液、環(huán)氧樹脂漿液等。在施工過程中，先進行預應力錨固，然后進行注漿加固，預應力錨固可以使圍巖在注漿前處于一定的預壓狀態(tài)，提高注漿效果。注漿加固后，圍巖的抗?jié)B性能得到顯著提高，有效防止地下水的滲透[2]。

2.3"防水卷材與密封止水帶應用

在煤礦地下建筑防水中，防水卷材和密封止水帶的應用不可或缺，防水卷材一般采用高分子防水卷材，如聚乙烯丙綸復合防水卷材、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（Styrene-Butadiene-Styrene，SBS）改性瀝青防水卷材等，聚乙烯丙綸復合防水卷材厚度不小于0.7"mm，其抗拉強度大于800"N/50"mm，斷裂伸長率大于400%，SBS改性瀝青防水卷材厚度為3～4"mm，耐熱性不低于90"℃，低溫柔性不高于-20"℃。在鋪設防水卷材時，基層應平整、干燥，卷材搭接寬度不小于100"mm，采用熱熔法或冷黏法進行施工[3]。密封止水帶主要用于變形縫、施工縫等部位的防水處理，止水帶一般采用橡膠止水帶或塑料止水帶，寬度為300～400"mm，厚度不小于8"mm，止水帶安裝應牢固，位置準確，接頭采用熱硫化連接，確保密封性能良好。

2.4"監(jiān)測系統(tǒng)與智能預警機制

為確保煤礦地下建筑防水效果，建立監(jiān)測系統(tǒng)與智能預警機制至關重要，監(jiān)測系統(tǒng)包括地下水水位監(jiān)測、滲漏水量監(jiān)測、混凝土應變監(jiān)測等[4]。地下水水位監(jiān)測采用水位計，測量精度為±10"mm，滲漏水量監(jiān)測可以通過安裝流量計進行，測量范圍根據實際情況確定。混凝土應變監(jiān)測采用應變計，測量精度為±1με。智能預警機制根據監(jiān)測數據設定預警值，當監(jiān)測數據超過預警值時，系統(tǒng)自動發(fā)出警報，例如：當地下水水位上升速度超過50"mm/d時，發(fā)出水位異常預警；當滲漏水量超過0.1"m3/h時，發(fā)出滲漏預警，及時發(fā)現(xiàn)防水問題，采取相應措施進行處理，確保煤礦地下建筑的安全運行。

3"抗?jié)B施工技術的應用實例

3.1"工程背景

S煤礦地下工程位于地質構造復雜區(qū)域，地層以砂巖、泥巖為主，地下水豐富，并且隨著開采深度增加，地下水壓力顯著增大，對地下建筑的防水性能提出極高要求，該工程包括多條巷道，總長度超過5"km，需要確保防水層能夠長期有效抵御高水壓滲透，保障地下安全運營。

3.2"抗?jié)B施工方案設計

3.2.1材料選擇與配比

本工程采用C50高性能防水混凝土，水泥強度等級為42.5級，水膠比嚴格控制在0.4以內，每立方米混凝土中摻入18%的優(yōu)質粉煤灰和22%的礦渣粉，同時添加高效減水劑，減水率達到22%，以優(yōu)化混凝土的和易性與抗?jié)B性。防水卷材選用厚度0.8"mm的聚乙烯丙綸復合防水卷材，抗拉強度達到900"N/50"mm，斷裂伸長率超過450%。

3.2.2技術措施

結合地質勘察結果，對關鍵部位如巷道交叉點、水文地質異常區(qū)等，采用預應力錨索加固，錨索直徑25"mm，長度3"m，預應力值設定在錨桿屈服強度的60%，以提高圍巖穩(wěn)定性。注漿加固采用水灰比為0.55的水泥漿，注漿壓力控制在2.5"MPa，確保漿液充分填充圍巖裂隙。防水卷材鋪設前，基層經嚴格處理，確保平整、干燥，卷材搭接寬度保持120"mm，采用熱熔法施工，確保接縫密封嚴密。

3.3"施工過程與管理

3.3.1混凝土澆筑

高性能防水混凝土采用分層澆筑，每層厚度控制在350"mm，振搗至混凝土表面無氣泡冒出，確保混凝土密實。澆筑完成后，立即覆蓋保濕膜，進行為期16"d濕養(yǎng)護，期間保持混凝土表面持續(xù)濕潤[5]。

3.3.2預應力錨固與注漿

預應力錨索安裝前，進行孔位精確放樣與鉆孔，孔深誤差不超過±50"mm[6]。錨索張拉至預定預應力值后鎖定，隨即進行注漿作業(yè)，注漿過程中嚴格控制注漿壓力與漿液配比，確保注漿質量。

3.3.3防水卷材鋪設

防水卷材鋪設前，基層進行清理、干燥處理，鋪設時，采用專用機械，確保卷材平整無褶皺，搭接處采用熱熔焊機進行焊接，形成連續(xù)、完整的防水層[7]。

3.3.4質量控制

施工過程中，嚴格執(zhí)行質量檢查制度，對混凝土強度、抗?jié)B性能、注漿質量、防水卷材鋪設等進行抽檢與驗收，確保各項技術指標達標。

3.4"成效與經驗總結

經過一年多的運行監(jiān)測，該煤礦地下建筑防水效果顯著，地下水滲透量遠低于設計允許值，混凝土應變監(jiān)測數據穩(wěn)定，未出現(xiàn)因滲水導致的結構損傷或安全隱患，智能預警系統(tǒng)成功預警并處理了2次輕微滲漏事件，有效防止了問題擴大。

本工程成功應用高性能防水混凝土、預應力錨固與注漿加固、防水卷材與密封止水帶等綜合抗?jié)B施工技術，結合嚴密的施工管理與監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦地下建筑的高效防水。精準的材料選擇與配比、嚴格的施工質量控制，以及智能化的監(jiān)測預警機制是確保防水效果的關鍵。

4"結語

抗?jié)B施工技術在煤礦地下建筑防水中至關重要，高性能防水混凝土、預應力錨固與注漿加固、防水卷材等技術的綜合應用成效顯著。未來，應持續(xù)推動新材料與新技術融合創(chuàng)新，開發(fā)智能化防水系統(tǒng)，并實施環(huán)保可持續(xù)的防水策略，以提升煤礦地下建筑防水性能，保障煤礦安全運營，促進煤礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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