通過硬化河底降低礦井涌水量的應(yīng)用

時曉+蘆軍民

摘 要：平煤股份七礦開采庚組煤時，其直接充水水源為石炭系L6 ～L7灰?guī)r含水層，間接充水水源為寒武系厚層灰?guī)r含水層。由于L7灰?guī)r與下部寒武系灰?guī)r之間的鋁土泥巖隔水層厚度僅3～6 m，在巖溶、裂隙或斷裂的發(fā)育部位，寒武系灰?guī)r含水層地下水直接補給L7灰?guī)r含水層，從而成為庚組煤開采的主要威脅。 在北干渠的底部或岸邊，見新近系泥灰?guī)r含水層和寒武灰?guī)r含水層直接出露，尤其是寒武灰?guī)r傾向正對河水流向，因此北干渠放水時地表水極易順巖層直接補給寒武灰?guī)r含水層或通過泥灰?guī)r滲漏補給寒武系灰?guī)r含水層。本次施工通過對渠道進行硬化處理，來阻斷河水對井下含水層的補給，工程竣工后，井下涌水量明顯降低，效果顯著，值得推廣。

關(guān)鍵詞：河底硬化；防治水

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）27-0162-02

1 礦區(qū)概況

平煤股份七礦位于平頂山礦區(qū)西南側(cè)，地理位置：東經(jīng)

113 °13 ′31.5 ″至113 °16 ′56.5 ″，北緯33 °44 ′30 ″至33 °45 ′

25 ″。北部以鍋底山正斷層為自然邊界與三礦、六礦相接，南部和東部至一（庚）煤段煤層露頭，西以43勘探線東200 m平行線為界與五礦相連。東西走向長5.2 km，南北傾向?qū)?.5 Km，面積約8.17 km2 。礦井位于平頂山市西郊西市場西南側(cè)，距市中心3.5 km，有1、8、和39路等公交車經(jīng)礦口經(jīng)過。連接礦區(qū)各礦的專用鐵路，在平頂山東站（距七礦10 km）與孟（廟）寶（豐）線相接，東至漯河站與京廣線相連，西經(jīng)寶豐站連接焦枝線。以市區(qū)為中心，分別有高速與高等級公路通往洛陽、南陽、許昌、漯河等市，交通十分便利。

2 工程概況

平煤股份七礦開采庚組煤時，其直接充水水源為石炭系L 6～L7灰?guī)r含水層，間接充水水源為寒武系厚層灰?guī)r含水層。由于L7灰?guī)r與下部寒武系灰?guī)r之間的鋁土泥巖隔水層厚度僅3～6 m，在巖溶、裂隙或斷裂的發(fā)育部位，寒武系灰?guī)r含水層地下水直接補給L7灰?guī)r含水層，從而成為庚組煤開采的主要威脅。

沿北干渠自勝利橋向下游59～209 m段，在北干渠的底部或岸邊，見新近系泥灰?guī)r含水層和寒武灰?guī)r含水層直接出露，尤其是寒武灰?guī)r傾向正對河水流向，因此北干渠放水時地表水極易順巖層直接補給寒武灰?guī)r含水層或通過泥灰?guī)r滲漏補給寒武灰?guī)r含水層。七礦過去是平頂山礦區(qū)地表水補給的一個主要源區(qū)，由于七礦開采疏干和水庫放水，使礦區(qū)的水文地質(zhì)條件發(fā)生了變化，原來對地下水起排泄作用的河流，現(xiàn)在反過來向地下倒灌，嚴重影響礦井安全與效益。

在河流不能改道時，可在漏水地段利用片石、水泥等材料鋪設(shè)不透水的人工河床，或局部填塞裂隙，以防止河水漏入礦井。[1]

本次施工的主要目的是減少L6 ～L7灰?guī)r含水層和寒武系厚層灰?guī)r含水層的補給來源并封堵含水層的強徑流通道，由于北干渠內(nèi)有新近系泥灰?guī)r的人為揭露段（北干渠勝利橋向下游59 ～209 m段），北干渠的放水將直接由此補給給地下，故應(yīng)對該段長150 m，寬35 m（渠道全寬）的渠道進行硬化處理，包括西岸新近系泥灰?guī)r的出露處，高約1.5 m。

3 施工概況

本工程于2011年11月19日開工，由于今年平頂山地區(qū)遭遇57年一遇的大秋汛，從八月中旬至開工時，陰雨不斷，致使白龜山水庫庫容緊張，放水量加大，平均1 440 000 m3/h的流量，河道狹窄，石塊嶙峋，風高浪急，施工條件異常艱苦。施工中，我們與水庫管理局密切聯(lián)系，利用庫容稍減的間隙，水庫暫停放三天水，我們?nèi)找故┕?，打好圍堰。水庫減少放水量，達到61 200 m3/h，河水從圍堰一側(cè)通過。我們用泵車澆筑混凝土，修完一半后，經(jīng)養(yǎng)護合格，水庫暫停放水，再打另一半圍堰。通過白龜山水庫管理局的大力支持，工程于2011年12月30日全部完工。

4 完成工作量

完成工程量，見表1。

5 主要施工方法

5.1 測量放線

①施工測量人員熟悉設(shè)計文件，熟悉本工程的技術(shù)數(shù)據(jù)、高程銜接關(guān)系。

②河道清淤及土方開挖開工前進行下列測量工作：

③放出施工邊線，必要時標出堆土、堆料場地界線及臨時用地范圍；

④冬季施工設(shè)置不受凍脹的水準點不少于兩個；

⑤施工設(shè)置的臨時水準點。

5.2 圍堰工程

本工程挖土方案采用干槽挖施工方法，由于水庫不斷向北干渠內(nèi)放水，開挖淤泥及土方前先用圍堰把河水改流到河道西側(cè)。

圍堰工程是本工程的重點，由于河底全部為澆筑混凝土，圍堰質(zhì)量的好壞直接影響工程質(zhì)量。圍堰采用編織袋圍堰，按梯形擺放，底寬2.5 m，頂寬1.5 m，高度2 m。圍堰要求結(jié)構(gòu)密實，不漏水。待東側(cè)施工完畢后再把水該流到東側(cè)。河道及護坡全部完成后把圍堰進行拆除外運。

5.3 河道清淤

用0.5 m3抓鏟挖掘機把淤泥甩到岸邊，甩到岸邊的淤泥再用1.0 m3反鏟挖掘機裝10 t自卸汽車運到卸土場內(nèi)。

5.4 土方開挖

用1.0 m3反鏟挖掘機挖河岸兩側(cè)垃圾倒運到河底進行河底回填。

5.5 河底整平

由于河底大石聚集，石頭空隙間均為深坑，用土方把深坑填平。使河底擁有一定的縱坡，以利于流水。

5.6 河底混凝土澆筑

①模板施工。模板使用組合鋼模，并用方鋼制橫縱扣帶調(diào)平調(diào)直鋼模，在交叉點處使用短方木支撐于河底或圍堰側(cè)壁上。模板及其支撐架必須有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，其支撐必須有足夠的支撐面積及荷載的能力。

②混凝土施工?；炷敛捎蒙唐坊炷粒闷嚤幂斔偷侥０鍍?nèi)。澆注時分層進行，分層厚度不大于30c m。砼振搗使用插入式振搗器，砼澆注至設(shè)計標高時，表面使用木抹刮平，用光抹壓光，并在砼初凝前用光抹多次收光以防止砼表面產(chǎn)生收縮裂紋。

6 質(zhì)量保證

該工程自開工以來，項目部全體人員以嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，精心組織施工，按設(shè)計文件和現(xiàn)行的標準、規(guī)范來約束自己的施工行為。項目部在整個施工過程中，對“人、機、法、檢、環(huán)”等五大質(zhì)量因素進行全方位的質(zhì)量管理及控制。具體表現(xiàn)在以下四個方面。

6.1 混凝土工程質(zhì)量控制

①振搗要充分，避免因漏振而造成的蜂窩、孔洞質(zhì)量缺陷。

②仔細振搗應(yīng)選用直徑較小的振搗棒，再由專人找平，減少砼表面裂縫。

③按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求留適當?shù)幕炷猎噳K。

④砼搗固完畢后，在12 h內(nèi)加上覆蓋，澆水養(yǎng)護時應(yīng)能保持砼足夠的濕潤，墻面砼養(yǎng)護可采用噴淋養(yǎng)護的辦法，養(yǎng)護期依據(jù)GB50204—2002《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中附錄D的要求進行確定。

6.2 混凝土工程現(xiàn)場管理

砼澆筑前的準備工作：

①所有施工用具應(yīng)配備齊全，保證其完好，不能影響施工，對電閘箱用電設(shè)備進行一次全面檢查，做好用電安全保護工作。

②技術(shù)生產(chǎn)、安全進行一次聯(lián)合檢查，對查出的質(zhì)量問題要及時進行整改。

③落實現(xiàn)場施工的管理人員、操作人員和輔助人員，做到任務(wù)明確，責任到人。

6.3 混凝土工程施工調(diào)度

①砼澆筑期間的人員安排視連續(xù)澆搗時間決定連續(xù)超過12小時的應(yīng)組織兩班。

②現(xiàn)場砼攪拌由專人指揮調(diào)度，根據(jù)澆筑安裝情況及時調(diào)整出料位置，改變下料速度。

6.4 混凝土工程材料及現(xiàn)場檢驗控制

①嚴把工程材料關(guān)。材料采購有質(zhì)保書、合格證，進場后隨機見證取樣，檢驗合格后方用于本工程中。

②嚴把工程質(zhì)量關(guān)。實行自檢、互檢、交接檢“三檢”制度，在工程隱蔽前，由建設(shè)單位現(xiàn)場人員檢查驗收合格后才進行隱蔽，發(fā)現(xiàn)不合格的分項工程堅決返工重做。

③堅持現(xiàn)場取樣制度。對需要試驗的混凝土，報請有資質(zhì)的檢測機構(gòu)進行試驗。

7 資料采編

本次施工嚴格按照設(shè)計和有關(guān)規(guī)范規(guī)定現(xiàn)場采取試樣。除要求商品混凝土拌合站提供原材料及有關(guān)混凝土資料外，并對現(xiàn)場采取的試樣報請有資質(zhì)的檢測機構(gòu)進行試驗。

8 工作質(zhì)量評述

本工程經(jīng)建設(shè)單位代表現(xiàn)場檢驗長度、寬度及厚度滿足設(shè)計要求，混凝土強度符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定，質(zhì)量合格。

經(jīng)七礦井下測定，往年同期為枯水期，河道不放水，井下涌水量為1 300 m3/h，今年由于秋汛，水庫不斷放水，井下涌水量為1 100 m3/h，可見淺部注漿效果明顯，成效顯著。

參考文獻：

[1] 胡紹詳，李守春，翟培合，等.礦山地質(zhì)學（2版）[M].徐州：中國礦業(yè)大學 出版社，2008：302.