復(fù)雜地質(zhì)條件下防水閘門施工技術(shù)研究

摘 要：防水閘門的應(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)狀況時能夠?qū)⒌叵滤M(jìn)行截流。防水閘門可以理解為是安全防護(hù)之門，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。防水閘門一般會設(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，防水閘門必須要在施工前選定適合的施工技術(shù)，確保不會影響到后期應(yīng)用安全性。本文將以復(fù)雜的地質(zhì)條件作為背景，分析防水閘門施工期間需要應(yīng)用到的各項技術(shù)。

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

前言：地下礦井作業(yè)過程中隨時可能面臨著安全威脅，這種威脅包括礦井塌陷風(fēng)險、機(jī)械故障風(fēng)險、地下突然涌水風(fēng)險等，而其中地下水是比較常見也是威脅較大的一個方面。隨著各項安全技術(shù)以及設(shè)施的不斷發(fā)展下，防水閘門被合理的應(yīng)用到礦井作業(yè)環(huán)境中，設(shè)置防水閘門后，能夠在突然出現(xiàn)地下涌水時關(guān)閉閘門，控制水流威脅到礦井作業(yè)條件以及人員安全。在防水閘門建設(shè)過程中，地質(zhì)條件對其施工質(zhì)量具有較大影響，為此，需要不斷完善各項施工技術(shù)來應(yīng)對復(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。在礦井開拓水平逐漸向二水平的延伸下，避免了水患向深部開采位置延伸，確保了排水系統(tǒng)不會受到水患的影響，或者控制影響程度。近幾年A煤礦與煤炭工業(yè)設(shè)計研究院進(jìn)行合作，與副井-410水平北軌大巷設(shè)立雙開防水閘門1個[1]。

二、銅室方法及施工技術(shù)應(yīng)用

（一）銅室位置選擇

防水閘門銅室的選擇需要盡可能的避開巖溶、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、周圍地質(zhì)堅硬、完整致密巖層之中，同時，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關(guān)閉、日常維護(hù)等工作的開展。結(jié)合A煤礦施工項目實(shí)際情況來看，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)過實(shí)地考察最終決定將防水閘門銅室的位置設(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，同時還會受到礦山應(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)行防水閘門銅室建設(shè)施工過程中，應(yīng)該對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，對防水閘門銅室向外10m一直到迎頭段巷道底板進(jìn)行加固處理。基于地段內(nèi)地質(zhì)水文條件的特點(diǎn)，可對防水閘門銅室底板給予注漿加固。其次，防水閘門銅室前后巖層產(chǎn)狀順巷角度較小，應(yīng)該在防水閘門銅室以及其前后10m范圍內(nèi)做壁厚注漿處理[3]。

（三）澆筑混凝土

防水閘門銅室設(shè)計的長度為28m，里弧圈與外弧圈長度是9m，防水閘門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。每個環(huán)節(jié)澆筑過程中都是由底向頂?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。在澆筑施工過程中可能會出現(xiàn)混凝土向下流動的情況，為此，在澆筑過程中需要應(yīng)用模板進(jìn)行臨時的阻隔，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，于接茬面上根據(jù)間、排距離800mm安插螺紋鋼，同時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。整個澆筑過程中，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銅室澆筑開始前進(jìn)行預(yù)埋，必要的注漿管選擇16號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A煤礦防水閘門施工實(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程中建議預(yù)留出1m與契形體一起澆筑，借由此來提升防水閘門工程的完整性；在預(yù)埋注漿管過程中，不需要根據(jù)設(shè)計數(shù)量而定，而是盡量多余設(shè)計數(shù)量；里弧圈到迎頭，需要壁設(shè)計斷面要大，而噴漿厚度也需要大于常規(guī)1倍，同時還需要做壁厚注漿；在防水閘門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，陳長東.付村煤業(yè)-480m水平大巷水閘門施工技術(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.王莊新井防水閘門技術(shù)研究[J].煤，2012，21（03）：41-42.

作者簡介：

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