关于某金矿主井工程-310米中段挡水墙的设计与施工

2016-04-14张钱生青海西矿能源开发有限责任公司青海西宁810000

地球 2016年1期

关键词：水墙主井中段

■张钱生（青海西矿能源开发有限责任公司青海西宁810000）

■张钱生
（青海西矿能源开发有限责任公司青海西宁810000）

本文通过某金矿主井工程-310米中段挡水墙的设计与施工的工程实践，阐述挡水墙的施工应注意的几个问题，为今后类似的问题提供借鉴。

平行作业挡水墙墙体注浆

0　前言

某金矿主井工程设计井筒深度565m，井筒净直径4.5m，支护型式为浇灌砼，其强度等级为C20，井壁支护厚度：+75m～+50m标高段为600mm,+50m～-350m标高段为250mm,-350m～-490m标高段为300mm。当井筒掘进至-393m时，主井井筒进行工作面注浆作业，-310米平巷进行开拓的平行作业施工方案。

某年十月六日凌晨5:40,-310m中段迎头开拓至90.5m处（距井筒边缘）工作面突然涌水，瞬间突发涌水量达100.6吨/小时，三日后稳定为85.2吨/小时。在施工单位、矿山各部门全体员工大力抢险下，在-310m中段距井筒85m处浇筑一道挡水墙，于十月二十八日成功地堵住了-310m中段的迎头出水，并于十一月三日恢复了主井井筒施工。现将某金矿-310米中段挡水墙的设计与施工作一简介，供今后类似地质条件的挡水墙施工以参考和借鉴。

1　工程地质及水文地质简况

某金矿主井工程位于莱州市城北约33km，在大地构造位置上处于我国东部新华夏第三隆起带胶北隆起的西北部，沂沐断裂带东侧。焦家、河东-望儿山大断裂通过该区，与某金矿主井相隔（地表）524m，由于受该大断裂带的影响，次一级的构造、小断层尤为发育，在一定程度上对主井工程地质及水文地质条件产生不良影响。

区内出露的地层主要为：第四系全新统残积、坡积、冲积层，胶东群蓬夼组，黑云母斜长片麻岩，占基岩出露面积约90%以上的混合花岗岩，伟晶岩和煌斑岩脉等脉岩。主竖井岩石种类有：黑云母混合花岗岩、红化花岗岩及绢英岩化混合花岗岩、碎裂混合花岗岩等。-310米中段平巷主要见红化花岗岩、绢英岩化混合花岗岩、断层破碎带及黑云母混合花岗岩。岩浆裂隙发育，裂隙率为0.00‰～11.43‰,平均裂隙率为4.55‰。

2　挡水墙墙址选择

在-310米中段开拓的90.5m巷道中，按规格相对分三部分，第一部分为大规格巷道（3.4m×4.4m）,长35m。第二部分规格为3.4m×3.4m,长39m。第三部分为小规格2.6m×2.2m,距突水工作面处长为16.5m。我们把挡水墙选择在85m处，离迎头出水点5.5m，即小规格巷道中，该处岩石为黑云母混合花岗岩，岩石坚固，整体性好，形状为内稍大外小的楔形，是浇筑挡水墙的最好地点。

3　-310米中段85m处挡水墙的设计与施工

3.1挡水墙厚度选择

根据公式A=0.5KL√3P/Kp

式中A--挡水墙厚度；

L---墙体高度；

Kp—混凝土抗张强度（kg/cm2）；

P---水头压力（kg/cm2）；

K---安全系数，一般取2.5

取L=2.6m,Kp=260 kg/cm2,P=32.5 kg/cm2(潜水面标高+15m), K=2.5,计算得A=1.99m,选择A=2m。

3.2挡水墙底部基坑开挖、帮壁锚杆预埋及导流管的埋设

为了增强挡水墙的承压能力及与围岩连结的一体性，在挡水墙墙址底部开挖两道宽0.5m，深0.5m的U形基坑，同时利用左、右帮已具有的凹凸不平的帮壁，再在两壁打13个锚杆眼，眼深60cm,左帮6个，右帮7个，上、下、前、后交错排列，用Φ35mm，长1.2～1.5m左右的实心圆钢做锚杆，挡水墙浇筑前安到锚杆眼上，以代替两帮U形壁槽的开挖，既方便了挡水墙的施工，又节省时间及材料，同时增强挡水墙墙体的正面抗压能力。

因稳定后涌水量达85.2吨/小时，故在挡水墙下部埋设两根4〞导流管，以便水流导出，保证挡水墙的顺利施工。

3.3挡水墙的施工及注浆管的预埋

挡水墙采用425#矿渣水泥进行浇砼。水泥、砂子、石子的配比为1：1.5:3.0。在挡水墙浇砼期间，有关技术人员在现场跟班指导，布设锚杆，监督水、砂子、石子的配比情况及振捣情况，保证挡水墙的施工质量。挡水墙的封顶是挡水墙浇筑的关键部位，不能进行机械振捣时必须要人工振捣，以保证挡水墙的封顶质量。

在挡水墙浇筑时，预埋5根注浆管（顶部、左上角、右上角、左下角、右下角各一根），注浆管长1.5～2.0m，管径为Φ38mm。预埋时留30～50cm在外面，并装上1〞普通球阀,以便注浆时使用。

4　挡水墙的墙体注浆

因砼凝固收缩（尤其是墙体上半部），在墙体和围岩之间形成细微空隙，造成挡水墙的渗水。墙体注浆就是使墙体和围岩形成一个整体帷幕，起注浆堵水、加固墙体的作用。在-310米中段挡水墙浇筑好后，利用预埋的5个孔口管进行了墙体注浆。注浆采用单液水泥浆加5%的水玻璃添加剂，水泥采用425#普通硅酸盐新鲜水泥，浆液配比为2:1,1:1两个配比，注浆初始压力为0，终压力为2Mpa，吸浆量小于10L/min持续30min后停止注浆。注浆结束后立即关闭球阀，以防浆液回流。共注入浆液量600L。在第一次注浆结束后，又在左上部、右上部及顶部又打了三个孔，进行了第二次复注，以增加墙体注浆的效果。

挡水墙浇筑成后投入使用，经实践证明，挡水墙的浇筑是成功的。