复杂地质条件下防水闸门施工技术研究

摘 要：防水闸门的应用目的是控制井下突然涌水所设置的矿山防水设施，其主要设置位置为井下威胁性较大的地段，在遇到突发状况时能够将地下水进行截流。防水闸门可以理解为是安全防护之门，其设置合理性以及可靠性将直接影响到后期应用效果，也就是直接关乎到相关工作人员的生命安全。防水闸门一般会设置在较为复杂的环境中，而若在地质条件较为复杂的情况下，防水闸门必须要在施工前选定适合的施工技术，确保不会影响到后期应用安全性。本文将以复杂的地质条件作为背景，分析防水闸门施工期间需要应用到的各项技术。

关键词：复杂地质条件；防水闸门；施工技术

前言：地下矿井作业过程中随时可能面临着安全威胁，这种威胁包括矿井塌陷风险、机械故障风险、地下突然涌水风险等，而其中地下水是比较常见也是威胁较大的一个方面。随着各项安全技术以及设施的不断发展下，防水闸门被合理的应用到矿井作业环境中，设置防水闸门后，能够在突然出现地下涌水时关闭闸门，控制水流威胁到矿井作业条件以及人员安全。在防水闸门建设过程中，地质条件对其施工质量具有较大影响，为此，需要不断完善各项施工技术来应对复杂的地质条件。在下文中将选择A工程作为实际案例，分析在复杂的地质条件下，防水闸门施工应用技术。

一、工程概况

A煤矿处于陕西省地界，矿井地质水文条件较为复杂，能够对施工造成影响的包括组砂岩含水层、灰岩岩溶裂缝承压含水层等。在矿井开拓水平逐渐向二水平的延伸下，避免了水患向深部开采位置延伸，确保了排水系统不会受到水患的影响，或者控制影响程度。近几年A煤矿与煤炭工业设计研究院进行合作，与副井-410水平北轨大巷设立双开防水闸门1个[1]。

二、铜室方法及施工技术应用

（一）铜室位置选择

防水闸门铜室的选择需要尽可能的避开岩溶、断层、裂缝发育等位置，比较合理的位置应该是岩性较为稳定、周围地质坚硬、完整致密岩层之中，同时，铜室前后的20m巷道不能够出现方向上的转变，还需要关注的是位置的选择需要方便闸门关闭、日常维护等工作的开展。结合A煤矿施工项目实际情况来看，距离南翼副井井筒400-490m地段巷到的層位较为稳定，主要结构为灰岩，厚度在7.3m左右。经过实地考察最终决定将防水闸门铜室的位置设置在430-450m段[2]。

（二）灰岩加固处理

A煤矿本次防水闸门设置位置的地质水文条件较为复杂，岩性比较破碎，灰岩厚度平均为10m，另外，此位置C2tL7-8灰岩水没有彻底的进行排除，此层是大巷掘进期间受影响的主要含水层，同时还会受到矿山应力的影响。巷道在挖掘期间频繁的发生底鼓、片帮等情况，基于此，在进行防水闸门铜室建设施工过程中，应该对防水铜室的前后范围内的巷到做好加固处理。具体施工为：首先，对防水闸门铜室向外10m一直到迎头段巷道底板进行加固处理。基于地段内地质水文条件的特点，可对防水闸门铜室底板给予注浆加固。其次，防水闸门铜室前后岩层产状顺巷角度较小，应该在防水闸门铜室以及其前后10m范围内做壁厚注浆处理[3]。

（三）浇筑混凝土

防水闸门铜室设计的长度为28m，里弧圈与外弧圈长度是9m，防水闸门铜室选择的是双排钢筋混凝土浇筑方式，浇筑厚度选定为800mm。防水闸门铜室浇筑需要先浇筑里弧圈，后浇筑外弧圈，最后浇筑契形体。每个环节浇筑过程中都是由底向顶的连续性浇筑，需要在一天之内完成浇筑施工。为保障能够持续性进行混凝土浇筑，可选择机械搅拌与送料模式。在浇筑施工过程中可能会出现混凝土向下流动的情况，为此，在浇筑过程中需要应用模板进行临时的阻隔，一直到拱顶，避免出现水平接茬面。在立模、接钢筋与安装管理不能够实现持续性浇筑时，于接茬面上根据间、排距离800mm安插螺纹钢，同时将混凝土面凿出新茬，利用高压水进行冲洗，再浇筑混凝土并进行振捣。整个浇筑过程中，需要预先撤掉进行堵漏的物品，确保浇筑效果。

（四）壁后注浆

注浆孔设置从外护圈向外5m开始，排距为1.5m到巷道迎头，顶帮底板均安插花式布置注浆孔，各孔之间的距离设计为1.5m，壁后注浆分为三次完成。初次注浆优先选择浅孔，深度约为3m，第二次进行注浆深度约为8m，第三次注浆深度选择约为15m。注浆管需要在防水闸门铜室浇筑开始前进行预埋，必要的注浆管选择16号螺纹钢焊接在钢筋网上，其目的是增加注浆管的阻力，避免其出现脱落等情况。

结论：经由全文对A煤矿防水闸门施工实际案例的分析，提出以下几点建议：里弧圈与外弧圈浇筑过程中建议预留出1m与契形体一起浇筑，借由此来提升防水闸门工程的完整性；在预埋注浆管过程中，不需要根据设计数量而定，而是尽量多余设计数量；里弧圈到迎头，需要壁设计断面要大，而喷浆厚度也需要大于常规1倍，同时还需要做壁厚注浆；在防水闸门铜室浇筑工程完成之后，于混凝土凝固28后进行壁后注浆。

参考文献：

[1]高松芝，陈长东.付村煤业-480m水平大巷水闸门施工技术[J].煤炭科学技术，2014，42（S1）：92-93.

[2]王红建，费小保.深井防水闸门硐室支护技术研究[J].能源技术与管理，2013，38（02）：61-62.

[3]张新立.王庄新井防水闸门技术研究[J].煤，2012，21（03）：41-42.

作者简介：

谭军（1978，9-）男，湖北荆州人，工程师，从事河流，堤防，水闸管理工作endprint