钢板堵水技术在尾矿竖井堵水中的应用分析

刘波

摘 要 尾矿库排水竖井井壁施工缝处薄弱点常出现漏水，严重时，尾矿砂将随水流自漏水点泄露，严重影响到尾矿库的整体稳定性。通过对竖井井壁漏水点水量进行测量分析，在漏水量较小且稳定的情况下，采用钢板堵水施工方法进行堵水处理，施工投资少、工期短、速度快，是适合小断面竖井快速堵水的首选方法之一。

关键词 矿业工程;井壁堵水;拱圈封堵;小断面竖井;钢板堵水

引言

随着我国工业的快速发展，钢铁需求日益增长，冶金矿山行业的建设也得到了飞速的发展，各地的矿山企业迅速兴起，尾矿库作为选矿生产中的重要组成部分，也越来越多的出现在人们的视野中。尾矿库一般庫容量较大，作为选矿厂排放尾矿的场所，尾矿砂在尾矿库内沉积，库区内多余储水量随排水竖井进入排洪隧洞进行排放。近几年，随着环保、安全要求日益加强，尾矿库被安监、环保部门作为重大危险源看待，尾矿库的安全性、稳定性直接影响到其下游居民及环境的安全，而排水竖井作为尾矿库排洪系统的重要组成部分，起着至关重要的作用。

1工程概况

万年沟尾矿库溢洪系统续建工程7#竖井井筒净空断面直径3m，井壁为钢筋混凝土结构，井深120m。地勘资料显示，表层土为含碎石粉质黏土，上部基岩为玄武岩，下部基岩为砾屑灰岩，玄武岩为块状构造，强风化，节理裂隙及其发育，砾屑灰岩为隐晶致密结构，节理裂隙发育，受黄龙、板房断层挤压破碎所致，岩体较破碎，局部地区较完整，岩石呈碎裂结构，呈碎石、碎块石装镶嵌结构。竖井井壁漏水点出现在井口以下26m的施工缝处，位于库区水位下部8m，随着尾矿库水位升高，涌水有扩大趋势。为确保尾矿库排洪系统正常运行，竖井不得渗漏。故此，需对竖井漏水点进行堵水处理，且必须在短期内完成施工。因该部位距离地面较深，工作面狭窄，有涌水，施工难度大[1]。

2漏水点测量及分析

根据现场情况分析，漏水点位于竖井井口下方约26m处。竖井围岩的节理裂隙发育，用水来源为周边山体的地下水和万年沟尾矿库尾矿输送水。若不及时治理，将来随着尾矿库水位上升，周边山体内地下水水位必然逐步抬升，该涌水点的水压会越来越大，将危及竖井的使用安全，甚至不排除尾矿物料有击穿围岩的可能性，因此，7#竖井井壁涌水必须尽早实施处置[2]。

3施工方法选择

竖井堵水常用的处理方式为帷幕注浆堵水，即在井壁外四周进行帷幕注浆堵水。此方法施工时，需在竖井井壁外，环向布置三道注浆孔，钻φ80注浆孔，孔间距1.5m，深度26m，然后灌注水泥砂浆。此外，在帷幕注浆前，需先对涌水点进行堵塞，将涌水量控制到最小。此方法施工时间长，费用高，无法满足工期要求。结合现场实际情况，选用钢板封堵施工方法进行堵水处理，施工速度快，工期短，费用低[3]。

4钢板封堵法施工技术分析

4.1 刻槽

沿涌水点水平位置，在井壁上人工开凿一圈30mm深、40mm宽的贯通槽缝。刻槽时，应确保涌水点位于槽缝中间。刻槽完成后，对槽缝和接触面的浮渣进行彻底清除，要求槽缝内干净、无杂物。

4.2 植筋

植筋的目的主要是固定堵水钢板，施工时，先在竖井井壁混凝土表面标定堵水钢板的位置，根据钢板位置确定植筋间距和数量。采用电钻在植筋部位钻φ22孔，孔深300mm，钻孔允许公差为+0.1～0.5mm，钻孔完成后进行植筋。植筋前要清理干净植筋孔，孔内应干燥无积水。植筋采用10.9级M16高强度化学锚栓;黏结剂采用在有水环境中正常使用的高效能黏结剂，采用专用灌注器或注射器进行灌注，不妨碍空气排出，计量应以植入钢筋后有少许黏结剂溢出为宜。黏结剂完全固化前不得触动所植钢筋;植筋锚固长度为300mm，植筋外露长度不小于100mm，并带螺纹便于安装螺帽，固定钢板，外露部分涂两遍防锈漆做防腐处理。正式植筋前应做三个试验筋，达到要求后再正式施工[4]。

4.3 安装钢板堵水

堵水所用钢板预先加工，钢板厚20mm、宽800mm，堵水点处钢板分为三块，每块钢板理论外侧弧长为三分之一混凝土井筒内壁周长，与混凝土井壁弧度、半径一致。钢板上预留锚栓孔，各个孔洞位置与井壁钻孔位置应严格放样、统一布置，钢板四周焊接φ8钢筋做外框。

钢板安装时，先在刻槽内安装止水条，止水条选用BW（腻子型）遇水膨胀橡胶止水条，规格40mm×40mm，满铺在刻槽内。钢板背面涂抹粘胶（呋喃胶泥或环氧树脂胶垫），厚10mm，钢板安装时，要反复对接、调试后才能固定，若钢板或粘胶与混凝土井壁不吻合，则要反复对封堵处井壁进行打磨，直至完全吻合为止。

最后，利用植筋的外露螺杆和螺帽将预先加工的弧形钢板固定在混凝土井壁表面，并对螺帽并施加预应力，单个螺帽施加20KN。

5实施效果

7#竖井井口下方26m处井壁漏水点，低于库区水位8m，漏水量不大且水压较小，采用钢板堵水方法进行处理，施工速度快，耗时短，费用低。堵水后，漏水点已被封堵，无明细漏水[5]。

6结束语

因地质条件的多变性、不可预见性，致使竖井施工后井壁漏水现象普遍存在，如何处理竖井井壁漏水，仍然是竖井施工中的难点。针对水压低且稳定的竖井漏水点，采用钢板堵水法，无疑是一种简单、快捷、投入较少的施工方法。但对于地质条件复杂，水压较大，且压力随时间不断增大的漏水点，钢板堵水的效果将会随时间增长而不断降低，乃至失效，进而不得不采用类似于帷幕注浆这种耗时长、费用高的堵水方法进行堵水。但追根到底，竖井漏水问题，重点不在于如何去堵水，而在于如何让其不漏水。故此，我们应该在竖井施工阶段，严格控制施工质量，提前采取防漏措施，确保竖井的施工质量，避免后期进行堵水处理。

参考文献

[1] 付学会，侯克鹏.壁后注浆技术在尾矿库溢洪井隧道修护中的应用[J].有色金属（矿山部分），2011，（6）：43-46.

[2] 徐贵南.壁后注浆技术在水仓堵漏中的应用[J].水力采煤与管道运输，2010，（3）：42-44.

[3]《建井工程手册》编委会.简明建井工程手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003：21.

[4] 李世平，等.岩石力学简明教程[M].北京：煤炭工业出版社，1996：52.

[5] 罗大贤，杨正东.低压限量壁后注浆技术[J].煤矿设计，2001，（2）：28-29.