通過硬化河底降低礦井涌水量的應用

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灰巖含水層，間接充水水源為寒武系厚層灰巖含水層。由于L7灰巖與下部寒武系灰巖之間的鋁土泥巖隔水層厚度僅3～6 m，在巖溶、裂隙或斷裂的發育部位，寒武系灰巖含水層地下水直接補給L7灰巖含水層，從而成為庚組煤開采的主要威脅。 在北干渠的底部或岸邊，見新近系泥灰巖含水層和寒武灰巖含水層直接出露，尤其是寒武灰巖傾向正對河水流向，因此北干渠放水時地表水極易順巖層直接補給寒武灰巖含水層或通過泥灰巖滲漏補給寒武系灰巖含水層。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 礦區概況

平煤股份七礦位于平頂山礦區西南側，地理位置：東經

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，南北傾向寬1.5 Km，面積約8.17 km2 。礦井位于平頂山市西郊西市場西南側，距市中心3.5 km，有1、8、和39路等公交車經礦口經過。連接礦區各礦的專用鐵路，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，西經寶豐站連接焦枝線。以市區為中心，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灰巖含水層，間接充水水源為寒武系厚層灰巖含水層。由于L7灰巖與下部寒武系灰巖之間的鋁土泥巖隔水層厚度僅3～6 m，在巖溶、裂隙或斷裂的發育部位，寒武系灰巖含水層地下水直接補給L7灰巖含水層，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，見新近系泥灰巖含水層和寒武灰巖含水層直接出露，尤其是寒武灰巖傾向正對河水流向，因此北干渠放水時地表水極易順巖層直接補給寒武灰巖含水層或通過泥灰巖滲漏補給寒武灰巖含水層。七礦過去是平頂山礦區地表水補給的一個主要源區，由于七礦開采疏干和水庫放水，使礦區的水文地質條件發生了變化，原來對地下水起排泄作用的河流，現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灰巖含水層和寒武系厚層灰巖含水層的補給來源并封堵含水層的強徑流通道，由于北干渠內有新近系泥灰巖的人為揭露段（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巖的出露處，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系，利用庫容稍減的間隙，水庫暫停放三天水，我們日夜施工，打好圍堰。水庫減少放水量，達到61 200 m3/h，河水從圍堰一側通過。我們用泵車澆筑混凝土，修完一半后，經養護合格，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計文件，熟悉本工程的技術數據、高程銜接關系。

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冬季施工設置不受凍脹的水準點不少于兩個；

⑤施工設置的臨時水準點。

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放水，開挖淤泥及土方前先用圍堰把河水改流到河道西側。

圍堰工程是本工程的重點，由于河底全部為澆筑混凝土，圍堰質量的好壞直接影響工程質量。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。圍堰要求結構密實，不漏水。待東側施工完畢后再把水該流到東側。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。

5.4 土方開挖

用1.0 m3反鏟挖掘機挖河岸兩側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平調直鋼模，在交叉點處使用短方木支撐于河底或圍堰側壁上。模板及其支撐架必須有足夠的強度、剛度和穩定性，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?，用汽車泵輸送到模板內。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生收縮裂紋。

6 質量保證

該工程自開工以來，項目部全體人員以嚴謹的工作態度，精心組織施工，按設計文件和現行的標準、規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”等五大質量因素進行全方位的質量管理及控制。具體表現在以下四個方面。

6.1 混凝土工程質量控制

①振搗要充分，避免因漏振而造成的蜂窩、孔洞質量缺陷。

②仔細振搗應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《混凝土結構工程施工質量驗收規范》要求留適當的混凝土試塊。

④砼搗固完畢后，在12 h內加上覆蓋，澆水養護時應能保持砼足夠的濕潤，墻面砼養護可采用噴淋養護的辦法，養護期依據GB50204—2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中附錄D的要求進行確定。

6.2 混凝土工程現場管理

砼澆筑前的準備工作：

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

②技術生產、安全進行一次聯合檢查，對查出的質量問題要及時進行整改。

③落實現場施工的管理人員、操作人員和輔助人員，做到任務明確，責任到人。

6.3 混凝土工程施工調度

①砼澆筑期間的人員安排視連續澆搗時間決定連續超過12小時的應組織兩班。

②現場砼攪拌由專人指揮調度，根據澆筑安裝情況及時調整出料位置，改變下料速度。

6.4 混凝土工程材料及現場檢驗控制

①嚴把工程材料關。材料采購有質保書、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嚴把工程質量關。實行自檢、互檢、交接檢“三檢”制度，在工程隱蔽前，由建設單位現場人員檢查驗收合格后才進行隱蔽，發現不合格的分項工程堅決返工重做。

③堅持現場取樣制度。對需要試驗的混凝土，報請有資質的檢測機構進行試驗。

7 資料采編

本次施工嚴格按照設計和有關規范規定現場采取試樣。除要求商品混凝土拌合站提供原材料及有關混凝土資料外，并對現場采取的試樣報請有資質的檢測機構進行試驗。

8 工作質量評述

本工程經建設單位代表現場檢驗長度、寬度及厚度滿足設計要求，混凝土強度符合有關規范規定，質量合格。

經七礦井下測定，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.礦山地質學（2版）[M].徐州：中國礦業大學 出版社，2008：302.