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挡水墙设计与施工

1.概况

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望儿山金矿“南风井贯通工程”施工前，井下涌水量已达到470n/h,且深部各

中段在逐步形成采准工程，不断揭露新的出水点，为保证安全贯通，防止淹井事故的发生，

水平放水贯通前必须封堵望儿山金矿井巷内几处无效出水点，以缓解井下排水

压力，降低排水费用。在南风井贯通工程施工期间，先后设计施工四座挡水墙，分别是

—270m1场出水、—350m4穿出水、—310m25穿掌子面涌水和南风井-310m水平中段

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涌水封堵(南风井贯通后施工)，封堵矿坑涌水量达到400n/h,大大地缓解井下排水压力。

根据矿床水文工程地质资料可知，矿坑对应地表沟系发育地段和含矿蚀变带与围岩接

触地段，大多为构造破碎带，岩石破碎稳固性较差，节理裂隙发育，含丰富的地下水，导

水性好，是矿区地下水进入矿坑的主要迳流通道；揭露时，涌水水量大(大于50m/h)，

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水压较高(1.8MP®。如一270m1场、—350m4穿涌水量分别为100n/h、80m/h左右，

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并产生不同程度的冒顶；—310m25穿掌子面涌水量120m/h左右(包含放水钻孔高压阀

门的漏水)；以及南风井-310m水平中段涌水量100m/h以上。都是发育在含矿蚀变带与围

岩接触地段。

2.挡水墙设计

挡水墙施工质量的好坏是与挡水墙的厚度、强度、防渗性能和施工工序质量控制等诸

多因素有密切的关系。如有一个环节没有控制好，则可能引起挡水墙的渗漏或倒塌，造成

不良的突水后果。

2.1引起挡水墙渗漏或倒塌原因分析

(1)混凝土体积收缩。墙体与围岩之间产生裂隙因而引起渗漏。混凝土中多余水

份的散失或湿度下降，产生十缩；混凝土中热量的散失或温度下降，产生冷缩；由于骨科

级配差，加水量过多，捣实较差，产生沉缩；这些作用的综合结果就是体积收缩，当收缩

应力大于混凝土与围岩的粘接强度时，混凝土与围岩间产生裂隙，在重力作用

下，顶板的裂隙比两邦的裂隙大，压力水就沿着这些裂隙渗漏出来。混凝土的体积收

缩是挡水墙渗漏的基本原因。

(2)施工操作质量不良，如封顶不严不实，特别是迎水面的高顶处容易封顶不严，

振捣不实，对靠近两帮围岩，预埋管的周围特别是下部更容易疏忽；施工缝、特别是水平

施工缝，由于灌注时未能做到连续灌注，新老施工缝接茬胶结不严，灌注前围岩未活洗，

底板积水排除不彻底等等，使混凝土中产生孔洞、空隙、裂隙，以及这些孔洞、空隙裂隙

多余水份蒸发造成各种方向的空隙和毛细管连通，就造成了良好的渗水

通道。

(3)围岩性质及地质构造，断层裂隙导致透水。当围岩的层理节理、裂隙发育乂互相

连通，断层走向与墙体中心线一致或斜交时，则压力可以越过墙体的周围，渗漏至墙背水

面。

(4)挡水墙设计的强度小于地下水静水压力产生的外推力，以及挡水墙设计厚度

过小，产生的磨擦力不能抵挡地下水静水压力产生的外推力，是导致挡水墙倒塌的主

要原因。

2.2挡水墙厚度与强度的计算

挡水墙计算方式不同，计算结果也不同；选择的条件和参数不同，计算结果也不

同。因此，选择符合实际条件、合理且安全系数有保障的挡水墙计算公式，是确保挡

水墙施工质量与封堵涌水成功的关键。通过比较分析，采用以下两个公式计算挡水墙厚

度与强度，是比较合理和符合实际的。

（1）B=RXr/]+0.3r

[6

其中：P最大静水压力（MP）;

c：

r:井