那精煤矿副井第二绕道

堵水墙设计说明书

一、概况

目前由于副井第二绕道与103回风联络巷相接处底板出水，出水量约为80～100立方米/小时，经矿领导研究决定对出水点进行堵水。2月3日完成一堵堵水墙，由于施工匆忙，关闭闸阀堵水后发现墙体不严密，达不到堵水效果，为实现突水点堵水，现在副井第二绕道砌第二道堵水墙，编号为FSQ02。施工位置在出水点往外12米处，距第一道堵水墙4米。

二、设计依据

1、静水压力：出水点出水岩层为煤层底板，与+35m截水巷出水岩层为同一岩层。矿井静水位标高为+114m，堵水墙所处标高为-32m，堵水墙所压力P=1.44MPa<1.6MPa，即14.4kg/cm2。

（P=ρgh=1.0×103×9.81×(114+32)=1432260Pa，取P=1.44MPa）

2、围岩性质：出水点为副井第二绕道煤巷段底板。为确保堵水墙质量，堵水墙位置定在出水点往外12米岩巷中，距第一道堵水墙4米。顶、底板及围岩都为石灰岩，普氏系数f>6。围岩分层明显，裂隙较发育。

3、巷道断面形状：堵水墙所处位置的巷道为矩形断面，其规格为2.4m×2.4m。巷道坡度为0°。

4、出水点出水量80～100立方米/小时；

5、墙体采用强度等级为C25的混凝土进行浇注。C25的混凝土配合比为1立方混凝土需：水泥356 kg、水185 kg、砂613 kg、碎石1246 kg，重量比1 : 0.52 : 1.72 : 3.5。即1立方混凝土需水泥0.356t、水0.185m³、砂0.48m³、碎石0.78m³。

三、堵水墙结构形状选择

1、根据设计水压值P=1.44MPa<1.6MPa，堵水墙形状可采用圆柱形或楔形。考虑巷道情况，为便于施工，堵水墙采用矩形结构形。

2、堵水墙下部离底板10cm处设三路Φ100mm放水管，作放水之用；设2～4路Φ25镀锌管用于灌浆；设2～4路Φ25mm镀锌管用于排气; 一路Φ25mm镀锌管用于安装压力表。

四、堵水墙墙体厚度计算

参考《采矿工程设计手册》（煤炭工业出版社）第五篇第十二章第二节防水闸门硐室设计公式,堵水墙所受的水压P=1.44Mpa，分别按圆柱形公式和楔形公式进行计算：

1、按圆柱形公式计算

式中：

L—堵水墙墙体长度，m；

L0—一段堵水墙墙体长度，m；

r—堵水墙圆柱内侧半径，m；

B—堵水墙墙体前、后巷道净宽，取2.4m；

n—堵水墙分段段数，取n=2；

α—凸缘基座支承面与硐室中心线夹角，式中取25°；

ƒcc—素混凝土的轴心抗压强度设计值，取ƒcc=0.95×fc=0.95×12.5=11.875N/mm2；

ro—结构的重要性系数，取1.1；

rƒ—作用分项系数，取1.3；

rd—结构系数，据硐室净断面的大小取值1.5；

P—堵水墙硐室设计承受的水压，P=1.44N/mm2；

代入公式计算：

2、按楔形公式计算

式中：

L—堵水墙墙体长度，m；

B—堵水墙墙体前、后巷道净宽，取2.4m；

α—凸缘基座支承面与硐室中心线夹角，式中取25°；

ƒcc—素混凝土的轴心抗压强度设计值，取ƒcc=0.95×fc=0.95×12.5=11.875N/mm2；

ro—结构的重要性系数，取1.1；

rƒ—作用分项系数，取1.3；

rd—结构系数，据硐室净断面的大小取值1.5；

P—堵水墙硐室设计承受的水压，P=1.44N/mm2；

H—堵水墙前、后巷道净高，取2.4m.；

代入公式计算：

据以上公式计算结果，考虑到要安全的承受水压及地压，以及地面注浆堵水的要求，最终确定墙体厚度值取1.3m。

五、堵水墙掏槽深度计算

堵水墙掏槽深度按公式计算，

式中：E—水闸墙刻槽深度：

K—水闸墙设计安全系统取2.5；

P—最大净水压力，P=1.44Mpa；

S—水闸墙迎水面净面积，m2；

l—水闸墙被水面净周长，m；

fc—混凝土设计抗压强度，C25的混凝土的fc=12.5Mpa/m2

计算得：

据以上公式计算结果，考虑到围岩分层明显，裂隙较发育以及爆破掏槽的要求，最终确定掏槽深度值取1.0m。

六、工程量计算

1、水闸墙混凝土体积V（m3）

V=kV墙=1.2×4.4×4.4×1.3=30.2m3

2、材料计算

（1）水泥：M1=30.2×0.372t/m3=11.2t

（2）中沙：M2=30.2×0.48 m³/m3=14.50 m3

（3）碎石量：M3=30.2×0.78m³/m3=23.56m3

七、堵水墙加固

为保证堵水墙质量，施工堵水墙要先在施工位置处巷道四周围岩进行掏槽，掏槽后在施工堵水墙位置，四周围岩打锚杆，以便增强堵水墙墙体与围岩结合的稳定性，锚杆规格Φ20×2000mm，锚杆间距1.0米，排距0.5米，锚杆锚入围岩1.0米，外露1.0米嵌入堵水墙墙体中。墙体内横纵各设置4根18kg/m铁轨，并用10mm钢筋编织钢筋网，加强墙体强度，详见附图。

八、工程质量与要求

1、堵水墙位置必须选在围岩稳定的地方，由矿工程技术人员现场确定后，方可施工。

2、必须按设计要求用浅眼爆破掏槽，钻眼深为50cm。掏槽后底部、两帮、顶部围岩必须清理干净，并用水冲洗水闸墙硐室，且应形成粗糙面，浇筑混凝土时四周墙帮必须刷洗干净后方可浇灌。

3、用于浇灌混凝土的碎石粒径规格为2～4cm，碎石内严禁混入泥土、木屑、煤粉等杂物，浇灌前碎石必须用水冲洗干净。

4、水泥标号不能小于425#，砂为中砂，砂内不得有任何杂物。

5、必须连续浇灌混凝土，严格控制好混凝土的配比，混凝土必须在地铁板上搅拌均匀，严禁在墙体内搅拌混凝土。

6、混凝土浇灌前，墙体底部应先铺一层50～100mm厚的砂浆。

7、在浇灌过程中，必须用振动棒捣实，增加20cm厚时，要全面捣实一次，特别是墙体边缘，振捣第二层时，应将振动棒插入上一层中，以消除层间接缝获得整体效果。浇灌好的混凝土必需均匀致密，严禁出现蜂窝状或局部地方砂浆与碎石分离的现象。

8、模板与模板之间（在堵水墙两边各砌一堵40cm厚水泥砖墙作为模板），模板与围岩之间，必须封严，防止振动时砂浆流出模板外。

9、砌砖墙做模时，灰缝必须饱满。要做好防墙模崩倒安全措施，防止墙模崩倒造成事故。

10、交接班时，墙体所留接触面必须拉毛，下一班继续浇灌混凝土前先铺上一层厚5cm标号N15的水泥沙浆，振起浆后再浇灌混凝土。

11、防水闸墙墙壁四周埋设壁后注浆管，壁后注浆管的长度和安放位置，要根据实际情况来确定，但安放在水闸墙内的一端必须要用水泥纸包扎，以防被水泥浆堵塞。

12、水闸墙最后封顶时，必须使用砂浆，并用锄头或木棍等物体将其捣实，以防漏水、渗水。

13、水闸墙浇灌完工后，必须有专人定期喷水对水闸墙进行养护，养护期不少于15天。

附：《那精煤矿副井第二绕道堵水墙施工方案及堵水安全技术措施》《副井第二绕道堵水墙FSQ02位置图》

《副井第二绕道堵水墙FSQ02施工图》