防水溝

在礦區(qū)作業(yè)中，防水溝不是單純的防水設(shè)施，通常情況下與防水礦柱、防水墻、防水帷幕和防水閘門組成一體的礦區(qū)防水設(shè)施。

防水溝防水礦柱

地下開采中，在水體最低水平和井下開采的最高水平之間所留設(shè)的一定厚度的礦體。其目的是在水體下采礦時(shí)，防止水和泥砂流入井下，以保證生產(chǎn)的安全。這部分礦體的留設(shè)厚度與水體類型、水量大小、補(bǔ)給來源以及巖石性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、透水性能等因素有關(guān)。

水體類型有：

(1)地表水體，包括江、河、湖、海、水庫、灌渠、大容積水坑等。

(2)第三和第四紀(jì)松散含水層、含水砂巖、砂礫巖和礫石層等。

(3)基巖含水層，如砂巖、石灰?guī)r含水層等。

防水礦柱的最小厚度是導(dǎo)水裂隙的最大高度加上一定厚度的保護(hù)層。導(dǎo)水裂隙帶是指水體下開采所形成的冒落帶和冒落帶之上雖未冒落，但具有連通裂隙的巖層的總稱，它具有導(dǎo)水性，其高度是崩落帶和裂隙帶高度之和；導(dǎo)水裂隙帶的最大高度和保護(hù)層高度可用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值或經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定。在水體下采礦，必須保證開采后所形成的導(dǎo)水裂隙不波及到水體或不破壞水體下的隔水層，否則應(yīng)留設(shè)防水礦柱。防水礦柱分防水安全礦柱和防砂安全礦柱兩種。留設(shè)防水安全礦柱的目的是防止導(dǎo)水裂隙波及水體，確保水體下開采不發(fā)生潰水和礦井涌水量不急劇增加，以保持正常工作環(huán)境。留設(shè)防砂安全礦柱的目的是預(yù)防發(fā)生潰水兼潰砂事故，因此允許導(dǎo)水裂隙波及弱含水層，但不允許冒落帶接近含水松散層。在石灰?guī)r溶洞、暗河和老采空區(qū)積水等水體下開采時(shí)，除留設(shè)防水礦柱外，有時(shí)還必須采取預(yù)先疏干或降低水位等措施。

防水溝防水墻

為防止井下突然涌水，用不透水材料構(gòu)筑的，用以隔絕積水的老采空區(qū)或有突水危險(xiǎn)區(qū)域的永久性堵水設(shè)施。防水墻可由木板、磚石、混凝土或鋼筋混凝土構(gòu)筑而成。根據(jù)抵抗的水壓力大小，防水墻的形狀有平面形、圓柱形和球面形三種。平面形防水墻構(gòu)造簡單，施工容易，但是抗水壓能力差;球面形防水墻抗水壓能力大，但是施工比較復(fù)雜。中國礦山多采用圓柱形防水墻。防水墻應(yīng)該有足夠的厚度，以確保能抵擋涌水的壓力。圓柱形防水墻的厚度可按下式計(jì)算：

防水溝防水帷幕

在水源與礦井或采區(qū)之間的主要涌水通道上，將預(yù)先制備的漿液經(jīng)過鉆孔壓入巖層裂隙，漿液沿裂隙滲透擴(kuò)散并凝固、硬化，從而形成的防止地下水滲透的帷幕。防水帷幕的實(shí)質(zhì)，是利用鉆孔灌注漿液的方法，改變礦床充水途徑上某些地段的巖層滲透性能，攔截帷幕以外的大量地下水。為了提高帷幕的防滲透能力，可在礦區(qū)開采境界以外，礦體充水的補(bǔ)給方向上，選擇過流斷面比較集中的地段布置注漿鉆孔，使注入鉆孔內(nèi)的漿液能夠很好地?cái)U(kuò)散、滲透、相互聯(lián)結(jié)，形成一道地下防水墻。

防水溝防水閘門

為預(yù)防井下突然涌水而設(shè)置的一種帶門的礦山防水設(shè)施，通常由混凝土墻垛、門框和能開啟的門扇組成。門扇的形狀有圓形和矩形兩種。當(dāng)水的壓力超過3MPa時(shí)，可用球面形門扇以抵抗巨大的水壓力。門板一般用鐵板或鋼板制成，其厚度按水壓力大小確定。當(dāng)水壓力不超過4MPa時(shí)，可用36～65mm的鋼板制成，或在工字鋼兩面焊上一定厚度鋼板制成;當(dāng)水壓力超過4MPa時(shí)，應(yīng)該用鑄鐵澆鑄而成。門框的尺寸應(yīng)該滿足運(yùn)輸要求，一般寬為0.9～1.0m，高為1.8～2.0m。門框與門扇的接觸面做成斜的，其間墊上橡皮板、鉛板或浸過焦油的帆布，確保接觸面嚴(yán)密不漏水。

防水閘門設(shè)置在發(fā)生涌水時(shí)需要堵截水流而平時(shí)需要運(yùn)輸、行人的巷道內(nèi)，例如，通往水害威脅地區(qū)巷道的總匯合處、井底車場、井下水泵房等。安設(shè)防水閘門處的圍巖應(yīng)該穩(wěn)固、不透水?；炷翂Χ獾乃闹芤ㄈ霂r石內(nèi)，以承受較大的水壓力和不漏水。防水閘門平時(shí)呈敞開狀態(tài)，它所在處安設(shè)短的活動(dòng)鋼軌，發(fā)生突水時(shí)可以將活動(dòng)鋼軌迅速拆除，把防水閘門關(guān)閉。閘門關(guān)閉方向應(yīng)由來水側(cè)向外側(cè)關(guān)閉。 2100433B

為攔截并引走地表水流，通常在礦區(qū)內(nèi)外設(shè)置水溝已滿足要求，該類水溝稱為防水溝。防水溝的主要作用是攔截從山坡流向礦區(qū)或采礦場的地表徑流，當(dāng)?shù)V區(qū)降水量較大、周圍地形較陡時(shí)，也可以起到疏導(dǎo)暴雨山洪的作用。

因此，通常設(shè)置內(nèi)、外兩道防水溝。外防水溝設(shè)在礦區(qū)開采境界以外，用于攔截洪水；內(nèi)防水溝根據(jù)具體情況可以設(shè)在開采境界以內(nèi)或以外，用于攔截正常的地表徑流和剩余的洪水。在考慮露天礦防水溝的位置時(shí)，布置在開采境界以外的要滿足防滲和保護(hù)邊坡的要求；布置在開采境界以內(nèi)的應(yīng)設(shè)計(jì)在開采臺(tái)階的平臺(tái)上。防水溝的排泄口與河流交匯時(shí)，水流的方向應(yīng)與河流的流向適應(yīng)，并使防水溝底部標(biāo)高在河水的正常水位之上，以減少防水溝的排泄阻力和防止河水倒灌。通常防水溝作為一種輔助疏干手段與其他方法配合使用。

一、二期工程的取水頭分別布置于碼頭的兩端。引水溝道需穿越碼頭引橋。

引水溝道區(qū)域的標(biāo)高約 - 3 1 0 ～ - 5 1 0m, 規(guī)劃回填的頂標(biāo)高約 5 1 30m, 引水溝道底板頂標(biāo)高 - 9 1 50 ～ - 10 1 0m 。引水溝道為 2 ×(31 5m × 3 15m)的雙孔預(yù)制鋼筋混凝土方涵。根據(jù)不同工況對溝道的頂板、底板、側(cè)墻以及隔墻進(jìn)行配筋計(jì)算和限裂計(jì)算。

對于溝頂深約 11 ～ 14m 的覆土 , 考慮了1 1 20 的垂直土壓集中系數(shù)。對于裂縫寬度限制 ,各規(guī)范的要求不盡一致。《鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB50010 - 2002 要求為小于 0 1 20mm, 《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 JTJ 267 - 98 中要求小于 0 1 30mm, 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 GB 50069 - 2002 中要求小于 0 1 25mm 。溝道的壁厚、配筋是裂縫寬度控制的。采用何種控制標(biāo)準(zhǔn)對溝道的設(shè)計(jì)影響較大。經(jīng)分析設(shè)計(jì)采用的裂縫控制寬度為 0 1 30mm 。經(jīng)計(jì)算 , 溝道壁厚采用 750mm, 根據(jù)溝頂覆土厚度的不同 ,配置不同的鋼筋面積。

溝道在平面、垂直面上均有變化 , 異形段較多 , 溝道壁厚較大 , 考慮施工的方便 , 盡量減小預(yù)制段長 。引水溝道縱向從取水頭向水泵房方向采用不同的底標(biāo)高。2100433B