地下巷道涌水封堵治理监理控制

管仲信

（鑫诚建设监理咨询有限公司， 北京 100038）

1 工程概况

某矿井下-171 m 中段大巷，与原铜矿巷道贯通，由于资源枯竭，原铜矿于上世纪 90 年代闭坑。为防止巷道涌水流入某矿巷道而影响其安全生产，在该巷道的两矿交界处浇筑了一密闭墙。随着密闭墙内封闭的水量的增多，水压的增大，密闭墙外位于某矿一侧巷道帮板、底板多处出现涌水，涌水量达 70 m3/h～80 m3/h，不仅增加了井下泵房的排水负荷，也严重影响了某矿的安全生产。因此，决定在原密闭墙外侧即某矿一侧巷道再设一道密闭墙，将巷道涌水完全密闭于两墙之间。

在原密闭墙和拟建密闭墙之间有三处天井，该三处天井为盲井，直通上部废弃采空区，并与其他穿脉相通。因此，在拟建密闭墙施工以前，必须封堵两墙之间的三处天井，将巷道涌水全部封闭于原建和拟建两道密闭墙之间。三个天井断面呈不规则方形，洞口尺寸约 2.5 m×2.5 m，大小不一，且不尽垂直。

拟建和原建密闭墙相距 45 m，巷道宽度 2.2 m～2.5 m。三个天井上方为废弃电耙道，与多年前废弃采场相通。现场距-171 m 主巷道 450 m，无水源、电源、气源。场地涌水量较大，水质呈强碱性，不宜作为施工用水。早期遗留电车轨道通至距现场 50 m 处，保存基本完好，稍加维修即可使用。

2 工程特点

(1)危险性大。该巷道已废弃多年，一直处于无人维护状态，顶、帮岩石存在不同程度的风化现象，随时有可能发生冒顶、跨帮；堵塞天井后人员撤离通道必须经过一采空区，该采空区也已废弃多年，地面堆积了大量冒落和跨帮的废石，并将最后一段出口通道堵塞，且采空区高度较大，岩石风化、松动情况难以观察，采取安全防范措施非常困难。

(2)施工场地狭窄、空间狭小。巷道涌水量较大，现场不宜布置大宗材料和设备，也不宜有较多的施工人员活动，材料运输先用电车，再用人工二次倒运送到现场。

3 施工准备阶段监理控制

3.1 合理确定施工顺序

天井爆破凿槽→3 号天井封堵底板→2 号天井封堵底板→3号天井封堵→2 号天井封堵、开辟人行通道→1 号天井封堵底板→1 号天井封堵→密闭墙爆破凿槽、岩体裂隙堵水注浆→密闭墙施工→密闭墙周边岩体防水注浆→竣工验收。

3.2 现场条件准备

由于现场具有复杂、危险性大的特殊性，遂将现场施工条件作为施工准备工作的重点。

(1)开辟施工人行通道。开辟人员撤离通道，将天井上方电耙道与 6 号溜井爆破贯通，清除电耙道内矿石及废石，形成人行通道，以便于在封堵最后一处天井后施工人员撤离。

(2)铺设进场电缆、电车架空线、照明线路和压缩空气管线。该巷道废弃多年，电源不到位，需从主巷道临时加设450 m 长电缆线、电车架空线、照明线路和压缩空气管线，照明线路和压缩空气管线从巷道沿人行通道铺设至三处天井施工现场。

(3)巷道清理。将巷道内堆积的废石、淤泥清除，露出铁轨，疏通巷道排水通道，利用电车和人力推车将杂物运送至附近穿脉，便于人员通行以及材料、设备的输送和堆放。车辆运料完毕后及时离开作业现场，施工机具、材料靠帮放置。

(4)落实水源。密闭墙混凝土拌和水质要求 pH 值大于4.0，-130 m 中段流到-170 m 中段的水经化验水质的 pH 值为5.6，含杂质极少，取水点位于作业点同一巷道，距作业点约200 m，水源充足，完全满足工程混凝土拌和需要。

3.3 施工组织

(1)成立工程现场管理领导小组，设现场专职质检员、现场安全员各 1 人。

(2)劳动力组织。混凝土浇筑实行两班轮流作业，其余工作实行一班制。需打眼工 3 人(其中 1 人兼放炮工)，电焊工1 人，木工 2 人，机械工 2 人，电工 2 人，混凝土工 8 人，壮工 20 人。

(3)设备组织。1 台气腿式凿岩机、2 台口径 50 mm 潜水泵、1 台 250 型强制型混凝土搅拌机、1 台高压注浆机、1 台有轨电机车、15 节矿车车皮、1 只提升滑轮，还有配电箱、开关箱各 1 只。提前做好注浆机的试验工作。

(4)材料组织。编制材料计划，按设计要求，工程混凝土用大坝水泥拌和，因水泥产地较远，用量有限，必须保证计划的准确性，既不能少，也不能浪费。场地空间狭小，混凝土浇筑材料不能一次入场，要按工程进度、施工配合比将水泥、黄沙、石子分批提前运送到现场。所有材料先运到主井井口装上矿车，再由主井至-171 m 主巷道，组成列车运至堵水巷道，而后用人力推车运至现场。注意：由于巷道涌水量较大、空气含水量高，每批水泥必须在混凝土浇筑前一天入场，码放在附近干燥的穿脉，以免受潮。

4 施工过程监理控制

4.1 天井封堵

(1)天井凿槽.沿天井井壁四周凿凹槽，以增大天井在该处的断面，凹槽的位置位于天井下部，以使天井封堵后的混凝土形似上小下大的倒螺栓而紧密镶嵌于岩体中，以抵抗来自井底的水压。三个天井凿槽位置高低错开。采用光面爆破技术，使槽体尺寸满足设计图纸施工要求，减少对岩体的震动破坏，并加以修整，清除浮尘和松动部分，保证混凝土与岩体紧密结合。

(2)锚杆设置。槽中共设 8 根锚杆，每边 2 根。锚杆居中设置，外端略向下倾斜，每根锚杆表面均涂环氧树脂二道。

(3)模板架立。井底架立模板是为了支撑天井封堵的施工荷载。采用架空支模法。即在天井井壁凹槽下部四周同一标高处设置钢锚杆，锚杆直径φ36，间距 400 mm。锚杆钻孔直径φ38，锚杆长 800 mm，深入岩体 450 mm。沿井壁四周在锚杆上架设［10 槽钢，并焊成方框，中部以［10 槽钢 1 根焊接作为方框的支撑，方框上铺 50 厚木板作为模板，模板拼缝应严密。天井封堵完毕后，所有这些材料不再取出。

(4)混凝土的浇筑。为节约底部模板的材料，减少底部模板的载荷，天井封堵可分为上下两段分别浇筑，将凿槽部分作为底板，待底板混凝土达一定强度后，再浇筑上部混凝土。混凝土每次浇筑应不间断进行，不能留施工缝。先依次浇筑 3 号、2 号天井，将 1 号天井作为材料提升通道。在 1 号天井上部架设钢三角支撑，安装滑轮，用以提升拌和后的混凝土。混凝土在-171 m 巷道搅拌后，经 1# 天井提升至-159.4 m 电耙道，分别对 3 号、2 号天井进行浇筑。待 3 号、2 号天井封堵后，井顶平面场地增大，可作为 1 号天井的材料堆放和搅拌场地，人工搅拌混凝土，对 1 号天井进行浇筑，浇筑结束后，所有在场人员通过电耙道的人行通道撤出现场。

4.2 密闭墙施工

4.2.1 岩体凿槽

凿槽方法与天井凿槽方法一样，按设计图纸尺寸施工。凿槽后进行硐室素描，将岩石断层、节理、层理等构造以及岩性、硬度、风化程度等情况及时反馈给设计单位。

4.2.2 锚杆设置

锚杆按施工图图示位置，间距 800 mm，直径φ36，沿巷道断面四周环形设置，所有锚杆表面均涂环氧树脂二道。

4.2.3 密闭墙施工排水

在巷道迎水面砌筑拦水堤，构成水仓。预铺φ250 mm 钢管一根，与水仓相连，用于排水，钢管要穿过墙体,其长度应大于墙体厚度。钢管要内外防腐，并在钢管的墙中位置焊接止水环，钢管上端进水口安装钢筋网，防止废石与其他杂物堵塞钢管，下端出水口处安装闸阀。施工过程中，闸阀一直处于开启排水状态，墙体浇筑时将钢管埋入墙体，闸阀则露在墙体之外。待墙体混凝土达到一定强度后，关闭管道出水口闸阀，墙内开始贮水。最后在闸阀处浇筑混凝土墩，将闸阀掩埋，排水钢管与闸阀永久埋置，不再取出。

4.2.4 模板的设置

(1)迎水面模板。与巷道壁接触面铲出新鲜面，砌筑砖模，砖模厚 370 mm，砖模背水面抹 30 mm 厚防水砂浆，形成第一道防水层。

(2)背水面模板。采用木模，模板厚 20 mm，纵横 50 mm×100 mm 木楞，间距 400 mm，模板用多道方木斜向支撑。

4.2.5 密闭墙混凝土灌注措施

(1)墙体浇筑。墙体浇筑前，清除基层杂质和积水，在底部铺一层 1∶1 水泥砂浆。混凝土浇筑应不间断进行，不许留施工缝。

(2)结顶。自密闭墙外侧处 6 号溜井向密闭墙顶方向打一人行通道，在墙顶中部垂直向下打 1 个灌注天井，天井规格为 1 000 mm×1 000 mm。待密闭墙混凝土灌注完成后，立即将该天井用与墙体相同的混凝土浇捣密实，中间不能间歇，保持混凝土浇筑的连贯性，天井与墙体间不留施工缝。墙体浇筑前，清除杂质及多余的水，在底部铺一层 1∶1 水泥砂浆。混凝土浇筑不间断进行。

4.2.6 密闭墙周边防渗措施

密闭墙混凝土终凝以前，在其周边岩体打眼注浆，堵住岩体缝隙，防止向外渗水。

4.3 岩体裂隙注浆

采取穿脉巷道工作面钻孔注浆的方式，对裂隙岩体固结注浆，使岩体内岩溶、裂隙得以充填、密实，使截水率达60%。

钻孔直径 φ38 mm，深 2.6 m～2.0 m，以裂隙中心点为中心，采用梅花形排裂注浆，裂隙两边每边两排，孔距 1.5 m，先边排，后中排顺序注浆，采用全孔一次灌浆法。

浆液采用水泥—水玻璃体积比(C∶S)，使用顺序是1:0.1、1:0.15、1:1、1:0.8、1:0.8；水玻璃浓度的使用顺序是15oBe′、20oBe′、40oBe′、35oBe′、30oBe′。

注浆压力：起始压力选用 1.0～1.2 倍静水压力，正常注浆压力为 1.2～1.4 倍静水压力，终压为 1.6～2 倍静水压力。估计静水压力的 1.3～1.7 MPa。

注浆方式为顶水作业，压入上行式注浆，自下而上注浆。注浆结束标准为：压力达到终压，单位注浆量小于 0.4 L/min，持续 20 min 左右，注浆即可结束。注浆浓度遵循前期浆液较浓，后期浆液较稀的原则。但每次注浆时，则遵循先稀后浓的原则。

各项注浆参数通过现场试验确定。试验目的：检查注浆设备能力，调查注浆难易程度，注浆量和注浆压力参数。

5 制定完善的质量保证措施

(1)加强技术管理，认真贯彻各项技术管理制度。开工前要落实各级人员岗位责任制，做好技术交底，施工结束后，认真进行工程质量检验和评定，做好技术档案管理工作。

(2)认真进行原材料检验。钢材、水泥等材料，必须提供质量保证书、出厂合格证，按规范做进场抽样复试，合格的材料才允许使用。各种强度的混凝土，要认真确定施工配合比，施工过程中按规定留置混凝土试块。

(3)严格控制各种断面尺寸。对凿槽槽体，封井底板厚度，密闭墙厚度不允许出现负误差，控制好墙体模板的垂直度。

(4)遵守“三检”制度，保证施工质量.质量决定一切，由施工质检员负责现场施工质量的检查，并负责做好隐蔽工程验收。施工中作业人员严格执行自检、互检、交接检，即“三检”制度，上道工序不合格，下道工序不许施工。

6 采取可靠的安全保证措施

6.1 作业现场安全

(1)指派专职安全员现场管理和监督施工安全，并做好安全防范工作。遇到不安全因素，立即停止作业，及时汇报并采取措施确保施工安全。

(2)做好巷道、天井及硐室的顶板、帮板安全工作。巷道内作业预先找顶找帮，施工期间安全员随时观察顶板、帮板，发现不安全状态立即采取防范措施。

(3)严格遵守安全操作规程。现场作业，加强爆破、通风、用电作业管理，严格按安全操作规程施工。

(4)人员上下天井加强联系，严防掉矸伤人，高空坠落伤害。确保人行道安全畅通，牢固可靠，照明灯光明亮。

(5)加强安全教育，提高职工安全意识。开工前做好安全交底，每个班前要做详细安全交底，并做好施工安全记录。

6.2 应急安全措施

(1)编制安全应急预案，成立应急安全领导小组，由现场作业管理小组成员兼职。

(2)对墙体及其他安全隐患点随时监测，发现情况，及时预警。

(3)密切观测原密闭墙处和注浆钻孔处作业涌水量的变化，如有变化，立即采取防范措施。

(4)设置救生管道。在电耙道处的人行通道放置通长钢管，以伸出通道两端至少各 500 mm、管径为φ100 为宜，以防在人行通道坍塌堵塞时，用于人员内外通讯联系、救生食物传递。管径不宜太大，太大会影响人员通行。

7 结 语

本工程质量、安全风险很大，监理部门督促施工单位制定了严密的质量、安全技术措施，做好了充分的准备工作和风险防范工作，施工过程中的每一环节监理部门都予以严格控制，与施工单位严密合作，确保了该项工程保质、保量、安全的顺利竣工。

邓仁清，高压富水隧道注浆堵水施工技术应用[J],地下空间与工程学报，2006(02).