工程施工涌水处理论文范文2篇

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篇(1)

众所周知，井筒是矿井的咽喉。井筒开凿的工程量仅占全矿井开拓工程量的3％－5％，而建井工期却占矿井建设总工期的30％－50％。随着开拓深度的增加，地质和水文地质条件越来越复杂，井筒施工工期占矿井建设工期的比例也将相应增加。国内外大量井筒施工实践表明，水害是影响井筒快速施工众多因素中的关键因素。据有关资料统计，我国煤炭井筒的施工平均月进度，自新中国成立以来到80年代末期，一直处在30ｍ以内。其原因之一就是由于井筒所处的水文地质条件比较复杂．井筒水文地质工作比较粗糙，对治水工作重视不够，井筒开凿后涌水量较大，严重影响施工速度，甚至被迫停止施工进行处理。

• 井筒水文地质工作的现状

随着矿井开发强度加大和深度的增加，查清井筒水文地质条件及提高井筒涌水量预计精度，对井筒位置的合理选择，井筒施工方法的确定都具有重要意义，也是加快矿井建设速度，保证工程质量和节约建设投资的一项十分重要的措施。
井筒涌水往往导致施工速度缓慢，井壁质量差，施工中造成突水淹井事故经常发生。搞好井筒防治水工作不仅使建设单位减少资金投入，缩短建井工期，也关系到施工单位职工切身利益。经过研究与探索，总结出了“探、堵、引、挡、排、截、封”立井井筒综合防治水施工技术，有效预防了井筒水害事故的发生，为井筒快速优质施工创造了较好的条件。根据不同的井筒地质及水文地质条件有针对性的选择不同的治水措施，解决了凿井期间治水技术难题。其具体做法为：
    (1)探：在老空区积水或井筒主要含水层揭露前边探边掘，查清水量、水压、巷道位置等，进行有计划的放水、堵水。
    (2)堵：对掘进工作面涌水量达到l0m³／h以上时，在井筒揭露之前采取工作面预注浆或充填加固注浆堵水技术。
    (3)截：采用暗截水槽，把水直接截人井壁内预埋暗水箱中或用软管导人其下方腰泵房水仓中，实现浅水浅排，既节约排水费用，又减轻了工作面吊泵排水压力。
    (4)排：依据含水层的位置、涌水量、堵截的效果来合理地安排排水设施，主要是排腰泵房及工作面的水及井壁内暗水箱中的水。若井筒淋涌水小于5m³／h，可直接用风泵将水排人吊桶后再排至地面。
    (5)封：对井壁局部淋水或集中出水点采用壁后注浆，达到封堵的目的。一般是在井筒施工后，由于漏水较大，施工困难或井壁需要加固时进行的注浆堵水工作。
    (6)引：对井壁、岩帮集中出水点埋设胶管，将水引出，防止涌水冲刷砼，为井筒壁后注浆创造较好的条件。
(7)挡：已筑井壁上出水点有承压水流喷射时，在溅水部位覆盖风筒布，使水沿井壁流入下部截水槽。
几十年来，国家在这方面确实投人了大量的人力、物力和资金。主要表现在：国家有关部门专门制定规范，对加强水文地质工作作出了规定。如《矿山井巷工程施工及验收规范》规定：井筒开工前，应完成检查钻孔，并具有完整的检查钻孔资料。煤炭工业部制订的“煤矿建设井筒水文地质工作规定”，强调加强水文地质工作。各科研、设计、勘探和施工单位不断加强做好井筒水文地质工作和预计井筒涌水方面的科学技术研究工作，并取得了一定的成效，其中比较突出的有如下三个方面：
1、流量侧井．
在井筒检查孔作抽水试验的同时进行流量测并。它能在孔中详细划分含水层（带），较准确地测定含水层的层位、深度、厚度和预计井筒涌水量的相对大小。如在山西常村煤矿用流量测井分层抽水，分层预计井筒涌水量，认为井深300m以上较大，300ｍ以下较小，经井筒开凿证实是正确的。其中预侧井深198-205ｍ的涌水量为160m³/h，由于事前做好了注浆准备，当井筒开凿到201m时，水量达到240m³/h，只用了6小时，3吨水泥把水封住，顺利通过该含水层。在常村矿的3个井筒施工中，由于查清了井筒水文地质条件，较准确地预计了井筒含水层层位和涌水量，选用直接堵漏注浆技术，在每个井筒涌水量均大于500m³/h的条件下，用一年多的时间完成了井筒掘砌。
2、用水文地质分析法预枯井筒涌水量
该方法是总结我国大量井筒治水实践经验的成果。这种方法预估的13个井筒均取得了较好的结果，表明该方法具有科学性和实践性该方法的主要特点是：总结大量已知各种水文地质条件下的实际涌水量，估计具有相似条件下未知涌水量。如山西常村煤矿，开始认为主、副、风3个井筒第一含水段井筒涌水量很小，可不注浆，但用水文地质分析法预估其涌水量大于100m³/h，应进行注浆。井筒开凿后结果水量均在100-150m³/h之间。该方法已纳人煤炭工业部制订的“煤矿建设井筒水文地质工作规定”的井筒水文地质条件分类及勘探工程表中。
3、水下彩色摄像系统与密封圈传感器系统．
水下彩色摄像系统与密封圈传感器系统是几年前从澳大利亚引进的高新探测技术。经过国内多个矿并的推广应用，均取得了很好的实际效果。
（1）水下彩色摄像系统
在钻孔中进行彩色摄像，从中可直接看到与获得孔壁上的裂隙、破碎带、空洞带和涌水现象。在确定含水层的水文地质特征方面，比目前国内其它方法更准确，更具科学性。
（2）密封圈与传感器系统
通过单孔混合抽水和压水，同时在1-2个观测孔分层观测水头差，就能精确获得分含水层的各种水文地质参数，分层预计井筒涌水量，获得好的结果。这是目前国内其它方法长期以来所不能做到的，且比其它方法更准确、更科学。

• 实例介绍几种防治涌水的方法

平煤集团四矿三水平风井井筒井口标高+323.5m，净直径6.5m，井深1112.5m。井筒掘进采用钻爆法施工，伞钻打眼，孔深4.0m；砌壁采用整体下移式金属模板，段高4.3m。井筒主要含水层为石千峰组平顶山砂岩段富含水层(294.8～377.3m)，层厚82.5m，近直立裂隙发育，连通性较差，预计涌水量132m³／h。
    采用短探短注短掘，探注与掘支交替作业方式通过富含水层，注浆段高15m，注浆后掘10rn预留5m止浆岩帽，每段注浆方式和工艺基本相同。沿井筒周边均匀布置12-16个钻孑L，钻孔直径90mm。在井筒中间布置3个效果检查孔，若检查孔出水将作为补充注浆孔。注浆采用水泥—水玻璃双液浆，注浆终压为工作面钻孔静水压力的2-3倍。注浆过程中，当注浆压力达到设计终压并维持10-15min后，方可停止注浆。对井壁淋水或集中出水点采用壁后注浆，注浆采用水泥一水玻璃双液浆，深孔和深、浅孔相结合，井壁接茬处出水直接在出水点上下500mm打眼注浆。注浆压力浅孔选择3-4MPa，深孔选择5-8MPa。井筒施工期间除对井壁淋水进行壁后注浆外，并采取“引、截、排”等综合防治水措施。当井壁淋水较大时，在淋水的下部井壁接茬处留250mm间隙，安设内“L”形截水槽，把水直接截人井壁内预埋暗水箱中，用潜水泵排至地面或上方腰泵房；对井帮集中出水点埋设胶管将水从模板刃脚下导出，浇筑下一段高砼前时，将预埋胶管从模板上沿引出。
注浆是隐蔽工程，目前注浆工作的主要问题是：对岩石裂隙分布、地下水在裂隙中如何运动及浆液在裂隙中如何扩散等缺少探测方法，一定程度上给注浆工作带来盲目性，造成了很大的浪费，尤其是地面预注浆更为严重。
实践证明，在井筒施工过程中灵活应用综合防治水技术，能够及时掌握水文地质情况，由原来的被动排水改为主动封堵涌水，提高了治水效果，杜绝了井筒突水淹井事故的发生。采用先进可靠的治水方法是加快矿井建设速度，提高工程质量的根本保证，而认真做好水文地质工作，采用先进的探侧手段又是确定治水方法的重要依据。
 
参考文献

1. 孙厚伟 《浅谈立井井筒基岩段断层带堵水注浆技术》矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（下册）  2009
2. 赵杰 薛怀军  《注浆堵水技术在井壁防治水中的实践与探索》 山东煤炭科技  2010
3. 仝洪昌  涂心彦 《特殊赋水条件下立井施工防治水技术》 矿山建设工程技术新进展——2009全国矿山建设学术会议文集（下册）  2009

篇(2)

　　摘要：随着科技的进步和社会经济的不断发展，人们的生活水平在迅猛提高，为了满足人们日益增长的交通需求，交通事业建设规模也逐步扩大，尤其是我国高速公路隧道建设明显增多。高速公路隧道往往建立在地势结构复杂的地区，在施工过程中经常会出现涌水渗漏的情况，一旦渗漏情况比较严重会威胁到整体隧道施工，也会为后期隧道运行增加安全隐患。因此，需要减少高速公路涌水渗漏情况的发生，提高隧道的安全性。本文通过分析高速公路隧道施工涌水渗漏的原因，简单阐述了有效的处理预防措施。

　　关键字：高速公路;隧道施工;涌水渗漏;处理预防;

　　引言

　　近年来，我国在高速公路隧道施工过程中经常会出现裂缝或者涌水渗透的情况。高速公路隧道的病害有很多，比如渗漏因素、冻害因素、开裂侵蚀因素、塌陷变形因素等，其中渗漏因素严重威胁了高速公路隧道的安全性。在处理隧道病害的过程中，需要及时查找原因和病害程度，采取针对性的措施解决隧洞渗漏问题，保证高速公路隧道的正常通行，推动交通事业的可持续发展。

　　1.高速公路隧道施工涌水渗透原因

　　1.1隧道开挖阶段

　　在对高速公路隧道进行开挖时，会改变隧道周围的地质结构，造成围岩应力随之发生变化，岩体内的应力会重新分布，同时，受到外界因素的影响，围岩力学特性和水的径流路线也会被改变，隧道周围的水会流向隧道内，并在此处聚集。另外，隧道周围水资源的渗流场和岩体结构的应力场在改变过程中，地层结构也会发生变化出行局部沉降情况，局部岩体的应力会集中在一起，破坏了隧道原有的地层结构，隧道的衬砌也会出现裂缝，无法发挥支护作用，进而出现隧道涌水渗漏情况[1]。

　　1.2二衬喷射阶段

　　高速公路隧道在开挖断面，并对其进行混凝土喷射施工后，断面位置经常会出现不平整的情况，此时难以掌控防水板和喷射混凝土面的紧实度，在二衬喷射混凝土阶段，不管防水板和断面贴合过紧还是贴合有缝隙，都有可能出现防水板撕裂现象。另外，在二衬喷射阶段会应用到透水体，如果操作不当很容易使浆液流入其中，导致隧道排水系统性能下降，无法发挥透水体的排水渗水功能。其次，施工过程中容易出现变形缝和施工缝等，以上位置需要安装止水带，如果止水带安装不规范有可能会出现渗漏现象;又或者在施工过程中没有拆除挡板头，极其容易发生腐烂形成裂缝，也会出现隧道涌水渗漏情况。

　　1.3混凝土浇筑阶段

　　在对隧道进行混凝土浇筑施工时，水灰比例不符合施工要求，形成开放性毛细泌水管路;其次，混凝土拌合物没有良好的流动性、粘聚性和保水性，而且拌和以后质地不具有均匀性，会使高速公路隧道产生透水缝隙，引发渗漏水情况;再次，衬砌混凝土过程中，所使用的材料含有易于腐烂的杂质，在衬砌完成以后出现孔洞或者缝隙;另外，在对隧道进行混凝土浇筑施工时，需要进行对混凝土进行振捣施工且保证振捣具有密实性，避免出现漏捣情况，否则会降低混凝土内部的紧实度，很容易出现孔眼。以上这些情况，都有可能造成隧道涌水渗漏。

　　1.4养护阶段

　　高速公路隧道在完成施工后或者在后期养护阶段，施工单位不注重养护工作，或者公路养护工作人员不按照要求和相关标准进行隧道养护，同时高速公路隧道在使用过程中很容易发生水化反应，这些情况会导致隧道出现涌水通道，发生渗漏。

　　2.高速公路隧道施工中涌水渗漏的处理预防

　　2.1设计中的处理预防

　　为了延长高速公路隧道的使用寿命，在设计隧道过程中，需要对隧道周围的地势结构、水文地质进行仔细的勘察，比如充分了解围岩类型、地质结构类型、地下水类型，对地质的渗透性、地下水的流量和补给条件进行深入的研究，以此来制定有效的防水排水方案。预防措施是隧道排水设计的重点，处理整治是隧道排水设计的目标。在对隧道进行排水设计时，需要根据不同的隧道工程坚持不同的设计原则。比如，山岭隧道地势结构较为恶劣，需要秉承“排水、封闭、堵塞、排水综合控制”原则;地下隧道水资源比较丰富，则需要秉承“堵塞、辅助排水和阻塞排水相结合”原则。在设计过程中，需要充分了解隧道地形和地貌，以隧道所处位置的水文地质情况为基础，制定科学合理的高速公路隧道施工方案[2]。

　　2.2外层结构材料的防水措施

　　在高速公路隧道进行复合衬砌施工时，首先需要选择合适的防水层材料。近年来我国在施工过程中越来越多的应用防水板，其具有较强的防水性能，作为新型的防水层材料，不仅具有厚度均匀、质量优、环保等特点，而且操作比较简单，降低了隧道防水施工难度。在防水施工中需要注意的是，在完成主结构初次支护施工后再进行防水层施工。比如二衬喷射混凝土需要在铺设防水层之前进行，如果开挖断面所喷射的混凝土不够均匀，需要进行优化调整，直至达到规定要求为止。在铺设防水层时，一般选用LDPE和EVA薄膜，在对这两种薄膜切割线圈时，底盘的磨削宽度需要保持合适的尺寸，一般是在30cm以上。在对LEPE和EVA薄膜焊接过程中，用肉眼就可以观察出焊接质量，需要将这两种薄膜形成一个透明的形状，且具有连接性，保证连接位置没有气泡，使其具有紧密牢固性。如果需要对防水层进行深度检查，可以将其放置通风位置，但是检查过程中需要加强对薄膜的保护，避免出现刺破损坏情况。

　　2.3结构自防水措施

　　在高速公路隧道施工过程中，结构自防水措施是重要的施工内容。首先，在混凝土施工时，需要选择防水防渗性能较好的混凝土材料，不能只重视混凝土的抗压性能，这样会使混凝土单位体积的水泥含量增大，从而加快了混凝土的水化反应，提高了混凝土结构的收缩率，极有可能造成混凝土结构出现裂缝，降低了混凝土结构自身的防水性能。其次，在施工过程中，对于经常出现的施工缝和变形缝需要采取科学合理的应对措施，由于缝隙原因导致隧道和地下工程发生涌水渗漏的情况已经屡见不鲜。对变形缝的防水类型一般包括镶嵌、粘贴和嵌入，但是在使用橡胶止水带进行防水时，固定性能较差，止水带很容易发生偏离位置情况，大大降低了防水效果。针对以上情况可以选用复合橡胶对缝隙进行防水处理，使施工缝和变形缝更加严密，具有较强的防渗性能。

　　2.4施工中的预防措施

　　在对高速公路隧道施工过程中，首先需要以水文地质和隧道设计规程为依据，并对各项排水设施进行深入研究，研究主要包括水流方向和大小、岩石结构、衬砌背面等方面。同时还需要将建筑物排水和永久水控制进行有机结合，从整体结构进行考虑。其次，在开挖过程中，需要制定合理的钻孔爆破方案，合理控制爆破，如果发生开挖过大情况，在拱脚和边缘墙角上方10cm位置需要衬砌相同的施工材料。在混凝土浇筑过程中，需要加强混凝土振捣施工，保证振捣密实，提高混凝土结构的紧实度。同时，还需要在最短的时间内完成拱墙浇筑施工，有效减少施工缝隙。在施工过程中还需要重视隧道排水系统，禁止拱墙脚位置出现积水，这样能够有效避免出现局部沉降的情况。另外，隧道施工方法和施工工艺还存在很多的不足，为了增强二次支护结构和初次支护结构之间的紧密牢靠性，需要应用回填灌浆的方法进行施工。在完成隧道施工后，施工单位需要加强高速公路隧道的养护工作，要求工作人員严格按照相关要求进行日常维修养护工作，延长隧道的使用寿命[3]。

　　结束语

　　综上所述，在高速公路隧道施工过程中，涌水渗漏是比较常见的施工问题，极大的减低了隧道的使用安全性。因此，在施工过程中，需要遵循“因地制宜”原则，完善施工设计，提高施工技术，优化施工方法，以此来避免高速公路隧道涌水渗漏情况。

　　参考文献

　　[1]王亚飞.高速公路隧道中渗漏涌水的防治技术[J].黑龙江交通科技，2020，43(01)：156-157.

　　[2]万小芳，谭叶拓.高速公路隧道施工中涌水渗漏处治与预防技术[J].黑龙江交通科技，2019，42(06)：241-242.

　　[3]杨贵佳，何小平，刘东涛.高速公路隧道施工中涌水渗漏处治与预防技术[J].交通世界，2018(27)：116-117.

　　推荐阅读：高速公路隧道交通安全设施优化设计探讨