挡水墙设计及施工中的几个问题.pdf

江西煤炭科技2 0 0 1 年第3 期 挡水墙设计及胞工巾酌几个问题 龙卿吉，张福斌 萍乡矿业集团公司，江西萍乡3 3 7 0 0 3 摘要利用挡水墙处理巷道透水是煤矿防治水常用的方法之一，而被广泛采用。本文根据多年几十 座挡水墙的设计和施工中积累的经验和教训，对其设计施工中存在的有关问题进行了分析。同时，对煤 矿常用的挡水墙厚度计算公式进行了理论推导，并就公式中有关参数的选取提出了修改意见。 关键词挡水墙；设计；施工 中图分类号T D 7 4 3文献标识码A 文章编号1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 0 1 0 3 0 0 1 6 一0 3 1 挡水墙选型 挡水墙结构型式不外乎楔型、矩型 不掏槽 和 球型3 种，而楔型又分为单锥楔型和多锥楔型2 种。 楔型挡水墙比较常用，矩型次之，球型一般很少采 用。在实际生产中，最常用的是单锥楔型挡水墙，因 为该型式挡水墙在水压作用下坚固可靠，有较大的 稳定性、与巷道围岩接触紧密，当静水压在2 ．5 M P a 以内均可采用该型式。但是，在松软岩层中，不允许 破坏岩层或发生穿水需紧急封堵而时间又不允许掏 槽时，不宜采用楔型挡水墙，而采用矩型挡水墙。由 于矩型挡水墙是依靠与围岩的粘结力来抵抗静水压 力，所以该型式只适于静水压力不大 1 M P a 以下 时 采用。我们曾经在煤层上山风巷中采用矩型挡水墙 成功封堵了穿水量达8 5 0 m 3 ／h 的特大穿水，当时静 ，／，一 ～、 ＼∞ 、 i厂‘ 、l 一。一 ＼r “ ∞I c q 一0 一 l I N ∞ o _ ．_ - _ ．一 - - ● ∞ e ae a 2 e 收稿日期2 0 0 1 一0 6 0 5 1 6 水压达0 ．6 M P a 。如果静水压达2 ．O M P a 以上，同时楔 型挡水墙设计厚度大于6 m 以上时，可以采用多锥楔 型挡水墙，否则尽可能地采用单锥楔型，因为多锥楔 型施工难度大，工艺复杂。 2 挡水墙设计 2 ．1 挡水墙厚度计算公式推导 挡水墙的设计在挡水墙结构型式确立之后实际 上是其厚度的设计。由于挡水墙的厚度取决于地下 水的静压、墙体材料及围岩强度和巷道断面的形状 及大小，现根据我国煤矿井下巷道断面特征，以单锥 楔型矩型墙半园拱巷道为例，介绍其推导过程，以利 于对公式特点的认识以及在不同类型巷道使用中的 公式变换。 见图1 图l 矩形墙半园拱巷道单锥楔形挡水墙示意图 万方数据 图中 B - 一挡水墙设计厚度，m a 一巷宽，m b _ 巷道墙高，m 卜挡水墙设计斜厚 锥体斜边长 ，m r 挡水墙设计掏槽深度，m 旷墙的斜面与水平线夹角，度 2 ．1 ．1 按抗压强度计算挡水墙厚度 见图1 作用在楔型挡水墙上的力在水平方向的 平衡条件为 P Q S i 撒 0 合力为零 即Q P ／S i m 1 式中P 一作用在单锥楔型水闸墙上的全部水压 力。简化成作用在巷道的纵轴上。 伊一与P 相抵抗的单锥楔型水闸墙支撑在 围岩上的总反力 水闸墙自重忽略不计 由于单锥楔型水闸墙支撑在围岩上，其承受压 力的等式可写成 K Q 风F 2 式中l 卜安全系数 琊一混凝土 或围岩 抗压计算强度，们m 2 F 一挡水墙支撑在围岩上的整个侧面积，砰 1 式中P 卉S P 。a b 7 【a ／8 P r - 静水压力，∥m 2 ；s _ 挡水墙断面面积，m 2 [ S a b 彬8 ] 2 式中F d [ 7 c ／2 a a 2 b 以 2 e ] 式中d B ／C O S 旺，e B 啦 将P 和F 代人 1 和 2 ，得 ． Q S i m P r a b 尢a ／8 3 K Q 氐Q ／C 0 融[ 7 c ／2 1 a 2 b ∥2 2 B 啦] K Q R 8 [ 以 1 a 2 b ] B ／c 0 鼬 民 以 2 、啦萨／C O 鼬] 4 3 式变换为Q P r a b 彬8 ／s i 撒 5 4 式变换为Q ＆[ 以 1 a 2 b ] B ／K C O ＆ 民 以 2 呼B 2 ／K C O 阙建林 河西煤矿长岭井穿水处理 1991 本文读者也读过10条本文读者也读过10条 1. 任向阳 挡水墙在设计及施工中应注意的问题[期刊论文]-硅谷200814 2. 赖国权.王强 挡水墙在石膏矿井下水患防治的应用[期刊论文]-西部探矿工程2011,233 3. 毛利民.熊震山.MAO Li-ming.XIONG Zheng-shan 增加挡墙稳定的措施[期刊论文]-江西水利科技2000,264 4. B.J.古济纳.赵宁琼 大坝性状分析[期刊论文]-水利水电快报2009,3012 5. 孙华安.蒋士基.SUN Hua-an.JIANG Shi-ji 薄板有限元在水电站厂房挡水墙设计中的应用[期刊论文]-广西水利 水电20062 6. 汪子勇.孟凡良 挡水墙的设计与施工[会议论文]-2004 7. 齐蓬勃 煤层中挡水墙施工工艺[期刊论文]-煤矿开采2008,134 8. 新型挡水墙[期刊论文]-江苏水利200111 9. 王亦锥.闫会宗.赵云秀.WANG Yi-zhui.YAN Hui-zong.ZHAO Wen-xiu 大坝横缝止水铜片鼻子朝向问题与分析[期 刊论文]-云南水力发电2009,251 10. 王秀杰.何蕴龙 梯形断面CSG坝初探[期刊论文]-中国农村水利水电20058 引证文献1条引证文献1条 1.水碧纹.邵振宇.曹明静 唐城墙地基展示坑保存现状调查及其保护方法探讨[期刊论文]-天水师范学院学报 20115 本文链接