挡水墙设计和施工中应注意的问题探析

摘 要：在煤矿事故中，透水事故占有一定的比例，由此也给煤矿带来了巨大的损失。目前，一般采用挡水墙来处理煤矿巷道的透水问题，这种方式具有设计施工简单，且经济适用等优势得到了广泛的应用。然而，在挡水墙设计以及施工的过程中，由于施工技术以及具体的情况等因素，一些问题也需要特别注意，才能保证挡水墙起到处理巷道透水的问题。文章介绍了在挡水墙设计及施工过程中需要注意的问题，供有关人员借鉴。

关键词：挡水墙设计；施工；注意问题

挡水墙对于解决煤矿巷道透水问题具有很大的优势，这主要是由于其经济适用等特点带来的，在挡水墙设计以及施工过程中，需要对挡水墙的形式选择、地点选择，以及刻槽清理、截流导水、挡水墙浇筑以及预埋加固等问题特别注意，才能确保挡水墙发挥最大的功效，有效的处理巷道透水问题。

1 挡水墙设计中的问题

在挡水墙设计过程中，需要注意的主要有挡水墙形式的选择以及地点选择。

挡水墙的类型根据其结构可以分成矩形、锥楔形、球形，而锥楔形又可以分成多锥楔形以及但锥楔形。一般在处理煤矿巷道透水问题上，对锥楔形挡水墙应用较多，而矩形挡水墙以及球形挡水墙只是在特殊的情况下选择使用。这主要是由于锥楔形挡水墙可以与巷道的围岩进行紧密的接触，增加了挡水墙的稳定性，具有较大的安全可靠性。对于单锥楔形以及多锥楔形挡水墙的选择，需要根据巷道透水的水压进行确定，当水压在2.5 MPa以下的情况时，一般采用单锥楔形挡水墙，超过其水压情况一般采用倒锥楔形挡水墙。对于上述的几种挡水墙结构，在进行设计的过程中，都需要结合工程的实际情况，由具有设计资质的专业团队进行设计，在施工中还应该严格的按照设计图纸进行施工。

在挡水墙地点的选择方面，必须坚持以下几点原则，主要包括：

①在挡水墙的设计过程中，要对煤矿矿井下各个系统进行熟悉、了解，尽可能减少挡水墙对原先矿井中系统的破坏。

②在挡水墙地点设计中，还应该综合考虑煤矿矿井中可能发生断层构造导水的相关情况。

③挡水墙地点的选择还应该根据煤矿煤层开采后各个工作面之间导水情况。

④还应该根据挡水墙周边岩体导水设置的具体情况进行选择挡水墙地点。

⑤为了保证对煤矿巷道透水问题有效解决，并确保挡水墙的位置安全、合理，尽可能的降低设计施工成本，就需要对煤矿巷道的透水情况进行熟悉，并对煤矿地下水的来水方向、路径等进行勘探，并由专业的方式进行论证。

另外，对于挡水墙的厚度也需要特别注意，主要包括挡水墙设计厚度的计算公式推导以及相关的公式参数的确定。这个过程一定要根据巷道透水的程度以及其它实际的情况进行，在保证处理质量的前提下，尽量降低成本的投入。

对于挡水墙厚度相关计算公式中安全系数的取值问题上，要特别重视，安全系数主要包括挡水墙工作条件系数以及超载系数，由于煤矿中地质情况不尽相同，所以挡水墙的承载力中存在很多不确定的因素，不确定的因素主要包括静水压变化、施工工艺差异等。一般来说，建议安全系数K值选择3～5，这样可以很大程度上确保挡水墙施工安全，并充分发挥挡水墙封堵穿水的功效。

2 挡水墙施工中的问题

在挡水墙施工过程中，需要注意的问题主要体现在以下几个方面。

2.1 刻槽清理问题

在挡水墙施工的开始阶段，就需要对刻槽进行全面的清理，这也是挡水墙后续施工的质量保障。挡水墙的作用就是通过对静水压力的抵抗来处理巷道中透水问题，这主要靠的是挡水墙周边岩石的支撑力实现的，刻槽的清洁关系着周边岩石密封性，影响其支撑力的实现。对于刻槽施工需要根据设计图纸中对刻槽的长度、深度等的要求进行施工，但是在对刻槽局部进行爆破后，挡水墙周边岩体局部会变得松软，并且留有较多的残渣，如果没有及时的清理，就可能导致岩体漏水以及不稳定，影响挡水墙的施工质量。

2.2 截流导水问题

在挡水墙施工施工的位置，常常会存在巷道积水，并且积水的深度不一，另外还有水沟导水的现象。针对这种情况，必须通过截流导水技术，有效的排导积水，施工中需要严格的按照施工图纸进行安装排水管道，排水管道的型号要符合相关的规定。通过截流导水的实施，要保证挡水墙施工位置中没有动水，这样才能确保挡水墙施工质量，保证其能起到良好的处理巷道透水效果。

2.3 挡水墙注浆加固以及相关问题

挡水墙施工的最后一道工序是对与挡水墙有接触的围岩进行注浆充填以及注浆加固，这道工序对整个挡水墙施工尤为重要，关系着挡水墙功效的实现。在挡水墙的施工过程中，不可避免的在挡水墙两侧以及顶部会存在裂缝，当挡水墙施工完成封闭后，在静压的作用下，水会通过这些裂缝流动，容易导致安全事故的发生。所以一定要在挡水墙施工结束期间，在挡水墙的围岩四周进行注浆充填，进行注浆充填主要是通过预留的注浆管进行。

在挡水墙浇灌的过程中，一定要保证其连续性。无论是采用人工进行混凝土的搅拌还是用机械设备进行搅拌，在混凝土浇筑过程中，同时要用振动棒进行振动，这样可以排除混凝土中多余的气体以及水分，促进混凝土的接缝严实，增加混凝土整体的性能。在混凝土浇筑过程中要有一定的额连续性，保证在混凝土速凝的时间内完成后续浇筑。这样才能避免挡水墙中存在分层渗水的情况，增强挡水墙挡水效果。对于挡水墙预埋加固问题方面，要在施工过程中，用钢轨、钢筋等进行预埋加固，同时在挡水墙工程中预埋注浆管、排水管、观测管等，保证预埋加固以及相应措施与挡水墙围岩形成一个完整的整体，共同挡水，这样才能提升挡水墙的性能。

3 结 语

随着我国社会经济的快速发展，社会各个行业，特别是电力行业对煤炭的需求量越来越大，所以煤矿对于煤炭的开采深度以及开采范围越来越大，这就使得煤矿巷道渗水问题危害逐渐增加。针对这一问题，必须加强挡水墙施工的质量，确保煤矿矿井工作的安全性。随着我国科技的进步，挡水墙设计以及施工技术得到了不断的完善，但是在具体的设计和施工过程中，还必须对文中提及的问题给予足够的重视，这就需要广大的挡水墙设计施工人员认真学习先进的技术，不断提升自我的素养，才能不断的提高挡水墙的质量标准，为煤矿安全生产做出更大的贡献。