CN110453723A - 一种建造在松软基底上的挡墙及构筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在松软基底上的建造挡墙的方法，该方法通过在挡墙构筑区域的侧岩和顶岩上固定锚杆，锚杆用于后续固定挡墙；挖取挡墙构筑区域下方的松软基底，形成一条刻槽；在刻槽两侧设置挡板，挡板相对设置，中间预留出挡墙的位置，向预留的挡墙位置浇筑覆盖材料，逐层浇筑，形成挡墙；待挡墙处的所述覆盖材料凝固，拆除挡板；向采场外侧的松软基底挖取一段距离，在挖取后的松软基底上固定锚杆；在挖取后的采场外侧的基底上浇筑所述覆盖材料形成覆盖层。本方案中先对松软基底进行挖槽处理，将挡墙建造在松软基底内，建造后的挡墙结构稳定，再对松软基底上层进行换底处理，可以待充填区域的充填料浆不会从采场外侧的松软基底底部泄露。

Description

一种建造在松软基底上的挡墙及构筑方法

技术领域

本发明涉及地下矿山开采技术领域，尤其是涉及一种建造在松软基底上的挡墙及构筑方法。

背景技术

当前国家大力提倡绿色循环矿山的建设，为减少地表废石的堆积以及控制由于开采引起的地压活动，现地下金属矿山中，多采用嗣后充填的方式进行采空区处理。而在采空区处理之前，需用充填挡墙对空区下部进行封堵，以此控制料浆的流动，实现采场充填工序的安全稳定。

当前挡墙多构筑在稳定的矿岩区域，合理的挡墙结构参数能有效保证充填安全稳定，而应用到软基底上，将出现一系列问题。通过国内外充填挡墙的应用情况可知，虽挡墙稳定性好，但由于料浆在水头压力的作用下，向结构薄弱区域作用，极易弱化软基底而形成液化区，破坏挡墙下部地基，形成导浆通道，随着充填料浆的高度增加，液浆压力增大，极有可能在后期出现料浆泄漏危害，严重危及井下安全作业。

因此，如何在软基底上构筑充填挡墙，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种建造在松软基底上的挡墙构筑方法，使挡墙能够在松软的基底上建造，且后期不会出现料浆泄露。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种建造在松软基底上的挡墙构筑方法，包括如下步骤：

第一步，现场观测矿岩节理裂隙发育情况，选定挡墙构筑区域；

第二步，在挡墙构筑区域的侧岩和顶岩上固定挡墙固定锚杆，挡墙固定锚杆用于后续固定挡墙；

第三步，挖取挡墙构筑区域下方的松软基底，形成一条刻槽；

第四步，在刻槽两侧设置挡板，挡板相对设置，中间预留出挡墙的位置，向预留的挡墙位置浇筑覆盖材料，逐层浇筑，形成挡墙；

第五步，待挡墙处的所述覆盖材料凝固，拆除挡板；

第六步，向采场外侧的松软基底挖取一段距离，在挖取后的采场外侧的松软基底上浇筑所述覆盖材料形成覆盖层。

进一步，在第三步中，挖取松软基底的深度与挡墙厚度一致。

进一步，在第四步中，挡板之间还设有钢筋网。

进一步，在第六步中，覆盖层与采场外侧的松软基底之间连接有覆盖层固定锚杆，且在覆盖层固定锚杆之间绑扎钢丝形成钢丝网。

进一步，所述覆盖材料为混凝土。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种建造在松软基底上的挡墙，该挡墙结构稳定，能够抵挡液体状的充填料浆。

本发明进一步解决其技术问题所采用的技术方案是：一种建造在松软基底上的挡墙，包括墙体和刻槽，所述刻槽为在基底上挖取的槽体，所述墙体安装在刻槽内，墙体通过锚杆与顶岩、侧岩和基底固定连接，所述墙体内部设有钢筋网，墙体设有贯穿墙体厚度的排水孔。

本方案中的挡墙采用锚杆与顶岩、侧岩和基底固定连接，使其结构稳定；且挡墙内设有钢筋网，可以保证挡墙整体强度大；另外挡墙上设有排水孔，能够将充填料浆内的水分排出，使充填料浆更快的凝固。在专利CN109723490A中，介绍了一种具有排水孔的挡墙，但是该挡墙采用具有一定透水率的陶粒混凝土，该陶粒混凝土在遇到液态充填料浆时，一般可能会出现局部漏浆的现象，到时若在松软的基底上，可能会出现大面积漏浆的现象，引起安全事故。

进一步，所述排水孔内设有脱水管。通过管道将滤出的水排出。

进一步，挖取远离脱水管一侧的基底，在挖取后的基底上设置覆盖层。在本实施例中，远离脱水管一侧的基底方向为采场外侧，与采场外侧相对应的是采场内侧，采场内侧在本发明中为待填充区域，利用挡墙将采场内侧与采场外侧隔开，挡墙将待填充区域形成上部开口的密封空间，充填料浆从上部向下投放进待填充区域，最终将待填充区域填充。在本实施例中，将采场外侧的基底也进行挖取，再铺上一层覆盖层，使其成为挡墙的一部分，这样可以使液态的充填料浆进入待填充区域后，不会从采场外侧的基底泄露出来。

进一步，所述刻槽的深度与覆盖层厚度相同。

进一步，所述覆盖层为混凝土层或者钢筋混凝土层。

本发明的有益效果：

本发明中先对松软基底进行挖槽处理，将挡墙建造在松软基底内，建造后的挡墙结构稳定，再对采场外侧上的松软基底进行换底处理，防止后续向采场内侧浇筑充填料浆，充填料浆会从采场外侧的松软基底底部泄露出来。本方案中的挡墙采用锚杆与顶岩、侧岩和基底固定连接，使其结构稳定，能够抵挡充填料浆对挡墙的压力；且挡墙内设有钢筋网，可以保证挡墙整体强度大；另外挡墙上设有排水孔，能够将充填料浆内的水分排出，使充填料浆更快的凝固。

附图说明

图1—为本实施例正视的剖面示意图；

图2—为本实施例左视的剖面示意图。

图中：1-挡墙固定锚杆，2-挡墙内部钢筋网，3-刻槽，4-行人窗，5-排水孔，6-松软基底，7-矿岩，8-模袋，9-混凝土，10-覆盖层固定锚杆，11-覆盖层钢筋网，12-脱水管。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照图1：一种建造在松软基底上的挡墙，包括墙体和刻槽，所述刻槽为在基底上挖取的槽体，所述墙体安装在刻槽内，墙体通过锚杆与顶岩、侧岩和基底固定连接，所述墙体内部设有钢筋网，墙体设有贯穿墙体厚度的排水孔。

依据需构筑的挡墙尺寸与充填料浆特性分析计算挡墙受力情况，充填料浆在充填过程中经历沉降、脱水、凝结硬化三个过程，依据流体力学理论可知其在液体状态下对挡墙作用力最大，假定力学分析的条件参数：挡墙规格为（W×H），每次充填高度h。充填料浆的比重，总压力P，充填挡墙竖向弯矩为M，则，，并依据受力情况按矩形正截面承载力钢筋计算方法进行钢筋网度参数计算；

依据充填体给挡墙的水平力由挡墙基底静摩擦力和锚杆抗剪力承担，计算锚杆数量。

在本实施中，在待填充区域内先行确定建造挡墙的位置，定义为预浇筑挡墙区，在预浇筑挡墙的底面，开始挖掘出一条刻槽，刻槽的宽度为挡墙厚度。待填充区域内分布有矿岩7，矿岩按位置可以分为顶岩、侧岩和低岩，在预浇筑挡墙区的顶岩和侧岩上开凿锚杆孔，从挡墙的厚度的角度来看，锚杆孔的位置位于预浇筑挡墙区厚度方向的中部，在锚杆孔中插入锚杆，此处的锚杆将其定义为挡墙固定锚杆1，挡墙固定锚杆一部分插入顶岩和侧岩中，一部分在外侧。在预浇筑挡墙区的底面也进行锚杆孔的开凿，同样位于预浇筑挡墙区的中部，在锚杆孔中同样插入挡墙固定锚杆1。挡墙固定锚杆理论上的数量可以通过计算得出，挡墙固定锚杆实际的数量可以等于理论数量或超过理论数量，挡墙固定锚杆采用树脂锚杆。在四个方位的挡墙固定锚杆上均绑上钢筋，以形成挡墙内部钢筋网2。

在本实施例中，在松软基底6上挖出一条刻槽3，在刻槽3的两侧设置第一挡板，第一挡板相对设置，中间预留出挡墙厚度的空间。

由于液浆在同一高度水平上作用效果是相同的，故开挖深度应与挡墙厚度一致，开挖的废料可直接堆放至挡墙内表面位置，在充填过程能起到一定阻隔液浆作用的效果。

向第一挡板之间的空间内分节段浇筑混凝土9，一次浇筑高度20cm，待混凝土凝固后，进行第二次浇筑，同样浇筑20cm，直至最后浇筑到与顶岩接触。待混凝土完全凝固后，移除挡板，再对挡墙顶部进行最后混凝土的浇筑，使挡墙与顶岩和侧岩紧贴在一起。最终，会让钢筋网位于挡墙内部中间的位置，增加了挡墙的强度，提高了挡墙抗压抗弯能力；通过挡墙固定锚杆，使得挡墙与顶岩、侧岩和基底均固定连接成一体，大大增强了挡墙的稳固度。另外，采用分节段浇筑混凝土，是为了防止一次过多浇筑混凝土，导致混凝土外侧凝固完成，内部还有未凝固的混凝土，最后将挡墙制作完成后，内部的混凝土又凝固完成，会使得挡墙与顶岩或侧岩出现间隙，影响挡墙后续的使用。

在本实施例中，在浇筑挡墙时，在挡墙上用四块第二档板与第一挡板形成一个可供人通过的窗口，定义为行人窗4，第一挡板和第二挡板均可采用木板，在第一挡板的两侧预留出行人窗位置，再用第二挡板挡住行人窗的上下左右四侧，形成一个不会漏浆的窗口。行人窗4的设计方便施工人员往返采场内侧和采场外侧，方便施工人员在挡墙两面对挡墙的观察，以及后期移除第一挡板后，对挡墙两侧的修补。当挡墙完成后，可用混凝土将行人窗修补完成，防止挡墙漏浆。

在本实施例中，在挡墙上面开设多个排水孔5，排水孔的数量不易过多，排水孔过多会对挡墙本身的强度造成影响。在挡墙上一般开设四个排水孔，在挡墙中下部的位置，开设有一个排水孔，将其定义为下部排水孔，下部排水孔在挡墙中间位置开设；在挡墙中部开设有两个排水孔，将其定义为中部排水孔，中部排水孔开设在下部排水孔的两侧；在挡墙下部开设有一个排水孔，将其定义为上部排水孔，上部排水孔的开设位置位于中部排水孔的中间，可以是位于下部排水孔的正上方。排水孔的设置是为了在向待浇筑区域填充充填料浆时，充填料浆内的水能随排水孔排出，使充填料浆更快的凝固、填充。

在排水孔内还设有脱水管12，脱水管12一端插入排水孔，定义为出水口，另一端为进水口，出水口位于在采场外侧，将采场内侧充填料浆的水分排出。进一步，为了脱水管不排出充填料浆，可以在脱水管位于待浇筑区域的一侧安装过滤网。

在本实施例中，将挡墙沿采场外侧方向的松软基底也进行挖掘，向下挖掘的尺寸与刻槽深度一致。在挖掘后的基底上开设锚杆孔，插入覆盖层固定锚杆10，覆盖层固定锚杆采用树脂锚杆。在覆盖层固定锚杆上绑定钢筋形成覆盖层钢筋网11，往覆盖层钢筋网11内浇灌混凝土9，最终形成钢筋混凝土覆盖层。

覆盖层成为挡墙的一部分，这样可以在液态的充填料浆进入待填充区域时，因为有覆盖层的设置，不会让充填料浆从采场外侧的基底底部泄露出来。通过覆盖层固定锚杆的使用，使钢筋混凝土覆盖层与松软基底固定连接在一起，增强了钢筋混凝土覆盖层的强度。

在覆盖层边角上铺设模袋8，向对模袋8充灌充填料浆，待模袋内的充填料浆凝固完毕后即可对待填充区域进行充填作业。进一步的对覆盖层进行处理，是为了防止待充填区域的充填料浆从覆盖层与矿岩的连接处溢出。模袋是利用一种双层聚合化纤合成材料制成的袋状产品。

一种在松软基底上建造挡墙的方法，包括如下步骤：

第一步，现场观测矿岩节理裂隙发育情况，选定挡墙构筑区域；

第二步，在挡墙构筑区域的侧岩和顶岩上固定锚杆，锚杆用于后续固定挡墙；

第三步，挖取挡墙构筑区域下方的松软基底，形成一条刻槽；

第四步，在刻槽两侧设置挡板，挡板相对设置，中间预留出挡墙的位置，向预留的挡墙位置浇筑覆盖材料，逐层浇筑，形成挡墙；

第五步，待挡墙处的覆盖材料凝固，拆除挡板；

第六步，向采场外侧的松软基底挖取一段距离，在挖取后的松软基底上固定锚杆；

第七步，在挖取后的采场外侧的基底上浇筑覆盖材料形成覆盖层。

Claims (10)

1.一种在松软基底上的建造挡墙的方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，现场观测矿岩节理裂隙发育情况，选定挡墙构筑区域；

第二步，在挡墙构筑区域的侧岩和顶岩上固定挡墙固定锚杆，挡墙固定锚杆用于后续固定挡墙；

第三步，挖取挡墙构筑区域下方的松软基底，形成一条刻槽；

第四步，在刻槽两侧设置挡板，挡板相对设置，中间预留出挡墙的位置，向预留的挡墙位置浇筑覆盖材料，逐层浇筑，形成挡墙；

第五步，待挡墙处的所述覆盖材料凝固，拆除挡板；

第六步，向采场外侧的松软基底挖取一段距离，在挖取后的采场外侧的松软基底上浇筑所述覆盖材料形成覆盖层。

2.如权利要求1所述一种在松软基底上的建造挡墙的方法，其特征在于：在第三步中，挖取刻槽的深度与挡墙厚度一致。

3.如权利要求1所述一种在松软基底上的建造挡墙的方法，其特征在于：在第四步中，挡板之间还设有钢筋网。

4.如权利要求1所述一种在松软基底上的建造挡墙的方法，其特征在于：在第六步中，覆盖层与采场外侧的松软基底之间连接有覆盖层固定锚杆，且在覆盖层固定锚杆之间绑扎钢丝形成钢丝网。

5.如权利要求1或4所述一种在松软基底上的建造挡墙的方法，其特征在于：所述覆盖材料为混凝土。

6.一种建造在松软基底上的挡墙，其特征在于：包括墙体和刻槽，所述刻槽为在基底上挖取的槽体，所述墙体安装在刻槽内，墙体通过锚杆与顶岩、侧岩和基底固定连接，所述墙体内部设有钢筋网，墙体设有贯穿墙体厚度的排水孔。

7.如权利要求6所述一种建造在松软基底上的挡墙，其特征在于：所述排水孔内设有脱水管。

8.如权利要求7所述一种建造在松软基底上的挡墙，其特征在于：挖取远离脱水管一侧的基底，在挖取后的基底上设置覆盖层。

9.如权利要求8所述一种建造在松软基底上的挡墙，其特征在于：所述刻槽的深度与覆盖层厚度相同。

10.如权利要求8所述一种建造在松软基底上的挡墙，其特征在于：所述覆盖层为混凝土层或者钢筋混凝土层。