框架式排水井封堵设计优化
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[摘 要]尾矿库排水主要是承当着库位澄清水域的泄流任务，对尾矿库的安全有着重大影响，排水井封堵是尾矿库工程中的重点隐蔽工程，当水位达到排水井的最终标高时，排水井就完成其服务年限，即需要启用下一口排水井。封堵质量的好坏决定着尾矿库的是否能够继续安全稳定运行，然而封堵周期短，必须在排水井进水之前完成整个封堵，如何在短时间内安全、高效的完成对排水井封堵施工，也正是此项目研究的主要目标
[关键词]尾矿库；排水井；封堵施工
中图分类号：TV135.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0209-01
1 排水井概况
榆木沟尾矿库库内排洪系统由钢筋混凝土框架式排水井接圆拱直墙型排水隧洞组成，排水井9座，其中5#排水井直径D=10.0m，高H=30m，5#排水井井架底部（进水口）标高1338.5m，井架顶部标高1368.5m，排水隧洞为B×H=2.6m×2.6m，进出口段及破碎带处采用C25钢筋混凝土衬砌。
2.1 原设计封堵方案
5#排水井原设计封堵位置包括井座、与井座相连的28m支洞两部分，采用C25混凝土封堵，总工程量593.13m3。
2.2 优化后的封堵方案
由于排水井封堵现场施工条件复杂，原设计方案封堵工程量较大、费用昂贵、施工工期需40天左右。因此，结合现场实际条件，对5#排水井封堵方案进行了优化设计。
（1）取消对井座的封堵，改为在5#排水井与支洞连接口处设置钢筋混凝土盖板。
（2）设置1根DN159排渗管，排渗管起始端设置4m长立管，四周梅花形开孔，外包400g/m2土工布两层，以强化排水井周围尾砂的固结，减轻排水井封堵段承受的水压。
（3）方案优化后，混凝土总工程量209.41m3，与原设计方案相比减少了383.72m3。
2.3 新封堵方案应用效果
5#排水井封堵工程属于尾矿库的关键工程之一，质量要求高、施工现场条件复杂、施工难度大，主要表现为：
（1）封堵质量要求高。根据设计，5#排水井上部最终尾矿堆积高度达131.5m，需要承受较高的渗透水压，排水井四周堆积极细的尾矿泥，对封堵段密封要求很高，容易因施工质量或是混凝土凝固出现的收缩缝而产生漏浆现象。通过加强现场工程质量管理、添加膨胀剂、高压注浆等管理、技术措施确保工程质量。
（2）四周条件复杂。排水井附近有大量因私人采矿遗留下的采矿洞、采空区，虽过勘察、设计和封堵处理，但由于距离5#排水井、支洞及主隧洞较近，处理不好将会给尾矿库排水设施后期运行带来影响。
（3）封堵工期紧。5#排水井井架顶部标高1368.5m，6#排水井井架底部（进水口）标高1367.5m，两者相差1m，当库内水位标高达到1367.5时，6#井开始进水，5#排水井拱板砌筑至井架顶部，以保证在混凝土浇筑作业时，5#排水井不会有尾矿水溢出冲涮施工现场，随着库内水位上升，标高达到1368.5时，排水井井架被淹没前，必须完成工程施工，否则5#排水井上部必然要进水。
（4）运料难度大。由于井架高达30m，如从井架上下人员和进料，将存在很大安全隐患并难以保证施工质量；如从排水主隧洞入口处进料，主排水隧洞入口处为清水库和初期坝坝基，道路较窄且坡度较大，主隧洞内部底板平均坡度6o，局部坡度接近20°，距离1169m，运输难度较大，每次运输0.5m3，每趟需40分钟。
（5）施工现场条件复杂。由于5#排水井直径10m，井架高30m，排水井拱板缝渗水影响混凝土浇筑，需要采取有效的收集渗水措施和导水措施才能保证混凝土施工质量；另外，隧洞内作业空间受限、空气不流通，需加强通风、照明等措施。
与原设计相比，优化后的封堵设计减少C25混凝土工程量383.72m3，节约工程投资约57.5万元，工期节省26天，通过设置排渗管，改善了排水井周围尾矿固结效果，有利于5#排水井及尾矿库后期的安全运行，初期排渗流量约18m3/h。
3 小结
排水井封堵工程是尾矿库安全管理的重要环节，本论文结合现场实际情况，对榆木沟尾矿库5#排水井封堵工程进行优化设计，达到减少工程量、节约投资、节省工期的良好效果，为国内外其他尾矿库排水井封堵工程设计提供了借鉴和参考。