焦家金矿钢筋混凝土砂仓渗漏原因分析及处理方法.pdf

4 6 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i n e e r i n g 2 0 1 3年 l 2月 第 4 2卷第 6期 焦家金矿钢筋混凝土砂仓渗漏 原因分析及处理方法 R e a s o n a n a l y s i s a n d t r e a t me n t m e t h o d o f t h e r e i n f o r c e d c o n c r e t e b i n l e a k a g e i n J i a o j i a G o l d Mi n e 姜浩 刚 ， 姜永星 ， 常海玉 ， 薛田喜 ( 山 东 黄 金 矿 业( 莱 州 ) 有 限 公 司 焦 家 金 矿， 山 东莱 州2 6 1 4 4 1 ) 摘 要 ： 钢筋混凝土砂仓 由于体积 大、 高度 与砂 仓直径存在 一定比例 等因素 ， 仓 内的矿浆体 对于侧 壁的压力 大， 如何 完善设计 以及做好施 工中的质量控 制是避 免仓体 出现渗漏的主要 因素 ， 本文对 2 0 1 1年建成 投产 的 l 5 0 0 m 砂仓 出现渗 漏的原 因进行 分析 ， 并提 出了具体的处理方 法。 关键词 ： 钢筋混凝土砂仓 ； 渗 漏 ； 仓壁 Abs t r ac t ： Be c a us e t h e r e i nf o r c e d c o n c r e t e bi n h a s l a r g e v o l ume a n d p r o p e r r a t i o o f d i a me t e r t o he i g h t ， t he b i n wa l l b e a r s hi g h pr e s s u r e f r o m t he pa s t e Th e ma i n f a c t o r s t o p r e v e n t wa l l l e a ka g e a r e t h e p e r f e c t d e s i g n a n d c o n s t r u c t i o n q ua l i t y c o n t r o 1 Th e l e a k a g e r e a s o n o f t h e 1 50 0m bi n， whi c h wa s bu i l t i n 2 01 1， wa s a na l y z e d， a n d t h e t r e a t me nt met h o d wa s pu t f o r wa r d Ke y wo r ds： r e i nf o r c e d c o n c r e t e bi n； l e a k a g e； wa l l o f t he b i n 1 前言 随着焦 家金 矿生 产规 模 的 不 断扩 大 ， 焦 家 金矿 原 来 的一 座 5 0 0 m 、 一座 8 0 0 m 、 一 座 1 O 0 0 m 钢 筋 混 凝 土 充 填砂仓 已经不能 满足现 在的生产需 要 ， 作 为焦家 金矿 6 0 0 0 t d 选厂扩建工程配套项 目， 在 2 0 0 9年新建设一座 1 5 0 0 m 钢筋混凝土充填砂仓 ， 由于各种原 因， 在砂仓主 体完工后 ， 经过放水试验检验 ， 出现了不同程度的渗漏现 象 ， 仓壁 在 +1 5 0+1 6 O m 左右 四周均 匀渗 漏 ， 渗漏 区 域 比较 集 中 ， 除此 之外 上 部基 本 不 漏 ， 如用 充 填 尾 砂 ， 其 密度为 2 1 t m ， 砂仓可能渗漏更严重 ， 仓体渗漏见 图 1 和图 2 ， 针对这种现象 ， 必须进行处理。 图 1西侧渗漏的仓壁 第6 期 姜浩 刚等 ： 焦家金矿钢筋混凝土砂仓渗漏原因分析及处理方法 4 7 图 2南侧渗漏的仓壁 2 原设计 以及施工 资料 砂仓 剖 面 图如 图 3所 示 。 k ! 1 + 3 24 2 0 f l + 3 2 4 2 0 图 3砂仓剖面图 ( 1 ) 砂仓设计相关资料 。混凝 土基 础采用 C 3 0 混凝土浇筑 ， 基础垫层采用 C 1 5混凝 土浇筑。根据 本工程的 工程地质勘察报告 ， 基础落在强风化 花 岗岩上 ， 地基承载力标 准值按 =4 5 0 k P a考虑 ； 砂 仓筒 体壁 厚 0 3 m， 混 凝 土 的强 度 等 级 C 3 0， 抗 渗 等 级 P I O ， 直径 1 0 5 m， 简体高度 2 3 m， 池 底用混凝 土 找坡成半球体 ， 仓体容积 1 5 0 0 m 。 ( 2 ) 砂仓施工相关资料 。砂仓地基基础持力层 地质状况 良好 ， 全部为强风化花岗岩 ， 一 4 O m处无 地下 水 ， 地基 开挖 完毕 ， 经 过 建设 单 位 、 工程 地 质 勘 察公 司、 设计 院、 监理公司、 质量监督站、 施工单位联 合检查验收后完成隐蔽。 ( 3 ) 钢筋 混凝 土 工程 施 工 相 关 资 料 。工 程 所 用 的钢筋均来 自本钢 、 鞍钢 、 莱钢 、 济钢等知名大钢厂 产品 ， 水泥来 自性能一直稳定的知名水泥厂 ， 在仓体 施工过程中， 在施工缝设置有 5 0 0 m m 6 mm钢板止 水带 ， 上下共计 6道 ， 墙体拉结钢筋以及模板对拉螺 栓均设置直径为 5 0 m m的钢板止水带。 ( 4 ) 仓体 内侧设置二层 J s防水层 ， 在一定程度 上可以加强混凝土的抗渗性能 。 3 渗漏原 因分析 ( 1 ) 砂仓地基沉降方面。由于采用钢筋混凝土 整体地板基础 ， 其整体性能较好 ， 可以有效将整个仓 体的各种荷载均匀传递至地基 ， 加上基础土质 良好 ， 后期 的定期沉降观测数 据表 明， 整体沉 降量满足规 范要求 ， 可以确定不是基础下沉的原 因造成的仓体 渗漏 。 ( 2 ) 施工方 面。经过查 阅施 工 日志等 相关 资 料 ， 在渗 漏严 重 的 +1 5 0 +1 6 O m 混 凝 土 浇 筑 施 工过程中， 白天气温达 到 3 4 C， 混凝土浇筑后在 凝 结 硬化 过程 中 ， 产 生大 量 的水化 热 ， 容易 出现 温度 差 裂缝 。夜晚施工突降大雨 ， 由于降雨 冲蚀 了部分 水 泥浆 ， 削弱 了仓壁 的 防水性 能 。 ( 3 ) 除此之外 ， 上部绝大多数范 围不漏 ， 说明混 凝土 比较密实 ， 混凝土抗渗应基本满 足要求。出现 局部渗漏或点漏 ， 这种渗漏情况是 由于施工过程 不 细致 、 局部混凝土漏振造成 ， 或者是局部振捣时间过 长 ， 跑浆 而造 成池 壁混 凝土 不密 实 引起 渗 漏现 象 。 4 处理方法 ( 1 ) 首先 在仓 体 81 7 m 外侧 增加 一层 厚 度 3 0 0 mm厚度钢筋混凝土 ， 混凝土抗渗等级 P I O， 在内 侧的半球体同样位置增加一层厚度2 0 0 ra m厚度钢筋混 凝土， 混凝土抗渗等级 P I O ， 如图4和图 5 所示。 ( 2 ) 浇灌混凝土前 ， 将仓壁外表进行麻面处理 ， 并用钢丝刷将表面刷至坚实 、 粗糙 ， 再浇筑混凝 土。 防水混凝土使用的水泥采用普通硅酸盐水泥 ， 强度 等 级选 用 4 2 5 M P a ， 石 子 最 大粒 径 不 大 于 4 0 m m， 吸 水率不应大于 1 5 ； 不得使用碱活性 骨料 ； 砂采用 中砂 。 ( 3 ) 防水混凝 土的配合 比应符合下列规定 ： 水 泥用量不得少 于 3 2 0 k g m ， 掺有活性掺合料 时， 水 泥用 量不 得 少 于 2 8 0 k g m ， 砂 率 宜 为 3 5 4 0 ， 灰砂比宜为 1 ： 1 51 ： 2 5 ， 水灰 比不得大于 0 5 5 ； 普通防水混凝土坍落度控制在 5 0 mm 以内； 防水混 凝 土拌 合物 必须 采 用 机 械 搅 拌 ， 搅 拌 时 间不 应 小 于 2 mi n ， 防水混凝土必须采用高频机械振捣密实 ， 振捣 时 间控 制 在 1 03 0 s ， 以混 凝 土泛 浆 和 不 冒气 泡 为 4 8 中国 矿 山工程 2 0 1 3 年( 第4 2 卷) 图 4砂仓渗漏处理剖面图 图 5 砂 仓 渗 漏 处 理 钢 筋 配置 图 准 ， 避免 漏振 、 欠 振和超 振 。 ( 4 ) 施工 缝 的施 工 应 符 合 下 列 规 定 ： 水 平 施 工 缝 浇灌 混凝 土前 ， 应将 其表 面浮浆 和 杂物清 除 ， 先铺 净 浆 ， 再铺 3 0 5 0 m m 厚 度 1 ： 1 水 泥砂 浆 ， 并 及 时浇 灌 混凝 土 。 ( 5 ) 外侧 的钢筋 混凝土加固范围内共计设置 2 道 5 0 0 ra m 4 mm 的钢板 止水带 。 ( 6 ) 外 侧 的 钢 筋 混 凝 土 加 固 工 程 在 底 部 设 置 Q L l ， 截面尺寸 3 0 0 mm X 8 0 0 mm， 上下各配置 4 + 2 2 钢 筋 、 中 间配 置 6 b 2 2腰 筋 、 8 1 5 0箍 筋 以加 强 砂 仓钢筋混凝土加 固部位底面的约束能力。 5 后续施工 的补充完善措施 上述工程完工以后 ， 经过主体验收等系列程序 ， 重 新放 水检 验试验 ， 效 果理想 ， 仅在 原来 局部施 工 过 程 中 由于施 工 问题 引起 的渗 漏 以及 新 旧混凝 土接缝 处 出现 的渗 漏 ， 对于 从 新 旧混 凝 土 接缝 处 出现 的 渗 漏现象采用高压灌油性 聚氨酯浆堵水处理办法 ： 堵 漏前 必须进 行 现场调 查 ， 摸 清现 场施工 情况 ， 分析 渗 漏水 的原 因 ， 查 清漏 水 部 位 、 裂缝 、 裂纹 或 穿 孑 L 的 宽 度 、 长度 、 深 度 和 贯穿 情 况 ， 做好 各 项 准备 工作 。油 性聚 氨酯性 能特 点 是其 所 形 成 的 固结 体 强 度大 ， 防 渗透 性好 ， 同 时油溶性 聚 氨酯化 学灌浆 材料 弹性小 ， 所以比较适合混凝土静缝的防渗堵漏及加固。油性 聚氨 酯快 速堵 漏胶 与水 即反 应 ， 由于水 参与 了反应 ， 浆 液不会 被水 稀释 冲走 ， 这 是其 他 灌 浆 材料 所 不 具 备的优点 ， 浆液在压力作用下 ， 灌人混凝土缝隙或孔 洞 ， 同时向缝 隙周 围渗透 ， 继续 渗入混 凝土 缝 隙， 最终 形成网状结构， 成为密度小 、 含水的弹性体， 有 良好的 适应变型能力 ， 止水性好 ， 其主要施工工艺如下。 ( 1 ) 灌 浆孔 的设 计 和布 孔 。灌 浆孔 的布孔 有 骑 缝 和斜 孔两种 形式 ， 根据 实 际情 况 和需 要 加 以选 择 ， 必要 时两者并 用 。 ( 2 ) 灌浆 。灌 浆 是 整 个 化 学 灌 浆 的 中 心 环 节 ， 须待一切准备工作完成后进行。 ( 3 ) 由于是 在砂 仓放 满 水 的过 程 中完 成 的上 述 施工作业 ， 在完成高压灌油性聚氨酯浆堵水处理后 ， 整 个 1 5 0 0 m 砂 仓 未 出现 渗 漏 现 象 ， 取 得 了 成 功 。 砂 仓处 理后 效果 如 图 6所示 。 图 6砂 仓 渗 漏 处 理 完 工 后效 果 图 6 结语 从上述对于仓壁渗漏的原 因分析可知 ， 施工阶 段均存 在一 定程 度 的缺 陷 ， 确定 原 因后 ， 及 时进行 加 固 、 堵 漏处理 ， 避 免 了安 全事 故 的发生 。本工 程 自投 入使 用后 至今 ， 共 计完 成充 填 3 6 0 O 0 0 m 。经考察 系 列兄弟矿山企业 ， 均不同程度存在砂仓的渗漏情况 ， 与上述现象完全相似 ， 可以借鉴本工程的处理办法。 第6 期 姜浩 刚等 ： 焦家金矿钢筋混凝土砂仓渗漏原因分析及处理方法 4 9 ( 上接 第 1 1页) 凿 图 1 溜 井棚堵处理示意图 员在井筒底部作业受到碎石掉落伤人的威胁 。 ( 2 ) 作业效率高。此操作法采用 A X E R A 6型凿 岩 台车打眼时， 灵活简便 ， 在溜井上 口不需要架设工 作 平 台 ， 利 用 台车 大臂 的 伸缩 ( 旋转 ) 直 接 在棚 堵 物 中下 向垂 直钻 眼 ， 钻进 速 度 较快 ， 1 h能 钻 进 2 0 m， 而 且 在 棚堵 物 中打通 钻 孔 后 ， 可 连续 吊装 炸 药 包 实 施 爆 破 ， 克服 了常 规 爆 破 ( 及 矿 用 火 箭 弹爆 破 ) 时 ， 作 业 人 员在 溜井 底部 ， 8 h内只 能放 1 炮 的规 定 。 ( 3 ) 拓 展 了 井 下 处 理 溜 井 棚 堵 的 方 法 ， 扩 大 了 A X E R A 6型凿岩 台车的作业 范围， 避免 了从漏斗底 部长期放炮 ( 用炸药包或火箭 弹) ， 造成既耽误时间 又 破坏 井壁 的不 良影 响 。 ( 4 ) 爆破 过 程安 全 可 靠 。此 方 法 中 采用 的磁 电 雷 管是 我 国研 制 的新 型 产 品 ， 具 有 极 强 的抗 杂 散 电 流 的能 力 ， 采用 电一 磁一 电一 磁 一 电转换 ， 实 现雷 管 选 频起 爆 。 ( 5 ) 处理 溜 井 的 可 靠 性 增 强 。采 用 此 法 ， 二 矿 作 业 区井 下 出矿溜 井或 废石 溜井 棚堵 都得 到 了快速 可靠疏 通 。 ( 6 ) 大 大降低 了处 理成 本 。 采用 此 方 法 处理 一 般 溜井 棚堵 4炮 之 内即可 。以前采 用矿 用火 箭 弹处 理 都在 5 01 5 0发 ， 有 时甚 至处 理不 通 ， 需 采 用安 装 钻 机钻 孔 的方法 处理 。 3 2 2 缺 点 ( 1 ) 采用先进 的机 械装备 ， 操作技 术要求大大 提高， 必须由专业操作人员才能实施 。 ( 2 ) 采用 台车 进 行 溜 井 疏 通 ， 仅 限 于拥 有凿 岩 台车的矿山， 对矿 山机械化水平要求较高。 4 结语 通过 以上 对 井下 溜井 棚堵 的处 理方 法介 绍及优 缺点 分析 ， 可 以得 出结 论 ： 矿 山生产 溜井堵 塞 的原 因 比较 复杂 且难 以杜绝 ， 而 在 处理 溜 井 堵 塞 过 程 中 的 安全风险、 成本费用 、 处理时间等随着矿山管理的不 断深 化 面临着 新 的挑 战 。使 用 台车进 行 溜井棚 堵处 理在 机械 化程 度 不 断提 高 、 人 本 安 全 理 念 不 断 提 升 的现代化矿山中具有较强 的适应性 ， 是一项 比较安 全、 高效 、 适用的溜井棚堵处理方法。 参考文献 1 汪 旭 光 ， 于 亚 伦 ， 刘 殿 中 爆 破 安 全 规 程 实 施 手 册 M 北京 ： 人 民交 通出版社 ， 2 0 0 4 2 刘同有 ， 金铭 良 中国镍 钴矿 山现代化 开采技 术 M 北京 ： 冶金工业 出版社 ， 1 9 9 6 3 崔云龙 简明建井工程 手册 M 北京 ： 煤 炭工业 出版 社 ， 2 0 0 3 4 王贤来 ， 杨 惠国 ， 吴兴德 矿用火箭弹培训教材 R 金 昌 ： 金 川 集 团有 限公 司 ， 2 0 0 2