防水沟

在矿区作业中，防水沟不是单纯的防水设施，通常情况下与防水矿柱、防水墙、防水帷幕和防水闸门组成一体的矿区防水设施。

防水沟防水矿柱

地下开采中，在水体最低水平和井下开采的最高水平之间所留设的一定厚度的矿体。其目的是在水体下采矿时，防止水和泥砂流入井下，以保证生产的安全。这部分矿体的留设厚度与水体类型、水量大小、补给来源以及岩石性质、结构、透水性能等因素有关。

水体类型有：

(1)地表水体，包括江、河、湖、海、水库、灌渠、大容积水坑等。

(2)第三和第四纪松散含水层、含水砂岩、砂砾岩和砾石层等。

(3)基岩含水层，如砂岩、石灰岩含水层等。

防水矿柱的最小厚度是导水裂隙的最大高度加上一定厚度的保护层。导水裂隙带是指水体下开采所形成的冒落带和冒落带之上虽未冒落，但具有连通裂隙的岩层的总称，它具有导水性，其高度是崩落带和裂隙带高度之和；导水裂隙带的最大高度和保护层高度可用经验数值或经验公式计算确定。在水体下采矿，必须保证开采后所形成的导水裂隙不波及到水体或不破坏水体下的隔水层，否则应留设防水矿柱。防水矿柱分防水安全矿柱和防砂安全矿柱两种。留设防水安全矿柱的目的是防止导水裂隙波及水体，确保水体下开采不发生溃水和矿井涌水量不急剧增加，以保持正常工作环境。留设防砂安全矿柱的目的是预防发生溃水兼溃砂事故，因此允许导水裂隙波及弱含水层，但不允许冒落带接近含水松散层。在石灰岩溶洞、暗河和老采空区积水等水体下开采时，除留设防水矿柱外，有时还必须采取预先疏干或降低水位等措施。

防水沟防水墙

为防止井下突然涌水，用不透水材料构筑的，用以隔绝积水的老采空区或有突水危险区域的永久性堵水设施。防水墙可由木板、砖石、混凝土或钢筋混凝土构筑而成。根据抵抗的水压力大小，防水墙的形状有平面形、圆柱形和球面形三种。平面形防水墙构造简单，施工容易，但是抗水压能力差;球面形防水墙抗水压能力大，但是施工比较复杂。中国矿山多采用圆柱形防水墙。防水墙应该有足够的厚度，以确保能抵挡涌水的压力。圆柱形防水墙的厚度可按下式计算：

防水沟防水帷幕

在水源与矿井或采区之间的主要涌水通道上，将预先制备的浆液经过钻孔压入岩层裂隙，浆液沿裂隙渗透扩散并凝固、硬化，从而形成的防止地下水渗透的帷幕。防水帷幕的实质，是利用钻孔灌注浆液的方法，改变矿床充水途径上某些地段的岩层渗透性能，拦截帷幕以外的大量地下水。为了提高帷幕的防渗透能力，可在矿区开采境界以外，矿体充水的补给方向上，选择过流断面比较集中的地段布置注浆钻孔，使注入钻孔内的浆液能够很好地扩散、渗透、相互联结，形成一道地下防水墙。

防水沟防水闸门

为预防井下突然涌水而设置的一种带门的矿山防水设施，通常由混凝土墙垛、门框和能开启的门扇组成。门扇的形状有圆形和矩形两种。当水的压力超过3MPa时，可用球面形门扇以抵抗巨大的水压力。门板一般用铁板或钢板制成，其厚度按水压力大小确定。当水压力不超过4MPa时，可用36～65mm的钢板制成，或在工字钢两面焊上一定厚度钢板制成;当水压力超过4MPa时，应该用铸铁浇铸而成。门框的尺寸应该满足运输要求，一般宽为0.9～1.0m，高为1.8～2.0m。门框与门扇的接触面做成斜的，其间垫上橡皮板、铅板或浸过焦油的帆布，确保接触面严密不漏水。

防水闸门设置在发生涌水时需要堵截水流而平时需要运输、行人的巷道内，例如，通往水害威胁地区巷道的总汇合处、井底车场、井下水泵房等。安设防水闸门处的围岩应该稳固、不透水。混凝土墙垛的四周要楔入岩石内，以承受较大的水压力和不漏水。防水闸门平时呈敞开状态，它所在处安设短的活动钢轨，发生突水时可以将活动钢轨迅速拆除，把防水闸门关闭。闸门关闭方向应由来水侧向外侧关闭。 2100433B

为拦截并引走地表水流，通常在矿区内外设置水沟已满足要求，该类水沟称为防水沟。防水沟的主要作用是拦截从山坡流向矿区或采矿场的地表径流，当矿区降水量较大、周围地形较陡时，也可以起到疏导暴雨山洪的作用。

因此，通常设置内、外两道防水沟。外防水沟设在矿区开采境界以外，用于拦截洪水；内防水沟根据具体情况可以设在开采境界以内或以外，用于拦截正常的地表径流和剩余的洪水。在考虑露天矿防水沟的位置时，布置在开采境界以外的要满足防渗和保护边坡的要求；布置在开采境界以内的应设计在开采台阶的平台上。防水沟的排泄口与河流交汇时，水流的方向应与河流的流向适应，并使防水沟底部标高在河水的正常水位之上，以减少防水沟的排泄阻力和防止河水倒灌。通常防水沟作为一种辅助疏干手段与其他方法配合使用。

一、二期工程的取水头分别布置于码头的两端。引水沟道需穿越码头引桥。

引水沟道区域的标高约 - 3 1 0 ～ - 5 1 0m, 规划回填的顶标高约 5 1 30m, 引水沟道底板顶标高 - 9 1 50 ～ - 10 1 0m 。引水沟道为 2 ×(31 5m × 3 15m)的双孔预制钢筋混凝土方涵。根据不同工况对沟道的顶板、底板、侧墙以及隔墙进行配筋计算和限裂计算。

对于沟顶深约 11 ～ 14m 的覆土 , 考虑了1 1 20 的垂直土压集中系数。对于裂缝宽度限制 ,各规范的要求不尽一致。《钢筋混凝土设计规范 》 GB50010 - 2002 要求为小于 0 1 20mm, 《港口工程混凝土结构设计规范 》 JTJ 267 - 98 中要求小于 0 1 30mm, 《给水排水工程构筑物结构设计规范 》 GB 50069 - 2002 中要求小于 0 1 25mm 。沟道的壁厚、配筋是裂缝宽度控制的。采用何种控制标准对沟道的设计影响较大。经分析设计采用的裂缝控制宽度为 0 1 30mm 。经计算 , 沟道壁厚采用 750mm, 根据沟顶覆土厚度的不同 ,配置不同的钢筋面积。

沟道在平面、垂直面上均有变化 , 异形段较多 , 沟道壁厚较大 , 考虑施工的方便 , 尽量减小预制段长 。引水沟道纵向从取水头向水泵房方向采用不同的底标高。2100433B