某露天煤礦為減少礦坑疏排水量,擬通過施工截水帷幕以切斷礦坑北側(cè)河流補(bǔ)給通道。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件,在架空高壓線等特殊施工區(qū)域采用鉆孔咬合樁帷幕。施工區(qū)砂卵石層厚度達(dá)45 m,含水層滲透系數(shù)達(dá)100 m/d,水力梯度0.033,地下水溫長期維持在5℃,為保證咬合樁在深厚砂卵石層和低溫動(dòng)水條件下快速成樁,研制出一種以粉煤灰為主、水泥和粉煤灰添加劑為輔的混合防滲材料,并開展該材料的凝結(jié)時(shí)間、結(jié)石率、流動(dòng)度、抗?jié)B性能等多項(xiàng)參數(shù)測(cè)試。結(jié)果表明:研發(fā)材料最優(yōu)配比為水灰比0.7︰1.0、水泥摻量（質(zhì)量占比）40%、粉煤灰摻量60%、粉煤灰激發(fā)劑摻量2%,在5℃低溫環(huán)境下凝結(jié)時(shí)間102 h,結(jié)石率94.6%、流動(dòng)度23 cm,3 d強(qiáng)度1.06 MPa、90 d強(qiáng)度11.65 MPa、滲透系數(shù)低至8.61×10–8 cm/s。通過取心驗(yàn)證,成樁質(zhì)量符合要求,截水效果好,礦坑疏排水量顯著減少。該材料具有低價(jià)環(huán)保、抗?jié)B性好等優(yōu)點(diǎn),可在類似工程中推廣應(yīng)用。 

【文章來源】：煤田地質(zhì)與勘探. 2020,48(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

露天煤礦地層結(jié)構(gòu)示意

如圖2所示，受復(fù)雜地層條件、架空高壓線纜、排水管道等影響，帷幕全線有4處需采用咬合樁工藝構(gòu)建帷幕，全長372.5 m，咬合樁帷幕各段分別長328.3、9.5、14、20.7 m。露天煤礦咬合樁帷幕構(gòu)建時(shí)，低強(qiáng)度抗?jié)B混凝土與HDPE防滲的阻水帷幕已建造完成1 900 m左右，咬合樁帷幕區(qū)域的水力梯度增大為0.012～0.033，地下水流速達(dá)到1.20～5.94 m/d，且水力梯度和水流速度不斷增大。在低溫、動(dòng)水條件下，咬合樁易塌孔、成孔困難、樁體凝結(jié)時(shí)間長、強(qiáng)度低、抗?jié)B性差。如圖3所示，設(shè)計(jì)咬合樁樁徑1 m，樁與樁之間咬合搭接0.3 m，采用旋挖鉆機(jī)施工。受低溫和動(dòng)水條件影響，咬合樁材料凝結(jié)時(shí)間長、受動(dòng)水?dāng)_動(dòng)大，若采用二序施工，在砂卵石層中施工樁孔時(shí)將對(duì)臨近咬合樁樁體產(chǎn)生進(jìn)一步的擾動(dòng)，破壞樁體完整性。為增大樁體施工間隔、減小樁體之間的相互影響、提高樁體完整性，咬合樁帷幕采用三序施工，先施工一序樁孔Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，灌注咬合樁防滲材料；再施工二序樁Ⅱ-1、Ⅱ-2，灌注咬合樁防滲材料；最后施工三序樁Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3、Ⅲ-4咬合一序和二序樁，灌注咬合樁防滲材料。

如圖3所示，設(shè)計(jì)咬合樁樁徑1 m，樁與樁之間咬合搭接0.3 m，采用旋挖鉆機(jī)施工。受低溫和動(dòng)水條件影響，咬合樁材料凝結(jié)時(shí)間長、受動(dòng)水?dāng)_動(dòng)大，若采用二序施工，在砂卵石層中施工樁孔時(shí)將對(duì)臨近咬合樁樁體產(chǎn)生進(jìn)一步的擾動(dòng)，破壞樁體完整性。為增大樁體施工間隔、減小樁體之間的相互影響、提高樁體完整性，咬合樁帷幕采用三序施工，先施工一序樁孔Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3，灌注咬合樁防滲材料；再施工二序樁Ⅱ-1、Ⅱ-2，灌注咬合樁防滲材料；最后施工三序樁Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3、Ⅲ-4咬合一序和二序樁，灌注咬合樁防滲材料。2.2 防滲材料要求

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]露天煤礦防滲墻截滲減排機(jī)制及工程應(yīng)用研究[D]. 張雁.煤炭科學(xué)研究總院 2018

碩士論文
[1]呼倫貝爾草原露天煤礦區(qū)植被對(duì)地下水埋深變化響應(yīng)研究[D]. 王超.內(nèi)蒙古大學(xué) 2019



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