[发明专利]铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法

说明书

本发明公开了铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法，用于封堵工作面溃口，由水泥、水、SBT‑NDA抗分散剂和HME‑III低碱型膨胀剂组成，上述水泥、水、SBT‑NDA抗分散剂和HME‑III低碱型膨胀剂的质量比为：1:(0.8～1):(0.02～0.03):(0.03～0.05)；工作面在水下大于300m深的位置处，且溃口涌水量大于200m³/h。该封堵材料具有较好抗分散性，保证材料在深水中不离析、不稀释。具有较好的自流平性，确保能在深水中能够形成圆柱状的止水垫。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法。

背景技术

目前，国内外矿井发生突水淹井后，封堵突涌水方法分为：(1)采用抽排设备强排至突涌口处施工止水垫；(2)地面深孔预注浆封堵突水溃口；(3)采用冻结施工法；(4)水下混凝土施工止水垫层。其中方法(1)虽然较简单，但对于淹井深度大于300m，涌水量大于200m³/h时，目前的抽排水及配套设施很难保证，施工过程操作安全风险极大，而且不能因大量抽排水，致使地层损失，溃口范围增大；方法(2)地面深孔预注浆法工期长、费用高，施工难度大，随着井筒深度的增加愈加凸显且无法精准揭穿溃口裂隙，达到封堵溃口目的；方法(3)冻结法施工井筒恢复周期长、投资大，且井筒解冻后易发生渗漏等问题；方法(4)水下混凝土运料当运输距离大于200m后，混凝土易产生离析、堵管，被地下水稀释，浇灌质量难保证。

采用上述几种方法封堵竖井突水溃口时，对竖井的淹井深度、涌水量及地层要求较高，且地面预注浆和冷冻法施工周期长、施工成本大，很难满足目前铁路快速施工的目的；随着近年地下工程的快速发展，深大竖井建造与日俱增，而施工过程难免出现突水淹井情况，对于出水位置大于300m且涌水大于200m³/h的淹井事故，目前并没有快速有效的封堵材料和方法。所以研究科学合理的治理方案及井筒恢复技术，最大限度的降低损失，安全、快速、高效封堵突涌口成为最重要的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法，该封堵材料具有较好抗分散性，保证材料在深水中不离析、不稀释。具有较好的自流平性，确保能在深水中能够形成圆柱状的止水垫。该封堵方法在施工过程中操作简单、易于控制，形成止水层均匀，止水效果好，确保整体止水垫堵水效果良好，同时也减小后续竖井的施工风险。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料，用于封堵工作面溃口，由水泥、水、SBT-NDA抗分散剂和HME-III低碱型膨胀剂组成，上述水泥、水、SBT-NDA抗分散剂和HME-III低碱型膨胀剂的质量比为：1:(0.8～1):(0.02～0.03):(0.03～0.05)；使用的条件为：工作面在水下大于300m深的位置处，且溃口涌水量大于200m³/h。

进一步地，该水泥、水、SBT-NDA抗分散剂和HME-III低碱型膨胀剂的质量比为：1:1:0.025:0.04。

进一步地，该水泥的规格为硅酸盐水泥，型号为P42.5。

本发明还公开了上述铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料的应用，其应用工况如下：上述工作面在水下大于300m深的位置处，且溃口涌水量大于200m³/h。

本发明还公开了上述的铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料的制备方法，其特征在于，称取上述各原料，将水泥加入水中，进行一次搅拌，搅拌速度为60～80转/分钟，搅拌时间为2～3分钟；然后加入SBT-NDA抗分散剂和HME-III低碱型膨胀剂，进行二次搅拌，搅拌速度为150～200转/分种，搅拌时间不小于5分钟；然后采用30～50目的过滤网对混合浆液进行过滤，将未充分混合的粗颗粒进行过滤，即得。