采空区处治方案Word文档格式.docx
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及位置
巷道尺寸
开（停）采年限
埋深
（m）
宽度（m）
高度（m）
1
L7
平硐
K4+510左40m
1.5
2.0
85年—92年
13.0
2
L9
K4+595右2m
2.5
3.0
87年—92年
8.5
3
L11
K4+640左30m
2.4
5.5
4
L18
竖井
K5+510右26m
1.0
89年—92年
15.0
5
L27
K5+740左40m
1.7
1.9
58年—93年
7.0
6
L28
K5+820左20m
7
L29
K5+820左5m
9.0
8
L34
K5+890右30m
1.0（直径）12.0（深度）
12.0
9
L35
K5+875右20m
10
L36
K6+000左50m
2.7
1.3
87年—93年
11
L37
不详
K6+030左40m
15m直径塌陷坑
8.0
12
L38
K6+000左30m
1.4
1.1
13
L43
K6+200
1.8
二、采空区处治目的
由于采空区地存在，使得地基承载力下降，不能满足公路路基荷载及正常使用地要求，故必须要对采空区进行处治。
采空区处治后，地基变形应满足公路工程对地基稳定性的要求，即：
经处治后的采空区，在公路施工和运营过程中，地基能有效地承受公路和车辆荷载，不产生破坏和影响公路工程正常使用的变形，保证公路安全营运。
三、主要施工方法及要求
1处治方法
我标段采空区主要为路基，根据设计给出地处治设计，采用井下巷道干浆砌片块石法和全充填压力注浆法来处治铝土矿采空区。
注浆法主要参数如下：
（1）围护带（B）：
路基B取值10米。
（2）注浆材料：
水泥、粉煤灰比固相比为1.5:
8.5。
（3）注浆压力：
终孔压力为1.0～1.5Mpa。
（4）充填率：
85～90%。
2处治方法
2.1处治方案的选取择
本标段采空区处治采用全充填压力注浆法。
即在地表施工钻孔，钻孔深度达到采空底板，将注浆管密封在煤矿采空区上覆岩层中，采用泥浆泵，将浆液注入煤矿采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙带中，浆液的结石体阻止上覆岩层及地表的进一步变形，从而达到治理采空区之目的。
浆液类型采用水泥粉煤灰浆。
此方案优点是：
施工简单、安全可靠、经济合理；
缺点是：
施工周期长，材料用量较大。
2.2采空区处治范围
处治长度是以采空塌陷区边界为起点所确定的长度，本标段段长度计为1300m。
处治宽度为围护边带外侧向两侧按岩体扩散角考虑所确定的边界宽度。
公式为：
L=D+2B+2（H1•ctgφ+H2•ctgβ）
式中：
L——处治宽度（m）；
D——路基宽度（24.5m）；
B——围护带（取值10m）；
H1——松散层厚度（m）；
H2——覆岩厚度（m）；
φ——松散层移动角，取值45º
；
β——采空区覆岩岩体扩散角，取值72º
采空区处治宽度为中心线两侧各25m。
2.3灌浆孔
灌浆孔分帷幕孔和注浆孔。
帷幕孔孔距为15m，注浆孔孔距为15m。
采空区灌浆孔的设计深度为地表至采空区底板以下1.0m。
孔口管注浆采用φ=50mm钢管，注浆管长度为地面之上1m至完整基岩下6.0m处的深度。
每百米孔斜不超过2°
。
2.4浆液配合比设计
注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:
1.5～1:
1.0。
水泥占固相的15%，粉煤灰占固相的85%。
帷幕孔根据具体情况，采用较稠的浆液或在浆液中掺加水泥重量的2%速凝剂，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。
路基工程处治标准及参数如下：
路基工程处治标准参数
项
目
水固比
材料重量配合比
结石率
（%）
充填率
注浆压力（MPa）
抗压强度（MPa）
水
水泥
粉煤灰
7天
28天
参
数
1:
78
85~90
1~2
0.26
1.03
1.2
8.33
85
0.34
1.10
2.5采空区注浆量设计
采空区剩余空洞体积指采空区治理范围内的采出煤层体积，扣除采空区因顶板冒落而已发生的变形。
考虑在注浆过程中浆液损失，注浆量按公式：
Q总=A·
ΔV·
η/c
A——浆液损耗系数，取值1.1；
ΔV——采空区剩余空隙体积（m3）；
η——浆液充填率，取值0.9~0.95；
C——浆液结石率，取值80~85%；
预计本标段13753m³
2.6工程量
（1）帷幕孔74个，注浆孔41个，钻孔总数115个，钻探总进尺2124m；
（2）浇铸注浆管：
水泥浆浇铸体积8.1m3，注浆管长度838m；
（3）注浆总量：
13753m3；
（4）浆液材料：
水为5743m3，水泥1037吨，粉煤灰5861吨，速凝剂10吨，砂或碎石8m3。
（5）检查孔3个，总深度55m。
3注浆工艺
3.1注浆系统
（1）注浆系统构成
注浆系统由料场、一级搅拌池（机）、二级搅拌池（机）、供水系统、注浆泵、压力表、封孔装置、注浆管道和投砂漏斗等组成。
（2）注浆系统配置要求
a）料场：
堆放材料的料场场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌机，使材料便于运输、搬运、要求设有防潮、防雨措施。
b）搅拌机：
要求能满足正常施工要求，搅拌后的浆液应均匀。
c）搅拌池：
修建的搅拌池应满足正常施工要求，池为圆柱体，中间设置搅拌机，使得搅拌后的浆液均匀。
d）水池：
制浆站应根据施工注浆总量需要，建立数个水池，以保证正常施工，水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。
e）注浆泵：
宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于200L/min，注浆泵压力应大于3Mpa。
f）压力表：
注浆用压力表最大指数应小于10MPa。
g）封孔装置：
采用50mm钢管注浆，在管子前端20～30cm处焊接一圆形法兰托盘（托盘直径120～130mm之间），下入孔内变径处。
h）注浆管：
采用50mm钢管，丝扣联接。
i）投砂漏斗：
附有筛网和球形阀，对于空洞较大部位投入适量的砂或石屑。
3.2施工工艺及要求
本工程施工工艺流程如下图：
定点
成孔及下套管
下注浆管、浇铸孔口管
灌浆
终止灌浆
观察注浆情况、抽样试验
（1）定点
注浆孔应用全站仪进行实地测量放样，钻孔实际位置原则上不应超过设计位置1.0m。
因受地形影响，钻孔不能放在设计位置时，可视具体情况在设计代表和工程监理的认可下予以调整。
（2）成孔工艺
钻孔均在地表施工。
用φ127mm钻头开孔，钻至完整基岩6m后，下入φ114mm套管或焊管护壁，然后变径为φ91mm。
在第四系卵、砾石层的钻探过程中采用跟管钻进。
（3）钻探技术要求
a、布置3~5%的钻孔进行全取芯，以便指导钻探和注浆施工。
对于全取芯孔，采空区冒落带部位岩芯采取率不应小于30%，其它部位岩芯采取率不应小于60%。
b、做好钻探原始记录和岩芯编录及拍照工作。
c、钻孔施工过程中如发现漏水、掉钻、埋钻等现象要详细记录其深度、层位和耗水量。
（4）注浆材料的配制
a、浆液配制应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。
b、原材料：
水用水表或定量容器计量；
水泥按袋或按定量容器（散装水泥）计量；
粉煤灰用定量容器计量，并要求用磅称抽查水泥、粉煤灰的数量。
c、制浆工艺如图：
d、搅拌过程：
每次搅拌时间不得少于3分钟。
（5）注浆工艺及其有关参数
a、施工顺序：
按采空区的倾斜方向，先施工采空区底板标高较低位置的注浆孔及构造物工点处的注浆孔，再沿倾斜方向由低向高、由边部向中心展开施工，钻孔分二序次进行。
b、注浆
注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法，注浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程中发生的各种现象，收集原始数据，并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。
注浆时，应避免在短时间内注入大量的水泥粉煤灰浆，当注浆量较大时，应采用间歇式注浆法施工，或在孔口加一漏斗状的投砂器，用浆液将砂或石屑带入孔内，或在浆液中加入水泥重量2%的速凝剂。
c、单孔注浆结束标准
在灌浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当泵量小于70L/min时，根据结构物类型和采空区特征，孔口压力在1.0～3.0MPa，稳定10～15分钟，可结束该孔的注浆施工。
d、注浆过程中若出现地表裂隙大量跑浆时，应采用间歇式注浆，或减小泵量及地表充填裂隙的措施，阻止浆液从地面大量流失。
（6）注浆技术要求
a、注浆及间歇注浆前必须用清水洗孔，压水时间不得小于10分钟。
b、稀浆灌注量取单孔注浆量的30%为宜。
四、工程质量检测
工程质量检测包括施工过程中的质量检测和施工结束后的工程质量检验。
1施工过程中的工程质量检验
施工技术人员必须掌握采空区处治工程的目的、加固原理、技术要求和质量评定标准等。
施工中应有专人负责质量控制和检测，并做好施工记录。
施工单位的自检。
原材料检验，包括水泥、粉煤灰、砂或细骨料的检验，原材料的出厂检验单、每批量的检验等。
每班对浆液配合比、浆液参数如结石率、粘度进行测试和试块制作。
施工监理单位的进行全方位的监督和管理，不定期进行抽监，对原材料用量、浆液各种指标和工艺等进行控制和管理。
业主和设计单位进行检查和现场指导。
检查施工单位是否严格按设计文件进行施工，对严重不符合设计或对工程存在危害的施工方法进行制止或下停工令，并对施工单位进行整改，加大管理力度。
质量保证体系框图：
2施工结束后工程质量检验和验收
采空区处治结束6个月后，进行采空区处治效果检验和评定。
检查孔位置一是考虑布置在有代表性的采空区位置，二是施工过程中出现异常情况的部位，三是在重要结构物特别是桥墩台下采空区布设检查孔。
检查孔的数量不小于处治钻孔数的2%。
检验方法有钻探、物探
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