采空區(qū)鉆孔注漿施工工法于

采空區(qū)鉆孔注漿施工工法中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限企業(yè)于占雙羅瑩滿學(xué)坤一、序言伴隨地下工程和地基基礎(chǔ)工程技術(shù)日新月異的進(jìn)展，越來(lái)越多的工程實(shí)踐證明：注漿工藝的應(yīng)用，在工程地質(zhì)和水文地質(zhì)較復(fù)雜的地下工程和地基基礎(chǔ)工程中已成為保證工程質(zhì)量和安全的經(jīng)濟(jì)而有效的新型技術(shù)。本局處承建的祁臨高速公路十二標(biāo)段，采空區(qū)處治工程中有注漿孔274個(gè)，孔深在100～150m之間，合計(jì)鉆孔33288m。在施工實(shí)踐中，通過(guò)探索試驗(yàn)，分析研究，歸納總結(jié)形成本工法。二、工法特點(diǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)便靈活施工占用空間小，對(duì)交通影響小，對(duì)市政環(huán)境影響小工期短、見(jiàn)效快，合用范圍廣加固深度易于控制三、合用范圍本工法合用于埋層較深的地下溶洞、煤礦采空區(qū)、井下巷道及市區(qū)內(nèi)地下洞室的回填加固施工。四、施工工藝（一）、工藝原理本工法是運(yùn)用深孔鉆機(jī)成孔，下注漿管，然后澆筑孔口管。先進(jìn)行周圍帷幕孔注漿再進(jìn)行注漿孔注漿，漿液在壓力作用下，進(jìn)入土體，充填土體中的空隙，假如土體中有空穴（如采空區(qū)、巷道等），那么漿液就會(huì)充填固結(jié)起到加固作用。由于漿液的充填在壓力作用下擴(kuò)散前進(jìn)，對(duì)周圍的土體同步產(chǎn)生擠密效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)，使土體的孔隙比減少。工藝流程1、鉆孔施工工藝流程（見(jiàn)圖1）2、澆鑄孔口管施工工藝流程（見(jiàn)圖2）3、帷幕孔注漿施工工藝流程（見(jiàn)圖3）4、注漿孔注漿施工工藝流程（見(jiàn)圖4）質(zhì)量檢查施工工藝框圖（見(jiàn)圖5）施工要點(diǎn)：1、施工準(zhǔn)備：搞好“三通一平，建立注漿站，清理施工現(xiàn)場(chǎng)。鉆孔注漿設(shè)備及施工人員，注漿材料進(jìn)場(chǎng)。2、鉆孔：首先按設(shè)計(jì)圖紙上的孔位坐標(biāo)，用GTS711全站儀逐孔測(cè)量放線，木樁紅布標(biāo)識(shí)，規(guī)定誤差不不小于1m。采用1000型釬孔錘鉆機(jī)和300型鉆機(jī)鉆進(jìn)。開(kāi)孔采用130鉆頭，當(dāng)穿過(guò)松散土層，進(jìn)入好圍巖2～3m后下φ127套管，換110鉆頭鉆進(jìn)。3、孔深到達(dá)設(shè)計(jì)深度后提鉆桿，下注漿管，注漿管外露長(zhǎng)度在0.5～1m左右。4、澆筑孔口管：澆筑孔口管的水泥應(yīng)摻速凝劑，以縮短鉆孔和注漿工序時(shí)間。孔口管的注漿高度要到達(dá)4～6m。5、帷幕孔注漿：首先，根據(jù)帷幕孔成孔過(guò)程中的巖芯破碎程度、孔內(nèi)循環(huán)液的漏失量及鉆進(jìn)過(guò)程的掉鉆、卡鉆等現(xiàn)象，判斷孔內(nèi)采空區(qū)空洞、孔隙的大小，以選擇確定灌注漿液（即水泥粉煤灰砂漿）的類型，并對(duì)帷幕孔進(jìn)行單孔灌漿設(shè)計(jì)（包括材料、配合比、灌漿工藝、灌漿量等）。當(dāng)?shù)叵虏煽諈^(qū)空隙較小時(shí)，可用水灰比為1：1.8的水泥粉煤灰漿。其中Ⅳ（1）區(qū)水泥占固相的77%，粉煤灰占固相的23%；Ⅳ（2）區(qū)水泥占固相的20%，粉煤灰占固相的80%，制漿材料中增添水泥重量1-2%的速凝劑。當(dāng)?shù)叵虏煽諈^(qū)空隙較大時(shí)，可用水泥粉煤灰砂漿實(shí)行灌注，其砂漿流度應(yīng)在130～200mm之間，砂漿強(qiáng)度等級(jí)設(shè)定為M15。對(duì)于灌漿量較大的帷幕孔，采用低壓稠漿小泵量多間歇的措施灌注，以工藝控制灌漿量，到達(dá)最佳的灌漿效果，防止?jié){液過(guò)量流失到非注漿部位或地段。6、注漿孔注漿：注漿孔灌漿前，根據(jù)注漿孔成孔過(guò)程中提供的工程地質(zhì)信息（巖芯破碎程度、循環(huán)液漏失量、掉鉆等現(xiàn)象）進(jìn)行單孔灌漿設(shè)計(jì)（包括漿液配合比、灌漿量等），采用水泥粉煤灰漿液一次灌漿結(jié)束的施工方案。對(duì)于單孔灌漿量較大的注漿孔，可采用稠漿多間歇的注漿方案，并適時(shí)在孔內(nèi)投入骨料（如砂子等）。水泥粉煤灰漿可用BW-250/50型泥漿泵，通過(guò)注漿管路注入采空區(qū)。7、質(zhì)量檢查：在灌漿施工結(jié)束6個(gè)月后，進(jìn)行灌漿質(zhì)量的檢測(cè)工作。檢測(cè)位置由監(jiān)理工程現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)灌漿施工實(shí)際詳細(xì)確定。檢查孔按灌漿孔總數(shù)的3-5%來(lái)控制，并經(jīng)監(jiān)理工程師同意后選擇一孔用波速測(cè)井法進(jìn)行鉆探檢測(cè)，規(guī)定波速不小于160m/s。五、關(guān)鍵技術(shù)為了有效地控制漿液凝固時(shí)間，速凝劑和其他添加劑先加在一級(jí)攪拌池的粉煤灰漿攪拌池中，以克服加入混合池中后，產(chǎn)生漿液提前凝固的失控現(xiàn)象。若發(fā)生因澆筑孔口管止?jié){不好或孔附近裂隙（縫）發(fā)育而引起的注漿孔周圍的冒漿現(xiàn)象，宜先采用低壓小流量間歇灌注，不奏效時(shí)，應(yīng)重新澆筑孔口管，以獲得單孔灌漿質(zhì)量的最佳效果?？紤]到Ⅳ（1）、Ⅳ（2）區(qū)灌漿漿液的配合比不一樣樣，故在本協(xié)議段注漿站修建二級(jí)攪拌池二個(gè)，保證不一樣配比漿液的同步造漿灌注，加緊施工進(jìn)度。受注段過(guò)長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)減少封孔高度至裂隙帶上部，不可按原則高度封孔，同步鉆孔變徑點(diǎn)應(yīng)減少。單孔初灌前，必須進(jìn)行注水試驗(yàn)，首先起到洗孔作用，以保證多種空洞裂隙貫穿；另首先判斷單孔可灌性，確定初始漿液配合比。每個(gè)鉆孔完畢后，經(jīng)注水試驗(yàn)和洗孔，再進(jìn)行單孔灌注設(shè)計(jì)，根據(jù)單孔鑒定空洞帶塌陷冒落帶、裂隙帶的高度及狀態(tài)，確定漿液配合比、灌漿量；確定分序次的灌注措施和灌注壓力。一般灌漿孔多采用孔口封閉灌漿法，帷幕孔和膠結(jié)孔（隧道以上）采用自下而上灌漿法，單孔灌兩層采用自上而下灌注法，當(dāng)采用后一種措施時(shí)，注漿管下至受注層（冒落帶），注漿管下部1m用花管，管頭封死。當(dāng)灌注到達(dá)規(guī)定后，拔起1m再灌，依此類推。深層封孔裝置采用橡膠球形閥，冒落帶灌完后采使用方法蘭盤(pán)封口。帷幕注漿時(shí)，如空洞或冒落帶的空隙較大，合適灌一部分石屑，但不能超過(guò)空洞高度的三分之二，然后灌石屑“混凝土”（指不振搗混凝土）或水灰比不小于1：1.8的稠漿。對(duì)隧道洞身以上采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)灌漿時(shí)，為保證冒落物在受注膠結(jié)后的整體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定（5-8Mpa），同步保證隧道開(kāi)挖時(shí)洞頂不漏漿漏水，保證隧道圍巖類別不因采空區(qū)處治效果不好而大幅度下降，保證充填率90%以上，灌漿壓力必須在3-4Mpa以上。保證漿液（或不振搗混凝土）不因自重而離析的措施。當(dāng)?shù)貙铀?，無(wú)明顯孔洞時(shí)，以注漿為主。在搞好封孔裝置的前提下，先灌水，后注稀漿，保證灌注管路全過(guò)程無(wú)空氣時(shí)，再注入正常漿液，中間因灌注泵與流動(dòng)配合不妥等原因出現(xiàn)空氣進(jìn)入時(shí)，要用孔口的排氣閥及時(shí)處理。當(dāng)?shù)叵驴斩摧^大時(shí)，要先灌某些石屑，同步把灌漿管頭封死，采用花管灌注，故意識(shí)地減少流動(dòng)速度，使之與灌漿泵的輸出量相匹配。在深層還原環(huán)境下，漿液和“混凝土”的凝固結(jié)石狀態(tài)與地面氧化環(huán)境下的狀態(tài)差異非常大，幾乎沒(méi)有任何比較性，因此，要根據(jù)地下水溫狀態(tài)調(diào)整水泥用量，合理增長(zhǎng)速凝劑和其他添加劑，估計(jì)地下漿液凝固時(shí)間，保證結(jié)石率和結(jié)石強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，為進(jìn)行質(zhì)量控制打好基礎(chǔ)。六、機(jī)具設(shè)備（見(jiàn)下表）機(jī)具設(shè)備設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量空壓機(jī)20m3臺(tái)4鉆機(jī)300型臺(tái)10鉆機(jī)150-Ⅱ型臺(tái)5釬孔鉆機(jī)1000型臺(tái)5灌注泵TL98-1型臺(tái)2灌漿泵BW-250/50臺(tái)4發(fā)電機(jī)200KV臺(tái)2東風(fēng)自卸車8T臺(tái)6七、勞動(dòng)組織鉆孔勞動(dòng)組織安全員1人質(zhì)檢員1人空壓機(jī)2人電工1人鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)40人力工80人汽車司機(jī)4人注漿班勞動(dòng)組織安全員1人質(zhì)檢員1人汽車司機(jī)4人注漿泵機(jī)長(zhǎng)4人力工20人以上人員分兩班作業(yè)，每班工作12小時(shí)。八、質(zhì)保措施1、組織措施：建立健全項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)量檢查工程師參與的項(xiàng)目質(zhì)量管理體系，制定詳細(xì)的質(zhì)量管理責(zé)任制，明確各級(jí)責(zé)任。認(rèn)真執(zhí)行三檢制，堅(jiān)持三不放過(guò)，把質(zhì)量隱患消滅在萌芽狀態(tài)。2、技術(shù)措施：嚴(yán)格技術(shù)檢測(cè)制度，杜絕消滅不合格設(shè)備及原材料進(jìn)場(chǎng)。建立工地試驗(yàn)室，配齊試驗(yàn)設(shè)備及儀器，完備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段。強(qiáng)制工程質(zhì)量自檢。九、安全措施1、對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部位必須安裝防護(hù)罩，高空作業(yè)人員必須配置安全帶，施工人員必須配戴安全帽。2、安全員及特種崗位人員必須持證上崗。3、加強(qiáng)安全教育，使每個(gè)職工都牢固樹(shù)立“安全第一、防止為主”的思想。4、危險(xiǎn)設(shè)備及場(chǎng)地設(shè)置圍欄，并掛明顯警示牌。5、對(duì)易燃易爆物品設(shè)專人管理，并配置足夠的消防設(shè)備。十、效益分析本工法施工工藝有效，