詳細(xì)信息采空區(qū)地面塌陷回填注漿區(qū)域治理設(shè)計(jì)
(一)采空區(qū)地面塌陷回填注漿區(qū)域治理
采空區(qū)的處理方法主要有灌漿法和非灌漿法。其中，非灌漿法主要包括干砌石法、漿砌石法、開挖回填法和跨橋法。
灌漿法體系將灌漿材料注入采空區(qū)地基土顆粒、土層界面或巖層空隙或冒落區(qū)的空隙中，以增加其強(qiáng)度或降低其硬化后的滲透性。
干砌石法是用碎石回填并建造采礦后形成的空腔，砌體與空腔的頂板緊密接觸，使樁能支撐住頂板，從而保證采空區(qū)上方覆巖的穩(wěn)定性。該法主要適用于采空區(qū)，煤層開采后空間大、塌陷不完全，應(yīng)具備良好的通風(fēng)、便于人工操作、材料運(yùn)輸?shù)炔煽諈^(qū)的施工條件。
砂漿砌筑法的適用條件與干砌石法基本相同，不同之處在于要求堆放的物體具有較高的整體強(qiáng)度。
開挖回填法是先開挖淺采空區(qū)，然后用干砌石或漿砌石回填。
橋跨法是以以橋，的形式跨越采空區(qū)的不穩(wěn)定地段，橋梁的橋墩和橋臺應(yīng)處于穩(wěn)定的巖體中。該方法主要適用于采空區(qū)煤層開采規(guī)模小、開采深度在幾米至幾十米的地區(qū)。
選擇治理方法的主要條件
在選擇采空區(qū)的治理方法時(shí)，應(yīng)考慮以下主要條件、采空區(qū)，的特點(diǎn)、項(xiàng)目的重要性和建設(shè)條件。
例如，淺采空區(qū)可以通過挖掘和回填來處理。對于采空區(qū)的一般工程，可采用水泥和粉煤灰灌漿法主要用于充填，且水泥用量不得超過20%;重要工程的下臥采空區(qū)段應(yīng)采用水泥漿進(jìn)行處理，主要用于地基加固或水泥含量大于50%的水泥粉煤灰砂漿。當(dāng)注漿能引起地下水位變化時(shí)，會給鄰近礦井的生產(chǎn)帶來危害等。選擇方法時(shí)，應(yīng)綜合考慮盡量減少對周圍環(huán)境的危害。
(二)采空區(qū)地面塌陷回填注漿區(qū)域治理設(shè)計(jì)
1.治理設(shè)計(jì)的原則
設(shè)計(jì)前應(yīng)對調(diào)查報(bào)告進(jìn)行詳細(xì)研究。
根據(jù)采空區(qū)，的形成時(shí)間、埋深、采空區(qū)厚度、采礦方法、頂板或覆蓋層巖性及其力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件，選擇處理方案或方法。
施工前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，并按設(shè)計(jì)灌漿孔總數(shù)的5%-10%進(jìn)行現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)，包括灌漿比例、成孔工藝、灌漿施工工藝、灌漿設(shè)備等。
在分析總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。
2.不同設(shè)計(jì)階段的要求：
在可行性研究的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)盡可能避開采空區(qū)，尤其重要的建筑不應(yīng)在采空區(qū)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)。如果不能完全避開，采空區(qū)，的范圍越小越好。
在初步設(shè)計(jì)階段，灌漿材料、漿液類型、成孔工藝、灌漿工藝等問題。并據(jù)此進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，提出******設(shè)計(jì)方案。
在施工圖設(shè)計(jì)階段，確定灌漿材料和灌漿類型，設(shè)計(jì)灌漿孔的位置、結(jié)構(gòu)、孔深和相應(yīng)的灌漿量，設(shè)計(jì)灌漿方法、成孔工藝和灌漿施工工藝，并據(jù)此提出采空區(qū)治理的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和工程預(yù)算。
3.采空區(qū)灌漿處理的范圍
灌漿范圍與采空區(qū)，埋深分布、上覆巖性和工程類型(開挖和填方)有關(guān)。采空區(qū)處理的長度和寬度應(yīng)考慮覆蓋層移動角影響范圍內(nèi)的處理范圍。采空區(qū)處理的深度原則上是煤層底板以下3米。
4、灌漿材料
水：應(yīng)滿足攪拌混凝土的用水要求，其酸堿度應(yīng)大于4。
水泥：水泥等***不應(yīng)低于325，礦渣水泥應(yīng)優(yōu)先考慮，其次是普通硅酸鹽水泥或其他類型的水泥。如果采空區(qū)的水對漿液結(jié)石體有強(qiáng)至中等的衰變，應(yīng)使用耐硫酸水泥。
粉煤灰：應(yīng)符合國家二、三***質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
粘土：可塑性指數(shù)不應(yīng)小于14，粘土含量(粒徑小于0.05毫米)不應(yīng)小于25%，砂含量不應(yīng)大于3%。
骨料：砂應(yīng)為硬天然砂或人工砂，粒徑不大于2.5毫米，有機(jī)物含量不大于3%。石屑或礦渣的***大粒徑與溶洞、洞穴和裂隙的寬度有關(guān)。一般來說，它不應(yīng)大于1.0厘米，有機(jī)含量不應(yīng)大于3%。
外加劑技術(shù)指標(biāo)要求：水玻璃模數(shù)應(yīng)為2.4~3.0，且濃度應(yīng)為30 ~ 45波美度。
5、灌漿鉆孔
鉆孔的布置、灌漿孔的排距和孔距通常由現(xiàn)場試驗(yàn)確定。當(dāng)試驗(yàn)無法進(jìn)行時(shí)，宜根據(jù)采礦方法、覆巖結(jié)構(gòu)和巖性、回采率、頂板管理方法以及冒落帶和斷層帶的裂隙與裂隙之間的連通性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行設(shè)計(jì)。
注漿孔和帷幕孔排距和孔距經(jīng)驗(yàn)值一覽表
鉆井結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求
孔深：灌漿孔或帷幕孔應(yīng)鉆至采空區(qū)(或煤層)地面以下3米處。
孔徑：鉆?**拙隊(duì)刂圃?30至150毫米之間，***終?**拙恫揮π∮?1毫米。
變徑位置：灌漿孔和帷幕孔在完整基巖8 ~ 10米處應(yīng)為進(jìn)入變徑。
取芯孔：取芯孔數(shù)量為灌漿孔和帷幕孔總數(shù)的3% ~ 5%，采空區(qū)取芯率不低于30%，其他地方取芯率不低于60%。
鉆孔傾角測量：鉆孔傾角測量每50m進(jìn)行一次，鉆孔傾角不超過每100米2。
注漿管直徑：選用直徑不小于50毫米或127毫米的鋼管。當(dāng)需要骨料時(shí)，管道直徑不得小于89毫米。
6.泥漿停止要求
采空區(qū)，只有一個(gè)煤層，可以一次完成停漿。宜采用類似于法蘭盤或法堵漿塞、套管等的簡易堵漿法。水泥漿的灌漿高度不得小于8m。
為了控制兩個(gè)以上煤層的采空區(qū)，灌漿和鉆孔應(yīng)完成兩次以上。下行法，應(yīng)使用套管灌漿停止灌漿，上行(法)應(yīng)使用灌漿塞停止灌漿。
下行段灌漿應(yīng)使用套管停止灌漿。
法廣場：孔徑整個(gè)基巖進(jìn)入為8m，澆注0.5: 1 (1: 2)或更厚水玻璃的水泥漿。水泥漿柱高度不小于8m，然后下入止?jié){管(即擋墻管、?**詮芎妥⒔?。水泥漿***終凝固后或24小時(shí)后，直徑應(yīng)減小并鉆至***一煤層采空區(qū)的設(shè)計(jì)深度。灌漿可通過在?**詮萇習(xí)滄叭蜆嘟芾唇�。该段灌浆完成后，应灾]嘟?**終凝固后，掃孔并鉆至***二灌漿段的深度。灌漿和掃孔重復(fù)多次，直到***低采空區(qū)的灌漿完成。
為控制多層采空區(qū)，宜采用自上而下(以下簡稱向下)分段灌漿法本方法簡單易操作，工程質(zhì)量好。其缺點(diǎn)是建設(shè)周期長。
分段向上灌漿的法應(yīng)使用止?jié){器停止灌漿。這個(gè)法要求灌漿塞放置在裂縫未發(fā)育的完整基巖下。多層采空破碎帶裂隙發(fā)育，不適合法。
7.灌漿和相關(guān)參數(shù)
泥漿與泥漿濃度的比例應(yīng)由稀到密，并逐步采用5:1、3: 1、2: 1、1: 1、0.8: 1、0.7: 1和0.6: 1等7個(gè)濃度比水平。當(dāng)然，根據(jù)項(xiàng)目目的和施工現(xiàn)場的具體情況，可以選擇三個(gè)或四個(gè)集中度。當(dāng)采空區(qū)充滿水時(shí)，應(yīng)采用3或4個(gè)更高濃度的濃度比。
灌漿壓力是控制灌漿質(zhì)量、提高灌漿***率的重要因素。端壓與采空裂隙帶的間距、裂隙的大小或數(shù)量、水文地質(zhì)和工程性質(zhì)條件等有關(guān)。一般在現(xiàn)場灌漿試驗(yàn)后確定。一般情況下，孔板壓力用于控制工程質(zhì)量。應(yīng)先確定注漿壓力值，該值可隨注漿深度的增加而增加，取地下水靜水壓的1.5 ~ 2倍，然后估算?**諮沽χ怠?/span>
在吸漿結(jié)束時(shí)，采空區(qū)的輸煤系統(tǒng)使用小于20L/min，交通系統(tǒng)使用小于50L/min的注漿量。一般來說，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值(端壓)時(shí)，端吸量越小，工程質(zhì)量越好。
由于漿體石體的強(qiáng)度，采空區(qū)處理宜采用水泥粉煤灰漿。當(dāng)采空區(qū)公路路基穩(wěn)定性要求較高時(shí)，應(yīng)選用純水泥漿
m——采空區(qū)煤層厚度(米)。
V-采空區(qū)剩余空隙率：即煤層開采后，原空隙被坍塌的冒落石塊充填后的剩余空隙，其值在0.2-1之間。
k-煤層回收率。一般來說，是通過實(shí)際的采礦調(diào)查來確定的。
a--總注漿漿液損失系數(shù)，取值在1.0 ~ 1.5之間。
n-注漿充填系數(shù)，取值在0.75 ~ 0.95之間。該值應(yīng)根據(jù)公路工程的性質(zhì)確定，路基范圍內(nèi)的采空區(qū)值應(yīng)在0.75至0.85之間。對于結(jié)構(gòu)范圍，采空區(qū)值介于0.85和0.95之間。
c--漿石率，取值在0.7 ~ 0.95之間。通常由測試決定。
8.法，質(zhì)量檢查和評價(jià)黨
檢查法的灌漿***果有：
鉆檢查孔進(jìn)行水壓(抽水)試驗(yàn)
巖心無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
灌漿前后的物探法檢測
灌漿前后地面沉降觀測
一般來說，檢查孔應(yīng)在灌漿達(dá)到***終凝固后鉆孔，應(yīng)進(jìn)行取芯并進(jìn)行水壓試驗(yàn)。如果滲漏較大，應(yīng)補(bǔ)充灌漿。
檢查孔宜是否安排在以下部分：
地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)，如巖石破碎、洞穴或構(gòu)造破碎帶，或單位吸水量大的地區(qū);
灌漿施工實(shí)踐的結(jié)果與設(shè)計(jì)相差很大。
在灌漿過程中，出現(xiàn)了灌漿質(zhì)量差的事故或路段。
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