公路采空区治理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种公路采空区治理方法，属于公路地质灾害技术领域，特别设及到 公路下伏大空洞及充水采空区的治理方法。
【背景技术】
[0002] 在采空区的治理中经常遇到采空区空洞较大的情况，采用传统的注浆治理方法就 显得无能为力了。通常设计中，帷幕孔间距过大，起不到帷幕的作用，通用的浆液过稀，当浆 液注到受注体所在位置时，浆液扩散方向理论上向四面八方扩散，在空洞较大时，浆液会像 流水一样优先向较低地势流动，如果浆液得不到帷幕的阻挡，会一直向四面八方流动，在该 种情况下，要想注满一个孔是非常困难的，因此现行的浆液材料对大空洞的采空区不适用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一套采空区治理工艺，该工艺从开孔要求、注浆材料、终止注 浆条件等方面进行改进，能够很好的解决传统注浆工艺的不足，能够极大的减少人力、物力 的投入，提高经济效益。
[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的： 一种公路采空区治理方法，包括如下步骤： (1) 定点成孔 采用全站仪按照设计钻孔的坐标进行实地测量放样，钻孔实际位置误差不超过0. 5m， 因地形、地物的影响不能放样时，调整后的钻孔位置偏离距离不大于3m; (2) 判别灌浆孔类型及诱筑孔口管 根据钻进情况综合判别确定灌浆孔类别，钻探过程中出现掉钻大于0. 5m的情况时，确 定该孔为灌类抢孔；钻探过程中出现掉钻小于0. 5m的情况时确定为注浆孔； 诱筑孔口管采用套管做为灌抢管及注浆管，用素水泥浆液诱筑，地面端口处焊接法兰 用W链接灌抢及灌浆设备； (3) 灌注类抢 配制类抢揽拌装置参照《普通混凝±配合比设计规程》JG巧5-2011，配制适宜累送的类 抢进行累送压力充填采空区空洞；施工时，累送类抢膏状体对采空区空洞填充及对充水空 洞进行挤压排水置换充填； (4) 终止灌注类抢 在灌注类抢的末期，累压会逐渐升高，当孔口管处限压阀自动打开时，停止灌注类抢； (5) 压力注浆 灌注类抢结束后，对已经判定为注浆孔的钻孔进行压力注浆施工； 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 附近的注浆孔，再沿倾斜方向由低到高、由边部到中屯、展开施工； 压力注浆：注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法；稀浆灌注量为单孔注浆量的50% ; 注浆过程中若出现地表裂缝大量跑浆时，采用间歇式注浆或减小注浆压力，阻止浆液 从地面大量流失； (6)终止注浆 在注浆孔的注浆末期，累压逐渐升高，当累量小于70L/min时，根据构筑物类型和采空 区特征，孔口压力稳定在1. 0~3.OMPa，持续15分钟时，结束注浆施工。
[0005] 该方法可W较好地治理公路下伏大空洞及充水采空区，首先克服了大空洞充水采 空区该一治理难题，该方法利用类抢可W有效充填大空洞采空区，利用水泥粉煤灰浆液可 W进行裂隙注浆，从而实现综合治理公路采空区的目的；其次克服了帷幕有困难的地段的 采空区治理工程难题。该治理方法针对性强，造价低廉，变废为宝，安全环保，具有良好的社 会效益和可观的经济效益。
【附图说明】
[0006] 图1是采空区治理工艺图。
【具体实施方式】
[0007] 下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0008] -种公路采空区治理方法，如图1所示，包括如下步骤： (1)定点成孔 采用全站仪按照设计钻孔的坐标进行实地测量放样，钻孔实际位置误差原则上不超过 0. 5m，因地形、地物的影响不能放样时，需经设计代表及总监理工程师确认W后予W调整且 调整后的钻孔位置偏离距离不宜大于3m。
[0009]钻孔均在地表施工，采用巫146mm钻头开孔，钻至完整基岩6m后下〇 140mm套管 护壁，然后变径巫133mm，钻至煤层底板W下Im。
[0010] (2)判别灌浆孔类型及诱筑孔口管 根据钻进情况综合判别确定灌浆孔类别，钻探过程中出现掉钻大于0. 5m的情况时，确 定该孔为灌类抢孔；钻探过程中出现掉钻小于0. 5m的情况时确定为注浆孔。
[0011] 诱筑孔口管采用套管做为灌抢管及注浆管，用素水泥浆液诱筑，地面端口处焊接 法兰用W链接灌抢及灌浆设备。
[001引 （3)灌注类抢 类抢原材料；矿渣娃酸盐水泥、粉煤灰、中砂、煤杆石及高效减水剂并随机抽查类抢膏 状物的各项指标，包括巧落度、结石体强度等。施工时应先累送类抢膏状体对采空区空洞填 充及对充水空洞进行挤压排水置换充填。煤杆石最大粒径应小于40mm。
[0013]配制类抢揽拌装置参照《普通混凝±配合比设计规程》JG巧5-2011，配制适宜累送 的类抢进行累送压力充填采空区空洞。
[0014] (4)终止灌注类抢 在灌注类抢的末期，累压会逐渐升高，当孔口管处限压阀自动打开时，停止灌注类抢。 根据构筑物类型确定限压阀的压力大小，限压阀压力大小在3. 0~6.OMPa。
[001引 （5)压力注浆 灌注类抢结束后，对已经判定为注浆孔的钻孔进行压力注浆施工。
[0016] 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 造物附近的注浆孔，再沿倾斜方向由低到高、由边部到中屯、展开施工； 压力注浆；注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法，注浆开始后应派专人负责实时观察记 录累压及吸浆量，根据实际情况及时调整注浆量及注浆浓度，稀浆灌注量宜为单孔注浆量 的 50〇/〇 ; 注浆过程中若出现地表裂缝大量跑浆时，应采用间歇式注浆或减小注浆压力，阻止浆 液从地面大量流失。
[0017] (6)终止注浆 在注浆孔的注浆末期，累压逐渐升高，当累量小于70L/min时，根据构筑物类型和采空 区特征，孔口压力稳定在1. 0~3.OMPa，持续15分钟时，结束注浆施工。
[0018] 上述方法步骤（3)中类抢，即类混凝±充填材料，如下： 1、原材料选择 (1)、综合考虑山西省本地材料取材方便，经济成本W及对环境的保护价值，选用粉煤 灰、煤杆石作为类混凝±的主要构成材料，变废为宝，实现资源的循环利用；选用5~20mm粒 径的煤杆石，构成类混凝±的骨架结构，形成有效的强度支撑；选用粉煤灰及中砂作为配 料，填充了煤杆石所形成骨架间的空隙，整体形成级配合理的混合料，不仅能形成一定强度 的混凝±，还能满足密实度的要求；并且最终形成的类混凝±可^满足累送的传输需求，能 较便捷的填充采空区。
[0019] 2、材料配比及强度试验 材料粒径见表1 ; 表1材料名称及粒径（mm)
【主权项】
1. 一种公路采空区治理方法，其特征在于：包括如下步骤： (1) 定点成孔 采用全站仪按照设计钻孔的坐标进行实地测量放样，钻孔实际位置误差不超过0. 5m， 因地形、地物的影响不能放样时，调整后的钻孔位置偏离距离不大于3m; (2) 判别灌浆孔类型及浇筑孔口管 根据钻进情况综合判别确定灌浆孔类别，钻探过程中出现掉钻大于〇. 5m的情况时，确 定该孔为灌类砼孔；钻探过程中出现掉钻小于0. 5m的情况时确定为注浆孔； 浇筑孔口管采用套管做为灌砼管及注浆管，用素水泥浆液浇筑，地面端口处焊接法兰 用以链接灌砼及灌浆设备； (3) 灌注类砼 配制适宜泵送的类砼进行充填采空区空洞；施工时，泵送类砼膏状体对采空区空洞填 充及对充水空洞进行挤压排水置换充填； (4) 终止灌注类砼 在灌注类砼的末期，泵压会逐渐升高，当孔口管处限压阀自动打开时，停止灌注类砼； (5) 压力注浆 灌注类砼结束后，对已经判定为注浆孔的钻孔进行压力注浆施工； 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 附近的注浆孔，再沿倾斜方向由低到高、由边部到中心展开施工； 压力注浆：注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法；稀浆灌注量为单孔注浆量的50% ; 注浆过程中若出现地表裂缝大量跑浆时，采用间歇式注浆或减小注浆压力，阻止浆液 从地面大量流失； (6) 终止注浆 在注浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当泵量小于70L/min时，根据构筑物类型和采空 区特征，孔口压力稳定在I. 〇~3.OMPa，持续15分钟时，结束注浆施工。
2. 根据权利要求1所述的公路采空区治理方法，其特征在于：步骤（1)中，钻孔均在 地表施工，采用? 146mm钻头开孔，钻至完整基岩6m后下? 140mm套管护壁，然后变径 ①133mm，钻至煤层底板以下lm。
3. 根据权利要求1或2所述的公路采空区治理方法，其特征在于：步骤（4)中，根据构 筑物类型确定限压阀的压力大小，限压阀压力大小在3. 0~6.OMPa。
4. 根据权利要求1所述的公路采空区治理方法，其特征在于：步骤（3)中，类砼包括 32. 5级矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰、中砂和煤矸石，重量比如下： 水：水泥：粉煤灰：中砂：煤矸石=12.4:3.2~3.7:12.05~13.8:12.05~14.1:60.3~67.8。
5. 根据权利要求4所述的公路采空区治理方法，其特征在于：所述粉煤灰的粒径为 0? 005~0. 25mm，所述中砂的粒径为0? 25~0. 5mm，所述煤矸石的粒径为5~20mm。
【专利摘要】本发明涉及一种公路采空区治理方法，属于公路地质灾害技术领域，特别涉及到公路下伏大空洞及充水采空区的治理方法。其步骤如下：（1）定位成孔；（2）判别灌浆孔类型及浇筑孔口管；（3）灌注类砼；（4）终止灌注类砼；（5）压力注浆；（6）注浆结束。该方法特别适用于矿层开采后覆岩剩余变形较大或大量充水的公路采空区。
【IPC分类】E02D3-08
【公开号】CN104762950
【申请号】CN201510159644
【发明人】魏义强, 武军, 吴天军, 郝卫国, 苏培仁, 隋来才, 张晓 , 杨振江
【申请人】山西交科岩土工程有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月7日