稳, 产生地面的不均匀变形; % 采空区的埋深在拟
建建筑物地基附加应力影响深度范围内, 建筑物荷
载可能引起地下老采空区的

活化

 

[ 5]

。可见 该场

地地基稳定性较差, 为保证工程安全, 有必要对场
地的采空 区进 行地 基加 固处 理, 彻底 消除 采空 区

活化

  的潜在威胁。

3

采空区加固注浆施工工艺

针对本工程地质问题特点, 抓住重点和关键环

节, 采用注浆施工技术对威胁场地地基稳定性的地
质条件进 行加 固治 理。按 照岩 土层受 力扩 散角 计
算, 取土层厚度为 8m, 扩散角 40∀, 岩层厚度 38m,
扩散 角 为 65∀, 通 过 计 算 治 理 宽 度 为 基 础 外 侧

27 25m, 本工程设计采用 30m 外扩治理宽度。该场

地沿煤层走向和倾向按方格网 15m & 15m 设计 64 个
钻孔进行注浆加固, 基本地层柱状图情况见图 1。

采空区充填注浆技术是利用 注浆泵为动力 源,

把具有充填胶结性能的浆液, 通过注浆管路和止浆
系统注入采空区内, 以达到充填采空区, 控制上覆
岩层移动和地表变形的目的。采空区充填注浆按照
适用条件可分为全充填注浆和半充填注浆。全充填
注浆是对上覆岩层稳定性要求较高或岩层本身强度
较低的情 况下, 采用合 适的、成本较 低的 注浆 材
料, 使处理的采空区和上覆岩层的裂隙得到充分充
填; 半充填注浆是在确定处理的采空区范围内, 进
行局部的有效充填, 且同时达到控制上覆岩层移动
和地表变形的目的。

3 1

钻孔施工工艺

图 1 地层柱状图

本工程采空区充填注浆钻孔采用 146mm 钻头

开孔, 进入完整基岩后下入 110mm 的套管, 用水
灰比为 0 8∋1 的水泥浆固 结套管, 待 水泥凝固后,
用 89mm 钻头向下钻进, 直到发生漏浆落钻现象,
即进入冒落带或采空区, 继续钻进至 3 煤底板 1~
2m 后终孔, 如果钻孔落在保护煤柱上, 则钻到相应
层位, 取芯确认终孔位置。

在地面施工钻孔, 钻至采空区塌陷区底板以下

( 一 般 钻 至 底 板 以 下 1 ~ 2m ) , 然 后 将 一 端 带 有

105mm 法兰托盘的 42mm 注浆管下入孔内变径处,

将注浆管密封于采空区塌陷区上覆岩层中, 通过注
浆泵、注浆管将水泥粉煤灰浆液注入采空区及其上
覆岩层裂隙中。其施工工艺见图 2。

图 2 注浆工艺流程

3 2

注浆工艺

注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法, 制浆工艺

见图 3。注浆开始后, 要定期观测注浆泵的吸浆量
和泵压, 记录注浆过程中发生的各种现象, 并根据
实际情况及时调整注浆量和浆液配合比。在注浆过

程中, 当孔口管压力升至 1 0MPa 以上, 泵量小于

50L min, 稳定 10~ 15min 时, 可结束该孔的注浆施

工。其主要技术要求为: 注浆过程中, 若出现地表

裂缝跑浆时, 应采用间歇式注浆, 或减小泵量及地
表充填裂隙的措施, 防止浆液从地表大量流失, 间
歇时间控制 在 4~ 12h 内; 注浆前及间歇后再次注
浆前必须用清 水洗孔, 压水时 间不得 小于 10min;
稀浆灌注量控制在单孔注浆量的 30% 。采用地面沉
降观测和钻探等手段进行注浆质量的检测; 在治理
之前建立沉降观测网, 定期进行地面沉降观测; 在
治理结束全部浆液结石休养 28d 后, 采用钻探方法

10

工程勘察

Geotechnical Investigation & Surveying

2009 年第 10 期