阅读说明：本技术 一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法 (Reinforcement construction method for water-rich goaf under municipal road ) 是由 康军超 李青海 徐世明 安涛 杨洪松 张留阳 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法,具体步骤为：步骤一,对采空区范围进行测量放样,并对原地面地基进行整平、碾压处理,保证钻机就位稳固和施工安全；步骤二,在经过步骤一处理的采空区范围内原地面地基上纵向、横向间隔钻孔形成钻孔群,并在钻孔过程中同步打入钻孔管。本发明利用石子自身重力直接灌入采空区空腔内,同时结合压力注浆直至采空区底部,从而两者有效融合形成混凝土结构,保证了采空区的填充质量。本发明施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广的特点。(the invention provides a reinforcing construction method for a water-rich goaf under a municipal road, which comprises the following specific steps: measuring and lofting a goaf range, and leveling and rolling an original ground foundation to ensure the in-place stability and construction safety of a drilling machine; and step two, drilling holes at intervals in the longitudinal direction and the transverse direction on the original ground foundation in the goaf range processed in the step one to form drilling hole groups, and synchronously driving drilling pipes in the drilling process. The invention utilizes the gravity of the stones to directly fill the stones into the cavity of the goaf, and simultaneously combines pressure grouting until the bottom of the goaf, so that the stones and the goaf are effectively fused to form a concrete structure, and the filling quality of the goaf is ensured. The invention has the characteristics of simple construction process, convenient operation, high construction efficiency, good treatment effect, safe construction, environmental protection and contribution to similar engineering construction and popularization.)

一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法

技术领域

本发明涉及一种一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法。

背景技术

采空区是指地下矿体被采出后留下的空区，由于开采矿床，在岩土体中形成了各式各样的空间（如巷道、采场），破坏了岩体的自然平衡状态，改变了岩体的原始应力场而产生次生应力场。在次生应力场作用下，采掘周围的岩体发生变形、破坏和移动，一直达到新的平衡为止。

煤炭采空区在我国大量存在，并且对于处治的研究，历史悠久，在工程建设无法绕避采空区时，必须对其进行填充。当采空区埋深较大时通常会形成采空区积水，同时与地下巷道、内部石质山体裂隙水系相连通，就会因水源水位差而出现高承压水，从而形成高压富水连通采空区。针对此种情况，采用最常用也是最有效的施工方法是对采空区进行注浆加固，而对于高承压水来说，传统注浆加固施工存在以下技术问题：

（1）由于采空区的高压富水特点，传统的注浆加固施工工艺难以实施，效果欠佳，需进一步根据施工环境特点进行施工工艺优化，并总结成套有针对性的施工经验。

（2）采空区内高水压作用下，注浆浆液进入难度大，需要增大注浆压力，浆液进入后难以凝固形成固体，不具备连续施工条件，导致施工周期长而增加施工成本。

（3）注浆过程中，采空区四周很难形成浆液加固帷幕，不能短期内将连通区（巷道、内部石质山体裂隙水系）水源进行封闭，导致注浆加固效果差。

（4）高压力注浆施工安全风险大、浆液易和水融合冒出地面污染环境，同时浪费材料而增加施工成本。

近几年来，国内在部分高速公路上进行了采空区注浆治理的试验研究工作，积累了一定的经验。但是通过国内外文献资料的检索，对于市政道路下伏富水采空区的工程建设实例很少，主要运用注浆填充法，但尚未形成规范或规程，缺乏系统的实践体系。由于市政道路具有一定的特殊性，因而针对市政道路地下采空区填充施工技术研究具有重要的现实意义。

发明内容

为了克服现有常规注浆施工因采空区内积水与石质山体裂隙水系抽排不干净，导致浆液遇水进一步稀释而排出浪费，同时需增大注浆压力，增加了施工成本和施工难度的问题，本发明提供一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法，本发明利用石子自身重力直接灌入采空区空腔内，同时结合压力注浆直至采空区底部，从而两者有效融合形成混凝土结构，保证了采空区的填充质量。本发明施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广的特点。

本发明采用的技术方案为：

一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法，具体步骤为：

步骤一，对采空区范围进行测量放样，并对原地面地基进行整平、碾压处理，保证钻机就位稳固和施工安全；

步骤二，在经过步骤一处理的采空区范围内原地面地基上纵向、横向间隔钻孔形成钻孔群，并在钻孔过程中同步打入钻孔管；

步骤三，将石子通过钻孔管直灌至采空区空腔内，从采空加固区四周开始向内环形推进利用钻孔管直灌石子，同时利用两台水泵从其他钻孔管向外抽排水；

步骤四，每次每个孔位直灌石子深度1.5-2m，采用分层灌注法进行石子分层灌注；

步骤五，石子分层灌注完成后，从钻孔管内下放送气管将采空区内部直灌石子进行吹填，保证采空区石子直灌填满采空区且密实；

步骤六，对采空区石子直灌范围内通过注浆管进行注浆，保证分层施工形成密实结构；

步骤七，重复步骤三至步骤六，在采空加固区范围内形成采空区石子直灌与注浆的加固体，完成加固施工。

所述的步骤二中的钻孔管采用Φ 165的mm无缝钢管。

所述的步骤二中钻孔采用地质钻机钻孔，钻到采空区空腔底板即可，钻孔纵横间距均为3m。

所述的步骤二中钻孔管伸入采空区内部不少于0.5m。

所述的步骤三中，将石子倒入进料斗里，通过钻孔管直灌至采空区空腔内。

所述的步骤三中，通过机械将石子倒入进料斗里。

所述的步骤五中，石子分层灌注完成后，采用专用螺杆空压机从钻孔管内下放送气管将采空区内部直灌石子进行吹填。

所述的步骤四中，每次每个孔位直灌石子深度为1.8m。

本发明的有益效果为：

本发明在市政道路下伏富水采空区范围内上原地面地基上纵横向同间距3m布置并钻孔形成钻孔群，在钻孔过程中同步跟进打入钻孔管，按要求全部完成钻孔后，采用两种工序相结合的施工工艺进行施工，分别为石子直灌和高压注浆方法，以上两者有效融合形成混凝土结构，处治效果好；从采空区加固区四周开始向内推进利用钻孔管直灌石子，同时利用2台水泵从其他钻孔管向外抽排水，石子直灌每2m左右后，采用专用螺杆空压机从钻孔管内下放送气管将采空区内部直灌石子进行吹填，从而保证采空区石子直灌填满采空区并密实，随后对石子直灌范围内进行高压注浆，保证分层施工形成密实结构，以减少采空加固区***高压水的压力影响以及裂隙水系的不断补充，从而可以避免回填不密实和浆液浪费，也节约施工时间和施工成本；该施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广的特点。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为孔位平面布置图。

图2为石子直灌同步水泵抽水示意图。

图3为石子直灌分层灌注完成断面图。

图4为石子直灌后空压机吹填示意图。

图5为石子直灌后空压机吹填后断面图。

图6为注浆加固施工图。

图7为加固施工完成图。

图中，附图标记为：1、钻孔管；2、水泵；3、进料斗；4、送气管； 5、注浆管。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有常规注浆施工因采空区内积水与石质山体裂隙水系抽排不干净，导致浆液遇水进一步稀释而排出浪费，同时需增大注浆压力，增加了施工成本和施工难度的问题，本发明提供如图1-7所示的一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法，本发明利用石子自身重力直接灌入采空区空腔内，同时结合压力注浆直至采空区底部，从而两者有效融合形成混凝土结构，保证了采空区的填充质量。本发明施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广的特点。

一种用于市政道路下伏富水采空区的加固施工方法，具体步骤为：

步骤一，对采空区范围进行测量放样，并对原地面地基进行整平、碾压处理，保证钻机就位稳固和施工安全；

步骤二，在经过步骤一处理的采空区范围内原地面地基上纵向、横向间隔钻孔形成钻孔群，并在钻孔过程中同步打入钻孔管1；

步骤三，将石子通过钻孔管1直灌至采空区空腔内，从采空加固区四周开始向内环形推进利用钻孔管1直灌石子，同时利用两台水泵2从其他钻孔管1向外抽排水；

步骤四，每次每个孔位直灌石子深度1.5-2m，采用分层灌注法进行石子分层灌注；

步骤五，石子分层灌注完成后，从钻孔管1内下放送气管4将采空区内部直灌石子进行吹填，保证采空区石子直灌填满采空区且密实；

步骤六，对采空区石子直灌范围内通过注浆管5进行注浆，保证分层施工形成密实结构；

步骤七，重复步骤三至步骤六，在采空加固区范围内形成采空区石子直灌与注浆的加固体，完成加固施工。

本发明在市政道路下伏富水采空区范围内上原地面地基上纵横向同间距3m布置并钻孔形成钻孔群，在钻孔过程中同步跟进打入钻孔管1，按要求全部完成钻孔后，采用两种工序相结合的施工工艺进行施工，分别为石子直灌和高压注浆方法，以上两者有效融合形成混凝土结构，处治效果好；从采空区加固区四周开始向内推进利用钻孔管直灌石子，同时利用两台水泵2从其他钻孔管1向外抽排水，石子直灌每2m后，从钻孔管1内下放送气管4将采空区内部直灌石子进行吹填，从而保证采空区石子直灌填满采空区并密实，随后对石子直灌范围内进行高压注浆，保证分层施工形成密实结构，以减少采空加固区***高压水的压力影响以及裂隙水系的不断补充，从而可以避免回填不密实和浆液浪费，也节约施工时间和施工成本。

本发明施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广的特点。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的步骤二中的钻孔管1采用Φ 165的mm无缝钢管。

优选地，所述的步骤二中钻孔采用地质钻机钻孔，钻到采空区空腔底板即可，钻孔纵横间距均为3m。

优选地，所述的步骤二中钻孔管1伸入采空区内部不少于0.5m。

优选地，所述的步骤三中，将石子倒入进料斗3里，通过钻孔管1直灌至采空区空腔内。

优选地，所述的步骤三中，通过机械将石子倒入进料斗3里。

优选地，所述的步骤五中，石子分层灌注完成后，采用专用螺杆空压机从钻孔管1内下放送气管4将采空区内部直灌石子进行吹填。

优选地，所述的步骤四中，每次每个孔位直灌石子深度为1.8m。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，一种市政道路下伏富水采空区群孔石子直灌与高压注浆相结合的加固施工方法，按如下步骤进行：

1）对采空区范围进行测量放样，并对原地面地基进行整平、碾压处理，保证钻机就位稳固和施工安全。

2）如图1所示，在高压（压力大于等于1.6Mpa）富水采空区范围内原地面地基上纵向、横向间隔钻孔形成钻孔群，并在钻孔过程中同步打入钻孔管1，钻孔管伸入采空区内部不少于0.5m（A区），钻孔管采用Φ 165的mm无缝钢管，钻孔采用地质钻机钻孔，钻到采空区空腔底板即可，钻孔纵横间距均为3m。过程中通过钻杆进尺测量，记录地层结构、钻孔孔深、顶板深度及空腔深度等。

3）如图2所示，利用机械将石子倒入进料斗3里，通过钻孔管1直灌至采空区空腔内，从采空加固区四周开始向内环形推进利用钻孔管直灌石子，同时利用2台水泵2从其他钻孔管向外抽排水。

4）每次每个孔位直灌石子深度为1.8m，采用分层灌注法进行，如图3所示。

5）石子分层灌注完成后，采用专用螺杆空压机从钻孔管内下放送气管4将采空区内部直灌石子进行吹填，从而保证采空区石子直灌填满采空区并密实，如图4和图5所示。

6）如图6所示，对采空区石子直灌范围内通过注浆管5进行高压注浆，保证分层施工形成密实结构，以减少采空加固区***高压水的压力影响以及裂隙水系的不断补充。

7）重复步骤3）至6），在采空加固区范围内形成采空区石子直灌与注浆的加固体B，完成加固施工，如图7所示。

本项发明取代了常规的注浆施工，采用两种工序相结合的施工工艺进行，分别为石子直灌和高压注浆方法，以上两者有效融合形成混凝土结构，从根本上解决了传统注浆加固施工存在的多项技术问题，本方法具有施工工艺简单、操作方便、施工效率高、处治效果好、施工安全、环保和利于类似工程建设推广等特点。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的装置结构及系统方法均为本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。