７１３５ ２０—２２ 长春工程学院学报（自然科学版）２０１２年第１３卷第１期 Ｊ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．（Ｎａｔ．Ｓｃｉ．Ｅｄｉ．），２０１２，Ｖｏ１．１３，Ｎｏ．１ １墨墨 ！： ＣＮ ２２－１３２３／Ｎ 邯长邗济铁路采空区地基加固处理技术 王海洋 （中铁十局济南铁路工程有限公司，济南２５０００１） 摘 要：用钻孔注浆的方法加固路线经过矿区采空 区地基，提高承载力，增强其上部建筑物的稳定性， 是近年来铁路通过各种矿区采空地区的一种常用的 工程处理措施。阐述邯长邗济铁路所经铁矿采空区 地基加固处理的方案及施工过程。 关键词：采空区；注浆；帷幕孔 中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－８９８４（２０１２）０１－００２０－０３ １ 工程概况 邯长线所经地区为太行山隆起和长治盆地沉降 带，本区构造主要发生于燕山时期，喜马拉雅时期继 续活动，各种构造进一步发展形成了本区构造地貌。 本区经受南北构造和新华夏构造体的复合作用，因 而构造比较复杂，构造类型和形式也较多样，大多构 造形迹均呈南北走向或北东走向。构造类型以断裂 构造为主，褶皱次之，根据勘察，发现矿体一般埋深 小于３００ ｍ，规模以中、小型为主，多为个体开采，在 挖深４６ ｍ左右发现采空区，为防止线路通过重载 列车产生较大塌落变形，影响行车安全，故对采空区 进行地基处理。 采空区地基处理范围工点起讫里程Ｋ４０＋ ９００．ｏ０～ＤＫ４１＋３００．００，全长４００ Ｔｎ，新增二线在 既有线右侧。 主要工程数量如下： 钻孔编号Ｐ孔６个，ＸＷ孔１３０个，ＳＷ孔１４０ 个，Ｚ孔６Ｏ个。ＴＡ孔１７６个，ＴＢ孔１７５个，共计 ６８７个，孔深合计６５ ３５０ ｒＮ；注浆总量合计 １３１ ５００ ｍ。。主要工程材料数量表见表１。 ２施工方案的确定 采空区处理采用水泥粉煤灰浆压浆 卜 ，施工 收稿日期ｔ２０１２一Ｏ２—１２ 作者简介。王海洋（１９７９一），男（汉），山东商河，工程师 主要研究土木工程施工。 前做好水泥粉煤灰浆配合比。设置帷幕孔与注浆 孔，帷幕孔在线路两侧最外一排。施工顺序为先帷 幕孔后填充孔，最后施工质量自检孔，然后用水泥砂 浆封孔。帷幕孔注浆采用间隔注浆法。 表１主要材料数量表 ２．１ 技术要求 ２．１．１注浆孔布置 处理范围从距既有线４ ｍ开始，土层按与水平 夹角３０。、岩层７Ｏ。夹角至采空底板。由线路中心开 始，第一排孔距线路中心横向距离为４ ｍ。孔距为 ５ ＴＴＩ。路基面和路堑边坡范围，注浆孔间距为５× ５ ｍ，围护带处理宽度，注浆孔间距１２×１２ ｍ，线路 两侧的最外一排钻孔作为帷幕注浆孔；帷幕孔间距 为３ ｍ交错布置。采用钻孔注浆措施整治采空区 地基，基于采空区的空间分布、充填情况的复杂性， 整治中要贯彻边探边灌、探灌结合的原则，应优先进 行岩脉走向下方的帷幕孔施王，即编号字头为 “ＸＷ”的孔｝再按排脉走向上方的帷幕孔施工，即编 号字头为“Ｓｗ”的孔。帷幕孔完成后，根据“探灌结 合”的原则，先施工编号字头为“ＴＡ”的孔和“Ｚ”字 头编号的孔，并根据施工情况确定“ＴＢ”字头孔的取 舍。 ２．１．２材料 注浆材料由水、水泥、粉煤灰、速凝剂、砂或石屑 组成，水泥采用Ｐ．Ｏ．４２．５级普通硅酸盐水泥。 ２．１．３浆液配合比 注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为１：１．１ 王海洋：邯长邯济铁路采空区地基加固处理技术 ２１ 或１：１．３，水泥与粉煤灰的重量比为３：７；采空区治 量，防止将孔开斜。 ３．３安装注浆管 ． 钻孔完毕，进行清孔检查，在确认没有坍孔和探 头石的情况下，方可下管。否则，必须用钻机进行 扫孔。 理范围内最外一排孔为帷幕孔，并且先注帷幕孑Ｌ，帷 幕孔浆液材料选用水泥粉煤灰浆，水泥与粉煤灰的 重量比为４：６，并在浆液中掺加水泥重量２ 的速凝 剂，使注人采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防 止浆液流失。在正式施工前，按施工时使用的水泥 在确定注浆管内无阻塞物后，即可进行注浆管 安装。注浆管安放好后，在注浆管管口加上孑Ｌ口盖， 以防止杂物进入。 ３．４压水试验 和粉煤灰在试验室做浆液配合比试验，试验内容包 括浆液在不同配比下每立方米浆液中干料含量、浆 液比重、初凝时间、终凝时间、结石率和试块无侧限 抗压强度等，设计试块无侧限抗压强度路基段按１． 压水压力由小逐渐增大到预定注浆压力，并持 ０ ＭＰａ控制。采空区堆积物松散或存在空洞，注浆 过程中可采用较稠的浆液或利用水泥砂浆灌注。 ３加固方案实施 ３．１定点钻机就位 根据设计要求标出注浆孔位置并进行复测，要 测定桩基轴线、定位点和水准点，桩位要进行编号以 便顺序施工。 采用跳孔施钻，首先在两侧进行注浆，再在中线 进行，中线钻孔一方面作为两侧注浆效果的检查孔， 又作为下道工序的注浆孔。在两侧进行注浆时，也 必须采用间隔注浆的方法，以提高注浆的效果。不 能全部钻完再注浆，以免引起孔位串浆，增加注浆难 度和清孔工作量。 钻机与注浆设备就位。注浆孔位标定后，移动 钻机至钻孔位置，完成钻机就位。钻机就位后，用倾 斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位 稳妥。各类设备就近安装，注浆管线固定，不宜过 长，一般为３０－－－－５０ ｍ，以防压力损失。 距离既有线中心４ ｍ的左右两排注浆孔施工 时，在远离既有线一侧设置地锚、缆风绳固定钻机， 地锚人地不小于３ ｍ，外露１ ｍ，防止钻机倾倒后侵 入既有线行车限界，设备摆放在远离既有线路一侧， 由专人负责钻机防护工作，实行１人１机１防护，防 护图如图１所示。 ３．２钻进 钻孔位置依据钻孔布置表施放，并酌情调整孔 位，根据现场地质情况调整钻孔深度。将钻杆对准 所标孔位，用￣Ｐ１３０ ｍｍ钻头开孔，钻至完整基岩 ５ ｍ后，下入￣Ｐ１２７ ｍｍ套管护壁，然后变径为 ９１ ｍｍ。用 ８９ ｍｍ钻头，钻至采空区中的塌陷冒落 带底板以下３ ｍ终孔。在第四系卵、砾石层的钻探 过程中采用跟管钻进。开孔时要轻加压、慢速、大水 续１５ ｍｉｎ。 ３．５钻孔注水试验 按孔数的１Ｏ 均匀选定注水孔，验证地层并严 格按要求进行注水试验，以确定注浆段的单位长度 吸水量和浆液配方、配合比和泵压等参数 ３．６浆液配制 制浆时，严格按配合比准确计量各种材料用量， 浆液搅拌时间不少于５ ｍｉｎ。注浆材料以水泥粉煤 灰为主，配置时严格按照配合比进行。 ３．７ 注浆 注浆方法采用一次全灌注施工方式，注浆采用 浆液质量浓度先稀后稠的方法，注浆开始后要定时 观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程中发生的各 种现象，收集原始数据，并根据实际情况及时调整注 浆量和浆液质量浓度。 注浆过程中若出现地表大量跑浆时，应采用间 歇式注浆，或减小泵量及采用地表冲填裂隙的措施， 阻止浆液从地表大量流失。 注浆时，应避免在短时间内注人大量的水泥粉 煤灰浆，当注浆量较大时，应采用间歇式注浆法施 工，或在浆液中加入水泥重量２ 的速凝剂，当孔内 有大的裂隙或空洞时，可采用水泥砂浆灌注 ３．８结束注浆 当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆： 在灌浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当泵量小于 ７０ Ｌ／ｍｉｎ时，孔口压力在１．５～２．０ ＭＰａ，稳定１Ｏ～ １５ ｍｉｎ，可结束该孔的注浆施工。 当达不到上述标准时，应清孔再次注浆。 ３．９提管、回填 注浆完成后应立即拔管，若拔管不及时，浆液会 把注浆管凝固住而造成拔管困难。拔管时使用拔管 机，每次上拔高度为５００ ｍｍ。拔出管后，及时刷洗 注浆管，以便保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔 洞，及时用水泥砂浆封孔。 ２２ 长春工程学院学报（自然科学版） 图１防护示意圈 ４施工控制要点 （１）注浆钻孔采用钻机成孔，钻机须安装牢固， 定位稳妥、固定。注浆孔应跳孔施钻，不应全部钻孔 完后再注浆，以免孔位串浆，增加难度及清孔工 作量。 （２）各类设备应就近安装固定管线，不宜过长， 以防压力和流量消耗。 （３）钻机成孔插入注浆管后及时封堵孔口及附 近的地面裂缝以防冒浆。 （４）注浆用的浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀 后才能开始注浆，并应在注浆过程中不停地缓慢搅 拌，搅拌时间应小于浆液初凝时间。浆液在泵送前 应经过筛网过滤。 （５）注浆施工时，采用自动流量和压力记录表， 并及时对资料进行整理分析。 （６）开启或关闭注浆泵时必须先开启或关闭化 学注浆泵，以免堵塞管路。 （７）注浆过程中尽可能控制流量和压力，防止浆 液流失。 （８）注浆顺序按跳孔间隔方式进行，并采用自路 基坡脚向线路中心的顺序进行。 （９）机电设备固定就位，不可乱堆放、搬动，电动 部分设置网罩，电箱电线应悬挂。 ５ 结语 钻孔灌浆加固地基技术近年来在铁路通过矿区 采空区得到广泛应用，取得了较好效果，积累了些许 经验，但由于其工程的隐蔽性，该类工程的设计理论 和处理方法仍处在探索阶段，所以只有在工程实践 中不断积累、总结经验，结合理论分析，不断改进设 计方案的可行性和经济性。 参考文献 ［１］耿兆统，杨建庭．压力注浆加固技术在采空区地基加固 中的应用口］．建筑结构，２００７（７增）：２４—２５． ［２］张吉山．地下采空区地基加固技术［Ｊ］．鞍钢技术，１９９７ （３）：６２—６４． ［３］高志伟．神朔线小煤窑采空区地基处理工程的设计与施 工［Ｊ］．路基工程，１９９９（５）：４９—５２． ［４］张志沛．急倾斜煤层采空区地基加固治理技术［Ｊ］．山西 矿业学院学报，１９９６（１２）ｔ３２８－－３３３． Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇｏａｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｈａｎ－Ｃｈａｎｇ＆Ｈａｎ－Ｊｉ ｒａｉｌｗａｙｓ ＷＡＮＧ Ｈａｉ—ｙａｎｇ （Ｊｉｎａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ １０ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉｎａｎ ２５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｃａｓｔｉｎｇ ｔＯ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｇｏａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｐａｓｓｅｄ ｂｙ ｒｏｕｔｅ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄ ｅｎ— ｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．Ｉｔ ｉｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｃ０ｎｓｔｕｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｒａｉｎ— ｉｎｇ ａｒｅａ ｇｏａｆ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ ｐａｓｓｅｄ ｂｙ ｒａｉｌｗａｙ ｉｎ ｒｅ－ ｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｈａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｐｌａｎ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｏａｌ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ－ ｍｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｈａｎ－ｃｈａｎｇ＆Ｈａｎ—Ｊｉ ｒａｉｌｗａｙｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｏａｌ ｓｌｉｐ；ｃａｓｔｉｎｇ；ｃｕｒｔａｉｎ ｈｏｌｅ
