文档介绍：水泥尾矿浆采空区全填充注浆处理技术研究
水泥尾矿浆采空区全填充注浆处理技术研究
摘要:本文结合长深高速遵化(承唐界)至南小营段LJ-1合同采空区治理的实际情况,对采空区全填充注浆处理工艺进行了总结和探讨。
关键词:采空区全充填注浆处理
中图分类号:O741+.2 文献标识码:A 文章编号:
1、工程概况
长深公路遵化(承唐界)至南小营段路基工程LJ-1合同段地处遵化市辖区,路基中心线两侧各200米范围内分布着多座竖井,尤其在力田庄和闫家沟一带更是密集,由于铁矿的开采形成了多处地下采空区,为高速公路的安全运营带来隐患。
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,采掘空间周围的岩体发生变形、破坏和移动,一直达到新的平衡为止。在采空区上方修建高速公路时,路基的承载能力与稳定性受开采沉陷变形的影响较大。
采空区治理从设计理念上主要分为填充、崩落、支撑和跨越4种方法。长深公路遵化(承唐界)至南小营段路基工程LJ-1合同段采空区处理经过北京科技大学专家踏勘论证后,采用全填充注浆处理。传统注浆材料选用水泥粉煤灰,本项目所在地有着丰富废弃的尾矿,本着整体稳定、确保安全、兼顾经济的原则,经试验选定本项目采空区处理注浆浆液采用水泥尾矿浆。经验证,本方法有效实用,能够达到填充、稳定的效果。
2、工艺原理
水泥尾矿浆全填充注浆处理是对采空区内部空洞位置及裂隙注浆进行填充,达到加固稳定的作用。即将水泥、尾矿砂、水等混合料浆液通过注浆管与地表钻孔连接,用注浆泵在压力作用下注入地下,使之在采空区固结为结合体,用以支撑上覆岩层。同时,水泥、尾矿砂等浆液充填于地层岩体裂隙中,可以胶结裂隙带,改善和提高了岩体力学强度,同时采空区的浆液形成的结合体对其上覆岩层形成支撑作用,减少地面变形,保证路基稳定。
3、施工方法及操作要点
钻孔定位
施工单位测量人员应根据设计图纸中钻孔的坐标确定钻孔准确位置,将一个采空区的所有钻孔位置都要放好点位,并准确测量记录每个钻孔位置的高程。由于LJ-1合同段采空区段路基高程前后变化较大,测量人员要对照施工图纸和现测高程,计算出钻孔的深度。确因地形影响,钻孔不能放在设计位置时,应先施工其周围可以就位的钻孔,再根据钻探揭露采空区的情况,在监理工程师同意的情况的条件下予以调整。
钻孔施工
放点后进行钻孔施工,设计钻孔采用直径90mm的钻头,开孔用110mm的钻头,钻进3~4米。孔口直径110mm,有利于后续工序。
每班记录钻孔的进度、岩层描述、地下水状况,以及钻至采空区时准确的钻孔深度,确定试验采空区中是否充水。钻孔遇塌孔、掉块或卡钻无法钻进时,可采用跟管钻进或采用注浆法处理后再钻进。
根据高程计算出来的钻孔深度,在预计的位置如没有钻进采空区,钻孔继续施工 3~5 米,如果仍未钻进采空区,放弃此钻孔的施工。
所有孔位都要进行钻孔,且最少保证50%钻孔打到采空区,如果设计的钻孔位置没有钻进采空区,而且钻进采空区的钻孔数量没有达到设计孔数的50%,应进行补充钻孔,补钻的位置要结合发现采空区的钻孔位置,经设计、科研单位和监理单位研究后确定。