・７６・ 第３９卷第１６期 ２ ０ １ ３年６月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．３９ Ｎｏ．１６ Ｊｕｎ． ２０ｌ３ 文章编号：１００９—６８２５（２０１３）１６—００７６—０２ 小窑浅埋采空区注浆处理 李维 代亚 （江苏华晟建筑设计有限公司，江苏徐州２２１００６） 摘要：对小窑采空区的工程地质条件、地基稳定性进行评价，介绍了采空区注浆处理方案及施工方法，并对注浆处理效果进行检 测，经评价能够满足设计要求。 关键词：采空区，巷道，稳定性，注浆 中图分类号：ＴＵ４７５．４ 文献标识码：Ａ ０ 引言 随着经济的快速发展，理想的建设用地已较为紧张，在老采 空区上进行道路、工业与民用建筑的建设越来越多。地下煤层开 采以后，采空区上的覆盖岩层和地表失去平衡而发生移动和变 ３０ ｃｍ厚残留煤块、矸石等，钻探时掉钻。 、、 、 用孢孔觋 主楼 １３Ｆ 、 用地红线 北 Ａ 形。在采空区上新建建（构）筑物，建（构）筑荷载使地基土体中产 生附加应力，并按一定规律向下传递，改变老采空区上方破裂岩 土地基的受力状态，使破裂岩体的应力增加，产生附加沉降，将对 新建建（构）筑物的安全构成威胁。因此必须对老采空区上的新 建建（构）筑物的地基采取一定的处理措施，以保证建筑物的 安全。 ＩＩ 钻孔注浆充填区域【ＩＩ ＼ Ｉ ｌ １ ｝ Ｉ近年来，国内众多学者对浅埋采空区的处理等加以阐述 ， Ｉ ｌ ｌ但大多以公路、铁路下采空区为研究、处理对象，民用建筑下的浅 埋采空区治理尚处于起步阶段，工程经验较少。本文结合工程实 例，对小窑浅埋采空区的处理进行阐述，为地区类似工程设计、施 工积累经验。 Ｉ Ｉ Ｉ １ Ｉ ｌ ｆ１ 工程概况 徐州经济技术开发区某办公楼，地上１３层、地下１层，带１座 地下车库，拟建建筑西侧有一条小煤窑巷道（见图１），巷道始建 于１９９５年，１９９６年关闭，走向北偏西，倾角约２０。，采用毛石砌筑， 设场地西北约２００ ＩＴＩ处，小煤窑关闭后巷道未发生塌陷冒落，巷 物的地基稳定，需对巷道进行注浆充填处理。 Ｉ ：Ａ 图１巷道、注浆孔位置示意图 第⑦层泥岩：灰黄、灰色，中等风化，泥质结构，块状结构，裂 上口宽约１．８ ｍ，下口宽约２．０ ｍ，高约２ ｍ。煤层开采区域在建 隙发育，裂隙有铁锰质浸染。该层最厚度１０．８０ ｍ。 根据勘察资料，第⑤层灰岩为主要含水层，该层水具承压 道顶板距离地面０ ｍ～２７ ｍ，由于巷道埋深较浅，为保证上部建筑 性质。 ３采空区稳定性评价 按照《岩土工程手册》 相关内容对巷道顶板稳定性进行评 一２地层结构及岩性特征 场地地貌为丘陵间的剥蚀准平原地貌单元，场地整体地势南 价，设建筑物基底单位压力为 ，当巷道顶板的埋藏深度增大到 高北低，呈缓坡地形。场地内地层自上而下分述如下： 定的深度时，使顶板岩层恰好保持自然平衡（即作用在采空段 第①层杂填土：以粘性土夹灰渣、少量碎砖石为主，局部表层 顶板上的压力Ｑ＝０），此时的附加应力影响深度Ⅳ称为临界深度 含建筑垃圾。密实度不均，呈松散状态，层厚０．４０ ｍ～２．５０ ｍ。 则： ，第②层粉质粘土：灰黄一黄色，可塑状态，层厚０．５０ ｍ～ ２．９０ ｍ。 ： ： ：： ２ｙｔａｎ ｎ ｆ ４５。。等１ ㈩ 第③层粘土：黄色，硬塑状态，含铁、锰质结核，层厚０．７０ ｍ一 ３．００ ｔｎ。 第④层泥岩：灰黄、浅灰、浅紫等色，泥质结构，层状或块状结 其中， 为临界深度，ｍ；Ｂ为巷道宽度，ｒｆｌ，本处按２．０ ｍ计 为巷道上覆岩层的重度，取２２．８ ｋＮ／ｍ ；妒为巷道上覆岩层 构，裂隙发育，裂隙有铁锰质浸染，顶部泥岩为强风化层，强风化 算；的内摩擦角，取３９．０。。 层～中等风化层呈渐变过渡。该层最厚度１４．９３ ｍ。 第⑤层灰岩：灰色，微风化，中厚层状，溶蚀裂隙较发育，充填 当Ｈ＜ 时，地基不稳定；当 ≤日≤１．５ 时，地基稳定性差， ５ 时，地基稳定。按Ｐ０＝２０ ｋＰａ进行计算， ＝１１．８ ｍ， 硬塑状粘土，岩芯表面可见小溶孔。岩芯较破碎一较完整，较硬岩。 当Ｈ＞１．１．５ ＝１７．７ ｍ；按Ｐ０：２００ ｋＰａ进行计算， ：１６．７ ｍ，１．５１－／ｏ＝ 该层最厚度９．００ ｍ。 第⑥层采空巷道：该层顶部为３０ ｃｍ厚毛石，底部约为１０ ｃｍ～ 收稿日期：２０１３—０３—２３ 作者简介：李维（１９８４一），男，硕士，工程师； 代２５．１ ｎｌ。 亚（１９８０一），男，工程师 第３９卷第１６期 ２ ０ １ ３年６月 李维等：小窑浅埋采空区注浆处理 ・７７・ 巷道顶板距离地面０ ｍ一２７ ｍ，小于１．５／－／ｏ，巷道顶板的稳定 以保证孔口孔壁稳定。 性差，存在安全隐患，为保证上部建筑物的地基稳定，需对巷道进 行充填注浆处理，以保证场地的稳定性。 ５）注浆按先下游后上游的原则实施，这样不仅易于保证质 量，还可以及时地检查注浆效果。 ４注浆处理方案 ４．１ 注浆方案的确定 根据巷道与建筑物的相对位置、巷道埋深及地下水情况确定 注浆处理方案。 ６）每孔注浆前，先测量受注孔和相邻孔的孔深，先注入清水 约０．５ ｍ ，将钢管壁清洗，确保注浆液能顺利流通。 ７）清水洗孔结束后，开始注浆。注浆压力根据地下水情况随 时调节。 注浆处理范围为南至地下室基础，北至用地红线，总长约 ８）为防止浆液在受注孔周围地面渗冒，注浆时观察人员在周 围巡视，发现地面冒浆采用减小泵量、间歇注浆等工艺措施，避免 ４８．５ ｍ（见图１）。无地下水巷道部分（Ｉ区）采用人工砌砖墙，砖 墙厚２．０ ｍ，再注浆充填，由于工期紧，该部分的施工在地下室基 浆液从地面大量流失。 槽开挖后先进行。其余部分（Ⅱ区）采用钻孔注浆的方式，在基础 ９）单孑Ｌ注浆结束标准：当泵量小于０．５ ｍ’／ｍｉｎ，注浆压力 垫层施工完成后进行。 １０ ＭＰａ～１２ ＭＰａ。稳定１０ ｍｉｎ一１５ ｍｉｎ，结束该孔的注浆。 ４．２ 注浆方法 ６注浆处理效果检测及评价 由于巷道埋深较浅，注浆材料采用素混凝土，混凝土强度等 注浆施工结束一个月后，进行钻孔检验，共布置４个钻孑Ｌ， 级同地下室基础，为Ｃ３０商品混凝土，加水玻璃等速凝剂。注浆 Ｉ区、Ⅱ区各２个。通过现场检测，浆液对巷道采空区的充填率 动力采用车载固定泵，泵送压力根据勘察时揭露的水压确定，为 在９０％～１００％，浆液结石率为８０％一１００％，送检取样试块１２组， ５ ＭＰａ～１２ ＭＰａ。 经抗压试验检测，单轴抗压强度最大值为２３．６ ＭＰａ，最小值为 ４．３注浆孔的确定 ８．２ ＭＰａ。 参考其他注浆工程，注浆孔采用梅花形布置，孔间距２．０ ｍ， 现场检测证明，采空巷道已被混凝土充填，达到了预期目的。 孔径２６０ ｍｍ。 ７结语 ５注浆施工及质量控制措施 １）建筑场地下存在小窑采空巷道，埋藏较浅、地层较复杂，注 ５．１ Ｉ区注浆控制措施 浆材料的选择和施工控制需经多方面综合考虑，治理方案及施工 １）混凝土浇筑采取“一个坡度、分层浇筑、循序推进、逐步到 方法经过不断优化调整，取得了预期处理效果。 顶”的方法，混凝土分层浇筑厚度约为０．５ ｍ，并且任其斜向流动， ２）选用经注浆充填处理后的采空区地基作为建设场地，避免 层层推移，必须保证第一层混凝土在初凝前进行第二层混凝土的 了另选场地、变更设计所带来的诸多问题，既节省了造价，又缩短 浇筑。 了工期，取得了良好的经济效益。 ２）混凝土浇筑时采用机械振捣棒振捣，增加混凝土的密实和 ３）目前，本高层建筑及地下车库已建成并投入使用。根据建 均匀性。 筑物沉降观测资料，总沉降量小于４ ｍｍ，说明经注浆处理后，采 ３）进行混凝土的保温、保湿养护。 空区地基稳定性良好。 ５．２Ⅱ区钻孔注浆施工顺序 ４）本工程的成功实践对类似工程具有重要的指导意义和借 钻孔注浆施工有严格的施工顺序，各个施工环节都有明确的 鉴价值。 施工技术要求，其施工工艺流程见图２。 参考文献： ［１］乔云国，杨云峰，杨善勇．浅埋采空区上的地基注浆处理 ｌ塑三 鱼Ｈ笪 塞鱼Ｈ盛 Ｈ塑！ Ｈ工塑曼篁Ｈ壅 塑 Ｈ堑 里ｌ ［Ｊ］．勘察科学技术，２００６（４）：４３—４６． 图２注浆施工工艺流程图 ［２］ 王桂，李维平，夏立元．注浆技术在高速公路下伏煤矿采 ５．３钻孔注浆施工过程中应注意的主要问题 空区治理中的应用［Ｊ］．西部探矿工程，２００６（１２）：６１—６３． １）钻孔定位根据勘察揭露的巷道走向，采用全站仪精确定 ［３］ 朱宜生，刘松玉，童立元，等．高速公路下伏富水多层采空区 位，误差不大于１０ ｍｍ。 注浆处理技术研究［Ｊ］．防灾减灾工程学报，２００３，２３（４）： ２）采空巷道的上部岩层以泥岩和灰岩为主，风化程度不均， ３７—４０． 局部破碎。为了保证成孔的质量和速度，本次施工采用金刚石钻 ［４］ 童立元，刘松玉，邱钰，等．高速公路下伏采空区问题国内 头钻进。 外研究现状及进展［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４，２３（７）： ３）钻孔施工过程中，发现漏水、掉钻、埋钻等现象应及时详细 １ １９８．１２０２． 记录其深度、层位等。 ［５］ 《岩土工程手册》编写委员会．岩土工程手册［Ｍ］．北京：中 ４）注浆导管选用ＤＮ１２５镀锌钢管，丝扣连接，下入至巷道顶板， 国建筑工业出版社，１９９６． Ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｓｈａｌｌｏｗ ｓｍａｌｌ ｍｉｎｅ ｇｏａｌ＇ ＬＩ Ｗｅｉ ＤＡＩ Ｙａ （Ｊｉａｎｇｓｕ Ｈｕａｓｈｅｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｓｔｉｍａｔｅｓ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｎｅｄ—ｏｕｔ ａｒｅａ ｉｎ ｓｍａｌｌ ｋｉｌｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｉｎｅｄ—ｏｕｔ ａｒｅａ，ａｎｄ ｔｅｓｔｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｄｅｍａｎｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｅｄ－ｏｕｔ ａｒｅａ，ａｌｌｅｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｇｒｏｕｔｉｎｇ ｋｉｌｎ
