注浆法在大准铁路dk256+280-410路基采空区治理中的应用

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1、注浆法在大准铁路DK256+280-410路基采空区治理中的应用　　摘要：大准铁路DK256+280-410路基下方存在采空区，采用物探与钻探结合方式对采空区进行了勘探，确定了治理范围。根据勘探结果，制定了采用注浆法对采空区进行加固的处理方案。通过实施注浆封闭，充填了采空区空洞及基岩裂隙，确保路基基底稳定，有效预防了路基基床下沉、塌陷等病害。关键词：路基采空区治理注浆中图分类号：TU74文献标识码：A1工程地质概况大准铁路增二线点岱沟至二道河段DK256+280-410采空区路基位于内蒙古准格尔旗丘陵地区，分为左线和右线，该段路基以挖方通过，边坡高15m，左右线高差10m，地

2、势起伏较大。地层自上而下为为第四系全新统人工堆积层（Q4ml）填筑土；第四系上更新统冲风积层（Q3al+eol）新黄土，第四系上更新统冲积层（Q3al）块石土，下伏石炭系中统（C2）泥岩、砂岩、粘土岩及泥灰岩，岩层产状323°∠24°。14工程勘察及路基施工期间，均未发现该段路基下方有空洞存在，2012年7月21日大暴雨将地表冲刷之后，在DK256+320、DK256+330段路基水沟外侧发现两处疑似铁矿采空矿洞，里面充填为开采铁矿废碴，呈碎石及块石状，较松散。DK256+330路基左侧和右DK256+400路基左侧出现塌陷现象，塌陷面积约900m2，初步判断为穿越基底以下的

3、矿洞，受持续大水流冲刷的影响，造成左线路基本体和右线边坡护坡出现部分塌陷。2地质勘探结果为查明洞穴范围及对路基本体的影响，神华准格尔能源有限公司委托设计单位，采用物探及钻探相结合的方式进行了地质勘探。采用高密度地震映象法，在路基塌陷区范围共布设6条测线，共计390m，并对物探异常进行了推断解释。其测试解译成果见表1。表1路基DK256+310～DK256+400物探异常表根据物探成果，揭示测区内部分段落下伏基岩存在空洞、塌落体及裂缝，其埋深15~28m，各段异常分布长度7~16m，左线、右线范围均有分布。结合现场调查及物探成果，针对性布置钻探5孔，其中3孔钻探揭示空洞，其埋深

4、15.7~21.3m，揭露空洞高度0.3~2.8m，局部洞内有坍塌堆积物，主要分布在左线路基基底。14通过综合分析，路基塌陷主要受私挖铁矿形成的地下矿洞影响，必须采取相应的工程处理措施以保证铁路的安全。3方案设计3.1采空区治理范围左线DK256+286.00～DK256+410.00段及右线右DK256+376.00～右DK256+500.00段进行加固处理，处理范围见表2。表2采空区处理范围宽度表3.2方案设计采用全充填压力注浆对地基进行加固，在地表钻孔后，通过注浆泵、注浆管将浆液注入采空区及其上覆岩体裂隙内。浆液经固化胶结岩层裂隙带，同采空区冒落物和浆液形成的结石体对上

5、覆岩层形成支撑作用，保证路基稳定。为降低工程造价，浆液采用水泥粉煤灰浆。采用钻孔注浆措施整治本段采空区地基，基于采空区的空间分布、充填情况的复杂性，贯彻边探边灌、探灌结合的原则，根据现场实际及时调整设计参数。3.2.1注浆孔设计原则14注浆采用在注浆区外围设帷幕孔，待帷幕注浆完成并形成一定的强度后，再对中间区域注浆。注浆孔间距遵循路基及边坡范围适当加密、其它部分适当放宽的原则，对路基本体及边坡范围内纵向孔间距采用4m、其它区域采用6m，帷幕注浆孔间距为4.0m。采用探灌结合的方式，布孔间距根据地形地貌可作适当调整，异常较大地段布孔间距应加密。采空区灌浆孔的设计深度为预计采空底

6、板的交界线以下3.0m。处理范围内共布置钻孔380个，其中帷幕孔94个。注浆布孔图如图1所示。图1注浆布孔图3.2.3浆液配合比设计注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:1.1～1:1.4，水泥与粉煤灰的重量比为3：7。采空区治理区域最外一排孔为帷幕孔，帷幕孔浆液材料选用水泥粉煤灰浆，二者重量比为4：6，并在浆液中掺加水泥重量2％的速凝剂，使注入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，应按施工时使用的水泥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

7、块无侧限抗压强度按1.0MPa控制。注浆量计算公式Q=A×S×m×K×△V×η/C公式中：设计结石率C按75％计算14裂隙填充率η按75％损耗系数采用A＝1.25m为采空层厚K为回采率S为采空区治理面积ΔV为采空区剩余空隙率。经计算，理论注浆总量约为4538m3。3.2.4注浆系统组成及要求注浆系统由料场、一级搅拌机（池）、二级搅拌机（池）、供水系统、注浆泵、压力表、封孔装置、注浆管道和投砂漏斗等组成。料场：堆放材料的料场场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌机，使材料便于运输、搬运，要求有防潮、防