公路采空区处治方法探索

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1、公路采空区处治方法探索林峥苏交科集团股份有限公司摘要：公路釆空区的下沉及塌落变形会引起地表变形破坏，进而导致公路路基的不均匀沉降、开裂，严重影响了公路的行驶安全和舒适度。公路采空区的处治必须在全面收集采矿资料的基础上，结合地质勘探结论，科学评价采空区稳定性，确定其处治范围，并根据采空区特点选择合理的方案进行处治，并通过物探或钻探方式进行处治效果检测确保施工质量。关键词：采空区;注浆处治;质量检测;采矿资料;1工程概况河南渑垣高速河南段公路位于三门峡市渑池县境内，路线里程40.081km,设计速度80km/h,

2、采用双向四车道标准，路基总宽25.5m。木项目仰韶互通位置线位穿越煤炭采空区，依据收集的采矿资料，项目范围内煤层埋深差异较大，埋深45〜364m，煤层倾角约30°，煤层厚度范围0.60〜6.22m，平均煤厚3.23m。煤层直接底板主耍泥岩、炭质泥岩，顶底板岩性主耍为泥岩、砂质泥岩，顶板全部滑落。2采空区分布根据采空区分布位置，本次勘察范围根据拟处治区域划分4个区，自西向东依次分别为勘察I~IV区，如阁1所示。通过本次勘察确定划分基本稳定区1处，不稳定区3处。地质勘探情况及评价如下。3采空区勘^为了满足安全论证

3、工作的需要，全区共完成钻孔32个，间距50mX50m,完成钻探总进尺3513.74m，勘察区范围如阁1所示。I区分布钻孔分别为CKQ-rCKQ-8,共8个钻孔，位于勘察区西侧，除CKQ-4孔外，其余钻孔均见釆空层，层厚l.r5.6m,埋深85~122m。煤层顶板泥岩及砂岩互层岩芯呈塑状及碎块状，区域剩余沉降空间较大，确定为不稳定区。II区分布钻孔分别为CKQ-9~CKQ-17，共9个钻孔。位于勘察区屮部，所有钻孔均见采空区，采空层厚2.5广18.82m，埋深85.5~132.6m。煤层顶板泥岩及砂岩互层岩芯呈

4、塑状及碎块状，确定为欠稳定区。III区分布钻孔分别为CKQ-18〜CKQ-28,共11个钻孔。位于勘察区中东部，除CKQ-22、CKQ-23、CKQ-24孔外，其余均见采空区，采空层厚3.ri0.85m,埋深59.5~117m。该区属于沉降变形阶段，确定为不稳定区。IV区分布钻孔分别为CKQ-29~CKQ-32,共4个钻孔，均为见采空区。经过细致的论证，确定为基本稳定区。4采空区处治设计标准通过对釆空区的处治，以消除或减小地表的变形，从而确保路基在施工及运营期内的稳定，并减少由于路基变形造成的路面起伏、开裂等

5、病害。根据《公路路基设计规范》(JTJD30-2015),高速公路选取以下变形值作为公路采空区地表的允许变形值:地表倾斜率i<3醐/m，水平变形值e彡2醐/m，曲率值K^O.2mm/mo5采空区处治方案从渑垣高速采空区路段地层勘察结果看，本项目采空区埋深较大，分布广泛，采用片石回填、桥梁跨越均不合理，经过比选，对I区域采用注浆方案进行处治，注浆材料满足规范耍求。注浆孔距结合规范要求，设计推荐采用15m,布置形式为梅花形;采空IX处治范围外边缘设置帷幕注浆孔，孔距推荐采用15m。帷幕注浆功能为封堵浆液，阻止浆液

6、流入处治区域以外。采空区处治范围及注浆孔布设如图1所示。图1采空区处治范围下载原图采空区处治施工要坚持“动态设计”的原则，根据现场施工钻探以及注浆实际情况，调整注浆孔间距、注浆压力等参数，最终达到采空区预期处治效果。5.1釆空区注浆处治范的确定采空区治理范围的确定基于可靠的地层勘探资料，探明采空区与路线位罝关系以及埋深，并根据现行规范中的计算公式计算处治的长度、宽度以及深度。采空区处治宽度和长度必须考虑覆岩移动影响宽度，而采空区处治宽度还需考虑围护带宽度。根据规范要求，采空区的处治深度即注浆钻孔深度，须至底板

7、以不不小于1m。5.2釆空区注浆量预测采空IX位于地表以下，尽管地质勘探范围能够覆盖采空IX，但仅靠有限数量的钻孔仍然难以准确确定采空区的厚度、塌落程度、剩余孔隙率等参数，因此，采空区注浆处治的工程量难以准确计算。目前，可以依据《采空区公路设计与施工技术细则》(JTG/TD31-03-2011)中注浆量总量计算公式进行估算。其中，煤层平均采出厚度、回采率、采空区剩余空隙率等参数应通过钻探、变形观测、区域资料收集或参照地区经验等方式确定。5.3注浆施工注浆施工前应该认真研宄采空区处治设计方案，根据采空区特点制定

8、相应的注浆方案，确保注浆施工顺利进行。5.3.1选择合适的设备根据釆空区的处治深度、地层特性以及注浆孔和帷幕孔的结构特点，选择满足施工要求的钻孔设备和注浆设备，以保证施工质量。5.3.2选择合适的施工工序将处治域内的注浆孔钻探分2次进行隔孔钻进。第一批钻孔对处治区域有补充调查的作用，将施工钻孔揭露的地层特征与设计内容进行比对，如果有明显差异，可及时优化调整设计内容，以满足处治需要。注浆工作与钻孔工作