采空区钻孔注浆施工工法于

采空区钻孔注浆施工工法中铁十九局集团第二工程有限公司于占双罗莹满学坤

一、前言随着地下工程和地基基础工程技术日新月异的进展，越来越多的工程实践证明注浆工艺的应用，在工程地质和水文地质较复杂的地下工程和地基基础工程中已成为保证工程质量和安全的经济而有效的新型技术2001年我局处承建的祁临高速公路十二标段，采空区处治工程中有注浆孔274个，孔深在100〜150nl之间，累计钻孔33288m在施工实践中，通过探索试验，分析研究，归纳总结形成本工法

二、工法特点

1、设备和工艺简便灵活

2、施工占用空间小，对交通影响小，对市政环境影响小

3、工期短、见效快，适用范围广

三、适用范

4、加固深度易于控制本工法适用于埋层较深的地下溶洞、煤矿采空区、井下巷道及市区内地下洞室的回填加固施工

（一）、工艺原理本工法是利用深孔钻机成孔，下注浆管，然后浇筑孔口管先进行周边帷幕孔注浆再进行注浆孔注浆，浆液在压力作用下，进入土体，充填土体中的空隙，如果土体中有空穴（如采空区、巷道等），那么浆液就会充填固结起到加固作用由于浆液的充填在压力作用下扩散前进，对周围的土体同时产生挤密效应和扩散效应，使土体的孔隙比减少

（二）工艺流程

5、钻孔施工工艺流程（见图1）

6、浇铸孔口管施工工艺流程（见图2）

7、帷幕孔注浆施工工艺流程（见图3）

8、注浆孔注浆施工工艺流程（见图4）a、质量检查施工工艺框图（见图5）

（三）施工要点

1、施工准备搞好“三通一平，建立注浆站，清理施工现场钻孔注浆设备及施工人员，注浆材料进场

2、钻孔首先按设计图纸上的孔位坐标，用GTS711全站仪逐孔测量放线，木桩红布标记，要求误差小于Im采用1000型钎孔锤钻机和300型钻机钻进开孔采用130钻头，当穿过松散土层,进入好围岩2〜3m后下6127套管，换110钻头钻进

3、孔深达到设计深度后提钻杆，下注浆管，注浆管外露长度在

0.5〜1m左右

4、浇筑孔口管浇筑孔口管的水泥应掺速凝剂，以缩短钻孔和注浆工序时间孔口管的注浆高度要达到4~6mo

5、帷幕孔注浆首先，依据帷幕孔成孔过程中的岩芯破碎程度、孔内循环液的漏失量及钻进过程的掉钻、卡钻等现象，判断孔内采空区空洞、孔隙的大小，以选择确定灌注浆液（即水泥粉煤灰砂浆）的类型，并对帷幕孔进行单孔灌浆设计（包括材料、配合比、灌浆工艺、灌浆量等）当地下采空区空隙较小时，可用水灰比为

11.8的水泥粉煤灰浆其中IV

（1）区水泥占固相的77%,粉煤灰占固相的23%；IV

（2）区水泥占固相的20%,粉煤灰占固相的80%,制浆材料中增添水泥重量1-2%的速凝剂当地下采空区空隙较大时，可用水泥粉煤灰砂浆实施灌注，其砂浆流度应在130〜200nlm之间，砂浆强度等级设定为M15对于灌浆量较大的帷幕孔，采用低压稠浆小泵量多间歇的方法灌注，以工艺控制灌浆量，达到最佳的灌浆效果，防止浆液过量流失到非注浆部位或地段

6、注浆孔注浆注浆孔灌浆前，依据注浆孔成孔过程中提供的工程地质信息（岩芯破碎程度、循环液漏失量、掉钻等现象）进行单孔灌浆设计（包括浆液配合比、灌浆量等），采用水泥粉煤灰浆液一次灌浆结束的施工方案对于单孔灌浆量较大的注浆孔，可采用稠浆多间歇的注浆方案，并适时在孔内投入骨料（如砂子等）水泥粉煤灰浆可用BW-250/50型泥浆泵，通过注浆管路注入采空区

7、质量检查在灌浆施工结束6个月后，进行灌浆质量的检测工作检测位置由监理工程现场根据灌浆施工实际具体确定检查孔按灌浆孔总数的3-5%来控制，并经监理工程师批准后选择一孔用波速测井法进行钻探检测，要求波速大于160m/s

五、关键技术

1、为了有效地控制浆液凝固时间，速凝剂和其它添加剂先加在一级搅拌池的粉煤灰浆搅拌池中，以克服加入混合池中后，产生浆液提前凝固的失控现象

2、若发生因浇筑孔口管止浆不好或孔附近裂隙（缝）发育而引起的注浆孔周围的冒浆现象,宜先采用低压小流量间歇灌注，不奏效时，应重新浇筑孔口管，以获得单孔灌浆质量的最佳效果

3、考虑到IV

（1）、IV

（2）区灌浆浆液的配合比不一样，故在本合同段注浆站修建二级搅拌池二个，保证不同配比浆液的同时造浆灌注，加快施工进度

4、受注段过长时，应降低封孔高度至裂隙带上部，不可按标准高度封孔，同时钻孔变径点应降低

5、单孔初灌前，必须进行注水试验，一方面起到洗孔作用，以保证各种空洞裂隙贯通；另一方面判断单孔可灌性，确定初始浆液配合比

6、每个钻孔完成后，经注水试验和洗孔，再进行单孔灌注设计，根据单孔判定空洞带塌陷冒落带、裂隙带的高度及状态，确定浆液配合比、灌浆量；确定分序次的灌注方法和灌注压力

7、一般灌浆孔多采用孔口封闭灌浆法，帷幕孔和胶结孔（隧道以上）采用自下而上灌浆法,单孔灌两层采用自上而下灌注法，当采用后一种方法时，注浆管下至受注层（冒落带），注浆管下部1m用花管，管头封死当灌注达到要求后，拔起1m再灌，依此类推深层封孔装置采用橡胶球形阀，冒落带灌完后采用法兰盘封口

8、帷幕注浆时，如空洞或冒落带的空隙较大，适当灌一部分石屑，但不能超过空洞高度的三分之二，然后灌石屑“混凝土”（指不振捣混凝土）或水灰比大于1L8的稠浆

9、对隧道洞身以上采空区进行胶结灌浆时一，为保证冒落物在受注胶结后的整体强度满足设计要求（5-8Mpa）,同时保证隧道开挖时洞顶不漏浆漏水，保证隧道围岩类别不因采空区处治效果不好而大幅度下降，保证充填率90%以上，灌浆压力必须在3-4Mpa以上

10、保证浆液（或不振捣混凝土）不因自重而离析的措施

①、当地层塌陷，无明显孔洞时，以注浆为主在搞好封孔装置的前提下，先灌水，后注稀浆,保证灌注管路全过程无空气时，再注入正常浆液，中间因灌注泵与流动配合不当等原因出现空气进入时，要用孔口的排气阀及时处理

②、当地下空洞较大时，要先灌一些石屑，同时把灌浆管头封死，采用花管灌注，有意识地降低流动速度，使之与灌浆泵的输出量相匹配

11、在深层还原环境下，浆液和“混凝土”的凝固结石状态与地面氧化环境下的状态差异非常大，几乎没有任何比较性，因此，要根据地下水温状态调整水泥用量，合理增加速凝剂和其它添加剂，估计地下浆液凝固时间，保证结石率和结石强度满足设计要求，为进行质量控制打好基础

六、机具设备（见下表）机具设备设备名称规格型号单位数量空压机20m3台4钻机300型台10钻机150-11A5钎孔钻机型台10005灌注泵型台TL98-12灌浆泵BW-250/50台4发电机台200KV2东风自卸车8T台6

七、劳动组织

1、钻孔劳动组织1安全员1人2质检员1人3空压机2人4电工1人5钻机机长40人6力工80人7汽车司机4人

2、注浆班劳动组织1安全员1人2质检员1人3汽车司机4人4注浆泵机长4人5力工20人以上人员分两班作业，每班工作12小时

八、质保措施

1、组织措施建立健全项目经理、技术负责人、质量检验工程师参加的项目质量管理体系，制定详细的质量管理责任制，明确各级责任认真执行三检制，坚持三不放过，把质量隐患消灭在萌芽状态

2、技术措施严格技术检测制度，杜绝消灭不合格设备及原材料进场建立工地试验室，配齐试验设备及仪器，完备现场检测手段强制工程质量自检

九、安全措施

1、对机械传动部位必须安装防护罩，高空作业人员必须配备安全带，施工人员必须配戴安全帽

2、安全员及特种岗位人员必须持证上岗

3、加强安全教育，使每个职工都牢固树立“安全第

一、预防为主”的思想

4、危险设备及场地设立围栏，并挂明显警示牌

5、对易燃易爆物品设专人管理，并配备足够的消防设备

十、效益分析本工法施工工艺有效，便于操作，帷幕范围大，加固效果好，工程造价低，人员在地面施工,安全系数大，钻机占的空间小，对环境的破坏少，有利于环保

十一、工程实例山西省祁临高速公路工程十二标段采空区处治工程自2001年1月至2001年6月历时半年完工完成钻孔注浆274孔，累计钻进33288m,提前15天完工，由于该工程施工进度快，质量好，多次受到监理和业主的好评。