浅谈东莱线采空区治理工程注浆施工技术

收稿日期

2017-03-09作者简介 王斌（1984-），男，汉族，山东泰安人，工程师。2010年研究生毕业于东北大学，2010年至今工作于山东省煤田地质局第三勘探队。

浅谈东莱线采空区治理工程注浆施工技术

王 斌

（山东省煤田地质局第三勘探队，山东 泰安 271000）

摘 要

本文针对东莱线采空区注浆治理工程，详细论述了注浆方案设计、注浆工艺、注浆技术要求、路基及桥梁观测

等内容，确保治理后的地基能有效地承受路基及机车荷载，不产生破坏变形和产生影响路基正常使用的变形，保证机车安全运营。关键词

东莱线 采空区 注浆 机车荷载

中图分类号 U213.1;TD265.4 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.06.038

A grouting construction technology of the goaf treatment engineering about Donglai line

Wang Bin

(The Third Exploration Team of Shandong Province Bureau of Coalfield Geology ，Shandong Tai an 271000)

Abstract:This paper discusses the the design of grouting scheme、 grouting technology and grouting technology by aiming at the Donglai line goaf grouting treatment project, it ensures that the foundation can effectively bear the load of roadbed and locomotive,it does not produce damage and affect the normal use of roadbed deformation and ensures the safe operation of roadbed..

Key words:Donglai line mined out area grouting locomotive load

1 工程概况

东莱线属于磁莱线的一支，位于山东省中部，始于新泰市东都站，终于莱芜市莱钢站。起讫里程: K1+399—K1+489、K1+585—K1+605，即K1+537两端桥台过渡段路基坡脚外2m 两侧20m 范围内。既有路基高度为5m ，此段为P50标准轨木枕线路。钻孔数量378孔，钻探工程量13230m ，总注浆量15000m 3。

2 区域工程地质特征

本区石炭二叠纪主要含煤地层为太原组和山西组，两组地层总厚270m 左右，含煤17层。岩层总体上呈一近东西走向的向斜构造—新汶向斜。线路跨越区域位于低缓丘陵区，地势开阔，地形波状起伏，呈现出丘陵与丘间洼地相间形态。地下水位埋深2~8m ，具微承压性质，赋存于第四系冲积地层中，受大气降水补给，水量丰富。

3 总体施工方案

首先按图纸进行放样，做好标记。采用XY-1型钻机进行无泵反循环钻进，用Φ130mm 钻头钻开孔，当穿过松散土层，进入围岩2~3m 后，将Φ127mm 套管嵌固进基岩面，然后采用Φ89mm 钻头持续钻进，钻至采空区底板以下2.0m 位置时终孔。按要求做注水试验，浇铸注浆管。孔深一般为23~47m ，平均孔深约35m 。注浆前先在注浆范围四周打帷幕孔，防止注浆过程中浆液四处蔓延。

（1）K1+399—K1+489、K1+585—K1+605段存在煤窑采空区的路基进行钻孔灌注细砂水泥浆液法进行处理。

（2）处理宽度：自路基坡脚外2m 两侧20m 范围内。见图1。

（3）灌浆孔布置：灌浆孔按排距5m ，间距5m 呈梅花型布置。

（4）施工方法：按照三序布置，先施工先导孔，再施工最外排的帷幕孔，然后再施工中间注浆孔。注浆施工按照“探灌结合”信息化施工，根据探测和施工揭示的地质特征调整注浆参数和工艺。

图1 注浆孔横断面布置图

4 主要技术要求及施工工艺

4.1 钻孔施工技术要求

（1）钻孔定位采用手持GPS 进行，无特殊情况需按设计钻孔位置采用。钻孔结束后再采用GPS 准确定测。

（2）钻孔终孔后进行一次测斜工作，要求终孔斜率≤2°。

（3）当钻进基岩面5m 后，改用清水钻进，保持回水池粉干净、整洁，底板岩芯的采取率要在75%以上，并拍照存档。

（4）施工过程中应做好钻探原始记录，进行岩芯取样和采空区记录，以便制定注浆措施。成孔压浆时留备用钻机，进行清孔、处理压浆过程中出现的孔内异常问题。取代表性的孔进行注水试验，确定单位长度吸水量。

（5）钻孔施工过程中要全部进行简易水位观测，并做好记录。

4.2 注浆施工顺序

施工顺序应先施工帷幕孔，再施工注浆孔，施工顺序见图2

。

图2 注浆施工顺序图示4.3 注浆材料及浆液配合比4.3.1 注浆材料

原材料必须经验收合格后方可使用。水源来自当地深水井，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，采用当地细砂。水泥砂浆现场拌合，且用电子磅秤作为计量设备，在制浆机上安装流量计，现场进行配合比交底，并对水泥砂浆拌合进行质量控制，严格按照配合比拌合。4.3.2 浆液制作要求

（1）场地：施工前清理场地，料场场地要平整，以保证施工的连续性。

（2）灌浆材料：用当地细砂加20%的P.O42.5

普通硅酸盐水泥拌匀，加水兑制成细砂水泥浆。浆液应搅拌均匀，搅拌机一次搅拌量不应小于1.5m³。

（3）浆液配合比： 水泥 : 细砂=2 : 8，水固比= 1 : 1.5；帷幕孔：水泥 : 细砂=5 : 5，水固比=1 : 1.8。

（4）压力表量程：注浆孔为2.0MPa ，帷幕孔

压力为5.0MPa 。

（5）额定排浆量：采用变量式注浆泵，其额定排浆量不小于200L/min ，泵压不小于注浆压力的1.5倍。

（6）注浆管采用Φ50mm 钢管，丝扣连接。

4.4 施工工艺

首先进行压水试验，根据现场实际工况确定注浆量、注浆压力、水灰比等工艺参数。施工工艺见图3。

注浆压力也应通过试验确定，施工过程中应时刻注意观察压力表指数变化，压力表的指针增大或减小与注浆量多少息息相关。当注浆量较大而压力表指数未变化时，说明地下存在较大的空洞，可在孔内投入砂、石等粗骨料，或加大浆液浓度，或采用间歇注浆等方法处理；当地面出现冒浆现象时，说明空隙几近被充填，可采用降低压力、小泵量注

浆、表面封堵等方法处理，直至结束灌浆。

图3 施工工艺流程

5 既有路基及桥梁观测

在注浆过程中对既有路基轨面高程、路肩高程、轨距及桥墩位移及沉降进行观测，以免出现地面鼓

包、建筑物损坏、路基及线路变形、桥梁墩身倾斜等现象。

5.1 固定观测

在既有桥墩顶帽四角各打入一根钢筋作为观测点（埋入墩身不小于10cm ）。在两侧路肩上每隔25m 打入一根钢筋作为观测点（埋入路肩土下不小于100cm ）。在压浆过程中每隔4h 对观测点及标记处的轨面高程进行一次位移及沉降观测，位移及高程偏差应≤2mm 。见图4观测桩布置纵断面图、图5路肩及轨面高程位移观测图。

5.2 动态观测

列车运行过程中，观测人员对晃车明显的地点，进行车后检查，检查范围包括：线路方向、水平、