邯长铁路铁矿采空区治理

邯长铁路铁矿采空区治理浅议

摘要简要介绍了邯长铁路采空区治理原理、施工工艺、质量控制及自己的心得体会，提出了在采空区治理过程中应注意的几个问题。

关键词治理原理施工工艺质量控制

中图分类号： tv523 文献标识码： a 文章编号：

治理原理

河北省邯郸武安市境内矽卡岩型磁铁矿床的分布都是围绕着各个侵入体与奥陶系中统纯灰岩的接触带之中，形成了各个矿床。属接触型磁铁矿床。矿体的围岩主要是奥陶系中统石灰岩经变质之角岩、大理岩、结晶灰岩以及受蚀变作用之闪长岩类。矿体的形状也是变化多端，其产状一般多属急倾斜型，也有的属于缓倾斜的，有的由缓倾斜突然变为陡倾斜，也有的由陡倾斜马上变为缓倾斜，极为复杂，规律性差。

根据现场调查结合高密度地震物探方法揭示的异常位置，共布置4个钻孔，深度按80m。国内治理采空区依据矿区特征主要有三种方法充填处理采空区，崩落围岩处理采空区和采用永久性矿柱来支撑采空区顶板。结合武安市境内矿区特征，且有铁路正在运营，采取充填处理采空区的方法。该路基地段采用全充填压力注浆对地基进行加固。

施工工艺

施工工艺流程如下图

1、定点

注浆孔应用仪器实地测量放样，钻孔实际位置原则上不应超过设计位置1.0m。

2、成孔工艺

①用φ130mm钻头开孔，钻至完整基岩5m后，下入φ127mm套管护壁，然后变径为φ91mm。

②用φ89mm钻头，钻至采空区中的塌陷冒落带底板以下3m终孔。

3、浇铸孔口管

将一端带有φ120～130mm法兰盘的φ50mm注浆管下入孔内变径处，孔内投入20cm厚砾石，以堵塞大的缝隙，之后投入30cm厚粘土，防止浆液大量渗漏，然后灌入水灰比为1:1.5～1:2.0的稠水泥浆，浇注高4～6m，浇注要求达到注浆过程中浆液不会从注浆孔壁四周溢出，水泥浆液中加入水泥重量2%的速凝剂，快速将注浆管与孔壁固结。灌浆孔浇注孔口管见浇注孔口管

示意图（下图）。

4、注浆材料的配制

（1）浆液配制应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。

（2）原材料：

水用水表或定量容器计量；

水泥按袋或按定量容器（散装水泥）计量；

粉煤灰用定量容器计量，并要求用磅称抽查水泥、粉煤灰的数量。

（3）制浆工艺如下：

（4）搅拌过程：每次搅拌的时间不得少于5分钟。

5、注浆过程及工艺

（1）施工顺序：按采空区的倾斜方向，先施工采空区底板标高较低位置的注浆孔及构造物工点处的注浆孔，再沿倾斜方向由低向高、由边部向中心展开施工。

（2）注浆

注浆方法采用一次全灌注施工方式。

6、结束注浆

当注浆达到下列标准之一时，可结束该孔注浆：在灌浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当泵量小于70l/min时，孔口压力在1.5～2.0mpa，稳定 10～15分钟，可结束该孔的注浆施工。

7、提管、回填

拔管时使用拔管机。每次上拔高度为500mm。拔出管后，及时刷洗注浆管，以便保持清洁、通畅。拔出管后留下的孔洞，及时用水泥砂浆封孔。

工程质量控制

1、采空区施工质量检测共分钻探、注浆两大类。

（1）钻孔

①孔位检测：在实测设计钻孔位置上，最大移动范围不应超过

1.0m。

②孔深检测：注浆孔或帷幕孔钻至采空区底板以下3.0m终孔，

并确保进入完整灰岩内不小于2.0m。先导孔钻入采空底面10m。

③孔斜：工程主体及围护带范围内每100m孔斜不超过1°；影响带范围内每100m孔斜不超过2°。

④孔径：钻孔开孔孔径为φ130mm，钻至完整基岩5m后，变径为φ91mm。

⑤止浆效果：要求压水试验和注浆过程中水和浆液不会从注浆孔壁四周溢出。

⑥岩芯采取率：取芯孔的数量应取灌注孔总数的20％，以便验证地层情况及采空区充填情况，采空区冒落带岩芯采取率应不小于30％，其他部为岩芯采取率不应小于60％。

（2）注浆

①浆液材料检测：对浆液中主要材料水、水泥、粉煤灰的质量，要求严格监控，必须符合国家质量检测标准。

②浆液配比与浆液性能指标检测：可按设计中1：1.0～1：1.4

水固比在实验室分别调配浆液，确定其密度、结石率和试块的无侧限抗压强度值等。

③注浆过程控制：施工过程中做好各种记录。

④注浆泵流量检测：注浆泵流量是控制注浆量的唯一合法计量依据，必须定期抽检校核，维护其准确性。

⑤孔口压力及单孔结束标准检测：按时观测记录孔口压力，当灌注孔的注浆末期，泵量小于70l/min时，孔口压力在1.5～2.0mpa，稳定10～15分钟，可结束该注浆孔的施工。

⑥注浆量检测：按时记录、汇总每个孔的注浆量。资料要清洁、整齐，数据要真实、可靠。

2、采空区处理后最终质量检测：

（1）检测方法：采空区注浆过程中和结束后，必须对处理工程质量进行检测。检测手段主要采用钻探、物探和地表沉降观测。（2）检测标准：结石体无侧限抗压强度≥1.0mpa，孔内受注层物探剪切波速≥160m/s。

（3）检测频率：

①钻探：应在采空区治理工程竣工6个月后，采用钻孔检测采空区注浆工程质量，按施工注浆孔的2％布置检测孔，位置宜布置在可能存在问题的地段。

②物探：对治理前后的采空区采用测定波速对比的方法检验注浆质量，按施工注浆孔的2％布置检测孔（利用钻探检查孔2％，共计4％）。

3、沉降变形监测

（1）于右dk40+900.00～右dk41+300.00之间每间隔50m（含两端）设置观测断面，每个观测断面在两侧路肩各设一个观测桩，在右侧路堑堑顶外1.0～2.0m设一个观测桩，观测桩采用方形c20钢筋混凝土预制，断面尺寸为15cm×15cm，长度不小于1.5m，并在桩头埋设半圆形钢耐磨测头。观测桩埋设深度不小于1.4m，桩顶露出地表不大于10cm。埋设方法采用挖坑至埋设深度，桩周用c15混凝土浇注。