[發明專利]高速公路下伏采空區地表鉆孔注漿投沙工藝

有效

• 申請號: 201010137950.0
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN101806059A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 黃俊文;肖均;全孝;高文宗
• 申請（專利權）人: 中鐵二局股份有限公司;陜西榆林榆神高速公路有限公司
• 主分類號: E02D3/12
• 分類號: E02D3/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐宏;吳彥峰

技術領域

????本發明屬于地質災害整治技術領域，具體的講涉及高速公路下伏采空區地表鉆孔注漿投沙工藝。

背景技術

采空區是指地下礦產被采出后留下的空洞區，礦體被采出后，自頂板巖層向上形成三帶：垮落帶、導水裂隙帶和彎曲帶，帶來一系列環境巖土工程問題，如平地積水、道路裂縫、房屋倒塌、耕地減少、農田減產等，給礦區工程建設留下很大隱患。對于采空區的治理主要有以下幾種方法：

1、?????????????全充填法：全部充填采空區支撐覆巖，以徹底消除地基沉陷隱患，采用注漿充填、水砂充填和風機充填等，其中，以注漿法應用最廣泛、效果最好；

2、?????????????局部支撐法：局部支撐覆巖或地面構筑物，減小采空區空間跨度，防止頂板的垮落，常用的方法有注漿柱、井下砌墩柱和大直徑鉆孔樁柱或直接采用樁基法等；

3、?????????????加固圍巖法：注漿加固和強化采空區圍巖結構，充填覆巖斷裂帶、彎曲帶、巖土體離層和裂縫，使之形成一個剛度大、整體性好的巖板結構，有效抵抗老采空區塌陷的向上發展，使地表只產生相對均衡的沉陷，以保證地表構筑物的安全；

4、?????????????沉降法：采取措施釋放老采空區的沉降潛力法，在采空區地表未利用前，采取強制措施加速老采空區活化和覆巖沉陷過程，消除對地表安全有較大威脅的地下空洞，在沉陷基本穩定后再開發利用地表土地，常用方法有堆載預壓法、高能級強夯法和水誘導沉降法等；

5、?????????????橋梁跨越法：對于跨度較小的采空區可采用修建橋梁跨越采空區；

6、?????????????其他方法：對公路，也可采取繞避方案或修筑過渡路段或營運后的維修方案。

由于高速公路有些采空區存在如下幾個特殊的情況：（1）采空區跨度大：不能采用橋跨法；（2）埋深大：沉陷法一般適用于埋深極淺（10m左右的采空區），而且沉陷法治理效果難以預計且可能存在一定的安全隱患，因此不能采用沉陷法；（3）經過對采空區的數值模擬計算，以及現場勘探取芯結果表明對巖層離層注漿不可行，說明加固圍巖法不可行；（4）采空區存在大量水，以及大部分采空區已經封閉，不能進行井下作業，因此不能進行局部支撐法。

全充填法注漿材料一般以水泥粉煤灰為主，也有水泥粘土或水泥黃土漿材，因地而異。全填充的用材成本較高。對于地處黃土高原向草原荒漠的過度地帶，分屬風沙地形地貌、黃土溝壑區地貌，存在大量廉價的風積沙的榆神高速公路，從經濟成本考慮，風積沙在采空區的廣泛應用成為設計和施工中的主要技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供了一種能應對采空區跨度大、埋深大等特殊情況，并針對存在大量廉價的風積沙等地質情況，利用現成的風積沙填充采空區的高速公路下伏采空區地表鉆孔注漿投沙工藝。

本發明的技術方案如下：

高速公路下伏采空區地表鉆孔注漿投沙工藝，包括鉆孔、制漿及注漿投沙工藝，其中：

鉆孔包括定點、鉆機安裝及成孔，

定點：使用經緯儀或全站儀測量儀器按照設計孔位進行實地放樣；

鉆機安裝：依據放樣所設標志找出孔位，安裝鉆機；

成孔：鉆機定位以后，采用復合鉆頭開孔，護壁導管維護孔壁，鉆至穩定基巖3～5m處下護壁導管，下部鉆探口徑變徑為89mm，繼續鉆至采空區中的塌陷冒落帶或采空區頂板終孔；

注漿投沙工藝包括：

（1）、在上述鉆孔工藝中在鉆孔安裝好護壁導管后，安裝投沙器，將投沙器用絲扣與護壁導管內的注漿管連接，就形成了注漿投沙裝置，該注漿投沙裝置具有投沙漏斗、注漿管、下料導管；

（2）、安裝好投沙器后，進行清孔試注漿，以檢驗管路的通暢與否及有無跑、冒、滴、漏現象、是否存在坍孔和堵孔現象；在試注漿中，漿液通過投沙器的注漿管連續注入，孔口壓力及回風穩定時即可按設計進行注漿和投沙；

（3）、開始注漿時，在投沙漏斗周圍備沙，采用裝載機運輸，人工配合投沙，具體的講：先通過注漿管上連接的注漿泵往采空區注漿，漿液連續流動后開始從投沙漏斗投沙，以漿液帶沙的方法投入到采空區且進入采空區的沙在漿液的帶動下向四周擴散；

（4）、漿液及沙的不斷注入堆積，在采空區內注漿孔下形成錐形，當漿液從孔口開始冒漿時作為投沙結束的標準；

（5）、當投沙結束后，取下投沙漏斗，在投沙漏斗與下料導管的連接處安裝壓力表，其中壓力表的連接部將下料導管的進料口封閉，如果投沙器具有排氣管則將排氣管封閉，利用注漿泵提供的注漿壓力將漿液壓至采空區還未填充到的區域；