公路项目采空区注浆施工方案.docx

《公路项目采空区注浆施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路项目采空区注浆施工方案.docx（12页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、公路项目采空区注浆施工方案目录Ll施工方式21.2注浆孔设计21.2.1、 帷幕注浆孔布设21.2.2、 注浆孔布设21. 3注浆材料的配置及浆液配合比设计21.1.1、 注浆材料的配置2浆液配合比设计21.4采空区注浆量设计31.5注浆系统准备部署41.5.1、 注浆系统构成41.5.2、 注浆系统配置要求41.6 注浆施工工艺及要求61.6. k钻探施工顺序71.6.2、 钻探流程71.6.3、 浇铸孔口管81.6.4、 注浆材料的配制81.6.5、 注浆工艺及技术要求91.7 工程质量检测101.7.1、 7.1注浆质量检测方法及技术要求111.7.2、 钻探检测111.7.3、 物探检

2、测法121.7.4、 变形监测法12公路项目采空区注浆施工方案1. 1施工方式在地表施工钻孔，钻孔深度达到一1煤层采空区底板下2m,将注浆管密封在煤矿采空区上覆岩层中，采用泥浆泵，将浆液注入煤矿采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙带中，浆液的结石体阻止上覆岩层及地表的进一步沉降、塌陷和变形，从而达到治理采空区之目的。浆液类型采用水泥粉煤灰浆。1.2注浆孔设计注浆管选用直径不小于50mm的钢管，需投入集料时，管径不应小于89mm,注浆管长度为地面上0.5m至法兰盘下1.Om处。采空区注浆孔的设计深度原则为地表至一1煤采空区底板以下2.Om（或地表至见到一1煤层采空区底板下的铁铝岩系止）。每百米孔斜应小于

3、1。平面按帷幕注浆孔和注浆孔分别布设。采空区注浆孔孔位坐标采用2000国家大地坐标系，高程采用1985年国家高程基准。1.2.1、 帷幕注浆孔布设帷幕注浆孔为治理区最边缘一排孔，孔距为IOmo1.2.2、 注浆孔布设注浆孔梅花型布设，先沿公路中心线布设，桥梁宽度范围内：孔距IOnI、排距10m,路基（桥梁宽）外孔距15m、排距10m；路基巷道治理区范围内：孔距15m排距15mo1. 3注浆材料的配置及浆液配合比设计1.1.1、 注浆材料的配置浆液配置应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。每次搅拌时间不得少于5分钟。水应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

4、灰用定量容器计量，并要求用磅秤抽查水泥、粉煤灰的数量。1.1.2、 浆液配合比设计根据工程经验，确定注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:1.O1:1.4。水泥占固相的20%30%,粉煤灰占固相的80%70%.帷幕孔根据具体情况，采用较稠的浆液或在浆液中掺加水泥重量的2%速凝剂，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。采空区处治的标准视所处工程类型的重要程度有所差异，对桥梁工程，从浆液配比、注浆压力、充填率及结石率等参数取高值，水泥占固相的30%,粉煤灰占固相的70%。路基工程处治标准可适当降低，水泥占固相的20%,粉煤灰占固相的80%o桥梁及路基处注浆浆液的配合比确定见表1和表

5、2。表1桥梁工程浆液指标控制表1：1.01：1.11：1.21：1.31：1.4密度(gcm3)1.380.011.400.011.430.011.450.011.470.01结石率(%)268271277285288黏度(三)2232252342482707天试块强度(MPa)20.9020.方20.9821.1021.157天试块容重(gc112.6721.67NL6721.6721.67每/浆液材料用量(Kg)水690667650630613水泥207220234246257粉煤灰483513546574600表2工程浆液指标控制表1：1.01：1.11：1.21：1.31：1.4密度(

6、gcm1)1.360.011.390.011.410.011.430.011.450.01结石率(%)278281284287290黏度(三)2212232292422607天试块强度(MPa)0.600.7020.750.8520.957天试块容重(gcm*)21.5521.5521.5521.5521.55每一浆液材料用量(Kg)水682661641622605水泥136145154162169粉煤灰546582615647678在正式施工前，应按施工时使用的水泥、粉煤灰，在试验室做浆液配比试验及现场试验并进行理论计算。结合现场实际情况，对表3.3.1和表3.3.2的参数做必要的优化和完善

7、。最终作为现场施工时的控制指标。施工现场对浆液的容重、结石率、黏稠度、结石体抗压强度的质量控制：要求在同一孔中的不同配合比各检测一次；结石体抗压强度取七天强度进行检测和试验。每次检测结果均作为原始资料归档1.1.3、 注浆量设计采空区剩余空洞体积指采空区治理范围内的采出煤层体积，扣除采空区因顶板冒落而已发生的变形。考虑在注浆过程中浆液损失，注浆量按公式：Q总二AVn/c式中：A浆液损耗系数，长壁式采空区段落取值1.2,房柱式采空区段落取值1.2；V一一采空区剩余空隙体积(m3)；依据采空区勘察成果和采空区公路设计与施工技术细则的规定，综合确定二1煤采空区场地剩余空隙率为30羯一1煤采空区场地剩

8、余空隙率为50%on浆液充填率，桥梁取值90%,路基取值90%；C浆液结石率，桥梁取值75%,路基取值75%；根据以上公式，计算采空区注浆量385861.85m3。1.5注浆系统准备部署1.5.1、 注浆系统构成注浆系统由料场、一级搅拌池(机)、沉淀池、二级搅拌池(机)、供水系统、注浆泵、注浆管道、封孔装置组成。1.5.2、 注浆系统配置要求(1)料场：堆放注浆材料的料场场地要求平整，运料车辆能正常通行且紧邻搅拌机。料的运输、搬运均便于施工，并设有防潮、防雨措施。(2)搅拌机：能满足正常施工要求，搅拌后的浆液均匀，符合设计要求，一次搅拌量不小于5.Om3o(3)搅拌池：修建的搅拌池应满足正常施

9、工要求，池为圆柱体，中间设置搅拌系统，使得搅拌后的浆液均匀，符合设计要求，一次搅拌量不小于5.0m3,搅拌时间不少于5分钟，见下图。通向注浆孔三一级搅拌池放浆管及阀注浆站平面示意图注 浆 定注浆记录 及浆液质量指标检嬲粉煤灰料场水泥库吸浆泵LJ水泥、粉 煤灰料场一级搅拌放浆管及放浆阀振动机（使吸浆泵头 上下运动，避 免吸浆泵头堵塞）I拔蓄水池值班室注浆站断面结构图（4）水池：制浆站应根据施工注浆总量需要，建立大蓄水量的水池，以保证正常施工。水池容量大小及要求视工地具体情况而定。（5）注浆泵：采用变挡注浆泵，其额定排浆量不小于250Lmin,注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。(6)压力

10、表：注浆孔压力表最大指数应大于IOMpao帷幕孔压力表最大指数应大于注浆最大设计压力的35倍。压力表应在注浆孔口管处安装一只，对应的注浆泵上也要安装一只，用以监测注浆压力在孔口和注浆泵处的变化，判断该孔的可注性，确定是否终止注浆的主要指标。压力表的连接及注浆浆液压送，见下图。注浆浆液压送示意图(7)封孔装置：注浆孔采用直径50mm钢管，在管子前端2030cm处焊接一圆形法兰托盘(托盘直径120130mm之间)，法兰托盘下入孔内变径处。封孔装置也可采用球形止浆塞，封孔位置从地表至基岩内6m处，见图4-7。注浆管采用直径50mm钢管，丝扣连接。(8)注浆管：50mm钢管，丝扣连接。1.6注浆施工工

11、艺及要求采空区处治施工处治工艺流程图采空区处治施工处治工艺流程图1.6.1、钻探施工顺序为保证压浆效果，防止浆液冒浆、窜浆而封堵相邻注浆孔，影响注浆效果。施工时宜采用从北到南隔孔打钻注浆的程序，且保证各孔浇铸孔口管完成后，每个孔口管都要套上丝帽，该孔不注浆时丝帽不得打开。1. 6.2、钻探流程(1)定点注浆孔应用全站仪、钢尺，根据设计的注浆钻孔坐标进行实地测量放样。钻孔实际位置原则上不应超过设计位置0.5m；当因地貌或建筑物影响，钻孔不能放在原设计位置时，可视具体情况在设计代表和工程监理的认可下予以调整。钻探工艺流程如下：(2)成孔工艺用127mm钻头开孔，钻至完整基岩6m后，下入114mm套

12、管或焊管护壁，然后变径为91mm。在第四系的钻探过程中采用跟管钻进。用91mm钻头，钻至煤层采空区中的塌陷冒落带或一1煤层底板以下2mo（3）钻探技术要求布置不少于5%的钻孔进行全取芯，以便指导钻探和注浆施工。全取芯孔应均匀分布全区以便全面掌握采空区的分布特征。为及时调整施工方案，保证工程的构筑物安全提供决策依据。对于取芯孔，采空区上部岩芯采取率为60%,采空塌陷区部位岩芯采取率应大于30%o所有注浆钻孔的岩芯采取率不应小于30%,详细记录钻探过程，对土岩结合面、二1煤层和一1煤层冒落带、采空区部位、掉钻部位、钻进快部位、一1煤层底板的铝岩层部位，应详细记录其埋深、高度、层位和耗水量，保证注浆

13、孔深度内不漏掉一1煤层采空区。做好钻探原始记录和岩芯编录及拍照工作，每个钻孔应绘制注浆钻孔柱状图。1.3.3、 浇铸孔口管（1）将一端带有120130mm法兰托盘的50mm注浆管下入孔内变径处，孔内放入少量砾石，以堵塞大的缝隙，然后放入少量粘土,防止浆液大量渗漏。然后灌入水固比为1：1.51：2的水泥浆，浇铸长度为地表至完整基岩下6m处。（2）水泥浆液中应加入水泥重量的2%速凝剂，或采用425号快凝水泥，快速将注浆管与孔壁固结。注浆孔、帷幕孔及浇铸孔管结构示意见图1.3.4、 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

14、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，并要求用磅秤抽查水泥、粉煤灰的数量。（3）制浆工艺如下图；1.3.5、 注浆工艺及技术要求（1）施工顺序先施工帷幕孔，按照治理范围内注浆孔布置平面图，先施工帷幕孔，待形成阻隔墙后，再沿治理范围倾斜方向由低到高、由边部到中心逐步展开施工，注浆孔分批次进行。为保证压浆效果，防止浆液冒浆、窜浆而封堵相邻注浆孔，影响注浆效果。施工时宜采用从北到南隔孔打钻注浆的程序，且保证各孔浇铸孔口管完成后，每个孔口管都要套上丝帽，该孔不注浆时丝帽不得打开。（2）注浆过程及注浆结束标准注浆浆液浓度采用先稀后稠的方法，注浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录

15、注浆过程中发生的各种现象，收集原始数据，并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。当泵量小于70Lmin时，孔口压力在LO1.5MPa,稳定15分钟，可结束该注浆孔的注浆施工。当注浆量较大时要进行间歇注浆。具体要求如下帷幕孔、注浆孔注浆时，均应先从稀浆（1：LO1：1.2）低流量（90Lmin）开始,当孔口压力WO.6Mpa时,可逐渐提高流量。对不掉钻、微漏水或不漏水的，采用稀浆1：1.01：1.2的浆液注浆。对掉钻、漏水严重的，注浆3（3,换为1：L4的浆液配比，注浆量达到该区平均注浆量（设计总注浆量除以孔数）的100%时，要求间歇注浆。当孔口压力G.OMpa时，要降低流量；当注浆量达到单孔平

16、均注浆量的30%时，要求用稠浆（1：1.31：1.4）。当孔口压力在1.0L5MPa时，注浆流量V90Lmin时，稳定15分钟，要终止注浆。对于不漏水孔，孔口压力可提高到1.5MP&。对于地面冒浆孔，间歇次数不得超过3次，每次间歇时间212小时；当第3次注浆，又发生冒浆时，要终止注浆。压力表：注浆孔压力表最大指数应大于IOMpao帷幕孔压力表最大指数应大于注浆最大设计压力的35倍。压力表应在注浆孔口管处安装一只，对应的注浆泵上也要安装一只，用以监测注浆压力在孔口和注浆泵处的变化，判断该孔的可注性，确定是否终止注浆的主要指标。注浆及间歇注浆前必须用清水洗孔，压水时间不得小于10分钟（3）注浆过程

17、中对附近建筑物的监控为了防止注浆过程中对周围房屋地基基础的影响，应安排专人加强巡视或提前告知周围房主，发现周围地基基础附近出现的冒浆、地表异常隆起（注浆时，地表局部隆起可达几十厘米，裂缝宽度可达十几厘米，并伴有冒浆现象，主要原因是浆液会沿着裂隙或洞穴或基岩层位流窜到上部地层中，致使地表出现隆起、开裂及冒浆）时，及时通知浆站工作人员，终止注浆并安全泄压，采取安全措施，防止对人员及已建建筑物造成损害。1.7工程质量检测依据采空区公路设计与施工技术细则（JTG/TD3L03-2011）,采空区处治结束6个月后，依据工程类型及重要程度，按下表选择适宜的检测方法，进行采空区处治效果检验、评价和验收（见下

18、表），在验收合格后，方可进行主体构造物施工。采空区处治质量验收标准序号检测方法检测项目检测标准1钻孔取芯结石体无侧限抗压强度Re(MPa)桥隧22.0:路基20.62孔内波速测井横波波速V,(ms)路基250：桥隧3503注浆检测注浆量(lmin)注浆结束条件为单位时间注入孔内浆液量小于50Lmin,注浆持续时间1520min,终孔压力2-3MPa.当浆液的注入最超过处治单孔平均注浆量的5%时,应杳明原因4变形检测倾斜值i(mm/m)3.0水平变形值e(mm)2.0曲率值K(三2)0.205充填率、岩芯描述、孔内电视观测、描述采空区旨落段岩芯采取率大于或等于90%,浆液结石体明显，钻进过程中循

19、环液无漏失等注：1项和2项为路基检测项目：工项、2项、3项、4项为桥梁检测项目:5项为描述性参照评价项目。1.1.1、 7.1注浆质量检测方法及技术要求全部注浆结束6个月后，根据钻探、孔内波速测井检测、压浆验证、变形检测等检测资料，综合评价最终注浆质量是否合格；是否需要补充注浆。具体要求如下：1.1.2、 钻探检测(1)在采空区处治范围内，检查孔数量为注浆孔的3%。检查孔位置一是考虑布置在有代表性的采空区位置，二是施工过程中出现异常情况的部位，三是在重要结构物特别是桥墩台下采空区布设检查孔。检查孔的分布数量视工程类型及重要程度有所不同。桥梁采空区检查孔设置在每个桥墩台的中心位置。(2)应按设计

20、要求，钻孔取全芯，钻孔孔径不小于91mm,每回次岩芯采取率应大于90机观察并描述采空区冒落裂隙带浆液结石体岩芯的充填程度、裂隙闭合情况等，观察结石体的颜色、有无混杂物、长度及连续性，结合钻探过程中循环液的漏失情况、掉钻情况、孔壁卡钻或缩径情况等特征评价注浆质量，对岩芯进行编录、拍照、保管和存档。(3)质量检测孔内的验证注浆量应小于检测孔周围平均注浆量的5%,大于5%须查明原因，加大检测工程量，做出综合分析，必要时进行补充注浆，以确保工程质量。1.1.3、 物探检测法在钻孔内进行孔内波速测试，处治后桥梁采空区岩体横波波速应大于350mso浆液的结石体抗压强度，对于桥梁浆液结石体抗压强度不小于2.

21、OMPa；处治后路基采空区岩体横波波速应大于250mso浆液的结石体抗压强度，对于路基浆液结石体抗压强度不小于06MPa.孔内数字式摄像根据图像的形态、颜色及光亮等信息，可以识别浆液对空洞、裂隙的充填情况和岩体的完整程度，并保存摄像资料，评价采空区的处治效果。1.1.4、 变形监测法为了监测煤矿采空区内的大桥、天桥和煤矿巷道密集区一带地表的沉降变形情况，保证构筑物的安全和工程质量，应在相应部位布置专门的变形监测工作，监测时间为注浆治理工程开始前和治理工程结束后一年的时间。注浆前观测时段，主要了解采空区注浆治理前的沉降趋势；注浆过程中，主要监测采空区的治理效果，监测采空区在注浆浆液的诱发下的沉降

22、变化趋势；注浆后，主要用来评价采空区治理后的效果和稳定性，监测采空区在注浆浆液诱发下可能产生沉降的趋势和稳定情况。(1)变形监测工作布置为获取采空区地表变形的变形量、沉降速率等变形参数,监测点布设原则为:在桥梁两侧红线外和巷道上方布设监测点，监测点交错布置，路基两侧监测点间距不超过50米。监测点位应选在不影响基础施工且地表相对稳定的地方。控制点选在采空区外的地基稳固地带，要求长期通视好，观测方便，相对高差尽可能小，附近地形在观测期内不致有大的变化，埋石标志容易保存的地方。监测详细工作量见下表。变形监测工作量监测区域基准点数量沉降监测点数量位移监测点数量总监测频次I区小关大桥变形监测区域526265011区小关一矿巷道处变形监测区域5202050HI区炭煤矿巷道1区变形监测区域5272750IV区炭煤矿巷道2区变形监测区域6393950V区刘武沟大桥+巷道变形监测区域6454550Vl区西南沟天桥变形监测区域4151550VII区小白庄1号大桥及钟峻天桥变形监测区域5323250合计3620420450(2)监测点位移和高程的精度监测点的平面控制网和高程控制网的联测应分别按照四等三角测量和三等水准测量的要求进行，各项精度均应满足相关规范的要求。