公路路基下伏采空区处治施工工艺

公路路基下伏采空区处治施工工艺1前言随着交通事业的发展进程越来越多的人对行车公路的舒适度有着更高的要求下伏采空区的公路修筑问题被一次又一次的反复提及针对此特殊地质情况要求做出深入的研究。路线方案经东平煤矿大平矿和宏达煤矿三处煤矿采掘范围于采空区段落的长度为0k。路线方案经大平煤矿采掘范围的长度为4.0k，但其中有1.7km为1993年以前已完成采掘活动，现阶段已沉降稳定，有0.2km处于煤层断层地带，今后无采掘活动。路线向西经大平煤矿渣山南侧60跨塔湾河后进入宏达煤矿采掘范围对于经过煤层地带的道路修筑，情况比较特殊技术较为复杂施工难度较大并且作为省道质量要求较高针对已往类似工程较少施工可借鉴的经验不多要求在项目实施过程中对施工方案及资源配置等各个方面做更为细致的论证。经过攻关研究，施工方法节约材料缩短工期、施工安全性好，具有良好的经济社会效益。2工艺特点应用水泥、粉煤灰等材料注浆充填有采空区的位置，费用低，不破坏原有路面，使施工对路面的占用和交通影响极小，不污染环境，施工处治工期短，耐久性好。应用重锤夯击的处治方法加速路面沉降，经济，快速，实用。采用无损探测技术，对于星罗棋布的采空区及不稳定的地层位置有着很精确的定位，定区域处治，保证工程质量，可操作性强。3适用范围本工艺适用于在采空区上方修筑道路及建筑物处治地基加速沉降保持地基稳定采空区综合处治施工技术以其良好的安全性能及经济效益可适用于特殊路基处理亦可以根据实际工程特点，例如加固软土地基。4工艺原理采空区注浆法是将浆材注入采空区域中以改善岩层由于煤炭开采形成的空洞或者造成强夯方案。注浆后再进行无损检测，评价注浆效果。安全更能保障，而且降低了施工成本，避免后期路面塌陷后的修复工作，即经济又实用。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程施工准备→勘测采空区位置→方案设计→确定区域，机械就位→施工处治。图5.1施工工艺流程5.2操作要点5.2.1施工准备（1）调查现场及周边地区，对设计提供的地质、水文。气象资料进行复核。选择合理的施工工艺，向班组进行详细的技术、安全操作交底。确保施工过程中的质量及人身安全。（2）原材料进行检验，水泥浆配比试验，以满足施工工艺的要求。（3）施工用水、电、钻机试运行，确保设备能正常开钻。（4）测量放样、测定孔位点、复核孔间距。（5）各种检测设备安装调试，确保设备能正常使用。5.2.2勘测采空区位置利用散射地震波法或高密度电法对路床有明显沉降区域或采空区可能分布的区域进行勘测，对所处岩层进行分段评价，判断采空区具体位置，确定注浆路段和注浆区域。（1）散射地震波法如下：1）荷载设置：重锤式震源，设置施加荷载为20kg。2）测点布置：3m，测点为15-20个。若为高填方路基，则在边坡下布设测点。（2）高密度电检测高密度电，顾名思义为测点密集的电法，采用高密度电检测时，测点分布在一条线上，点分布越长越好，一般应为200-300m。仪实现数据的快速采集。微机处理之后，分析得出地质构造图。5.2.3方案设计根据上述检测方法所得出采空区的具体位置大小可有以下分类：（1）采空区为比较平缓的倾斜层，沿路床正下方均匀分布，深度50m或不同的深度，采高2m或4m或不同的厚度。（2采空为比较平缓的倾斜层路面正下方不均匀分布深度50m或不同的深度，采高2m或不同的厚度。（3）采空区为急斜层，在路面正下方均匀分布，深度50m或不同深度，采高2m或不同厚度。（4）采空区为急斜层，在路面正下方不均匀分布，深度50m或不同深度，采高2m或不同厚度。（5）采空区为褶皱层，在路面正下方均匀分布，深度50m或不同深度，采高2m或不同厚度。（6）采空区为厚度不均匀的煤层，在路面正下方均匀分布，深度50m或不同深度，采高2m或不同厚度。以上给出的探测情况图均为剖面图实际煤的分布以煤田为主层状分布根据探测结果依次将采空区的位置分布汇总成4个主相关因素即采空区形状倾斜角采空区深度、采面采高、是否均匀分布（即为连续或断开的。5.2.4确定区域机械就位（1）首先采空区钻孔前先对采空区施工范围分片进行场地整平，保证钻机钻孔安全，设置必要的排水坡和四周的排水沟。（2）钻孔前先测定孔位中心点，用竹签和红油漆来现场标记孔位，并复核孔间距。5.2.5施工处治（1）采空区注浆处治技术图5.2.5注浆施工工艺流程液压式压力试验机,量筒,电子天平,水泥胶砂振实台,水泥标准养护箱,泥浆测试仪,水泥胶砂搅拌机,水泥胶砂试模,水泥负压筛析仪等。使用仪器和设备将水，水泥，粉煤灰使用一定的配合比进行配置带到现场。1）注浆方案设计技术为挤压周围土体，增加土体压力进而加速沉降。a渗透注浆基做准备。注浆孔沿纵向边缘方向均匀分布，注浆孔距离0.30m。孔间距1.2～1.5m。对沉降地基，布孔注浆。将沉降的地基进行加固。并实现对周围软弱土层的有效加固。区域之内。注浆孔沿注浆区域平均分布，注浆孔距边缘0.30m。孔间距1.2～1.5m。此为对于整个不稳定区域进行加固处理。b深部注浆置，钻孔至病害位置深度进行注浆。布孔情况依据特定地质条件布置。2）钻孔按照设计的钻孔深度利用冲击钻在标注的注浆孔位置钻孔至设计深度要求钻孔垂直，孔位误差不大于0.05m，钻孔深度不能小于设计深度。3）注浆技术条件要求单孔注浆段结束标准为：吸浆量小于50l/min；受点的注浆终压不小于受注点静水压力的2倍，稳压时间不小于20min。各个注浆段都要达到要求。4）注浆操作a注前压水：注前压水是检查动力系统，机械系统，管道系统是否有问题存在。同时冲刷注层段空隙，是钻孔达到的注层具有一定的吸水量，便于注浆进行。压水为钻孔体积的2倍。b造浆：将特定比例的配置原料水泥，水，土等材料放入搅拌池进行浆液配置。要求搅控制。c注浆：当浆液符合要求后进行注浆，其中一定要定期看管、维护好设备注浆泵，观察泵压、泵头的活动及上水情况。d结束后压水：注浆结束后再次进行压水冲刷管路空隙，压水量不宜过大，与钻孔体积相当即可。压水后释放孔口压力，停泵。泵完全停止后拆除管路结束注浆。（2）采空区强夯处治技术强夯法处治采空区路基施工工艺流程见图5.2.5-3。图5.2.5-3强夯法施工工艺流程1)夯击前检测采空区位置利用散射地震波法或高密度电法对路面有明显沉降区域或采空区可能分布的区域进行勘测，对所处岩层进行分段评价，判断采空区具体位置。2)强夯方案设计强夯法的加固有效深度经验公式:一般的强夯法使用的夯锤重量在8-40t，提升高度在6-40m，其中参数D取0.65，由经验公式可得其夯击的有效加固深度在5-30m不等，其中参数受土质，渗透率等因素影响变化。关区域同样夯击，使周围土体不至于过度隆起。夯击点半径为1m，孔间距为1m。此夯击定夯击在综合处治中有赘述。3)选取夯击位置范围形，夯击点选为长方形布置；选取夯击范围按照夯击点布测。4)夯击土体根据土质夯实土体，对于每个点位置大约需要3-5次夯击，要求最后一击下沉量必须小于50mm，对于饱和软土小于30mm，软弱土小于10mm。若下沉量并没有小于当前情况，定，在综合处治当中，要结合注浆法进行综合处理。5)其它注意要点平整场地：施工机具进入场地前，先用推土机平整场地。铺砂垫层：在地表有饱和细粒土时，在表面铺设1-2m的砂石，可作为承受强夯机械的持力层，可减少由于冲击波而造成的上部土层的松动。夯点确定与吊机就位：标出夯点的位置，吊机就位，测量地面高程，夯前锤顶高程。强夯地基处理：最后一遍夯击后，将场地平整到设计高程，压实。6)施工要点录每个夯点的沉降量保证记录完整夯击前选择有代表性的路段进行试夯确定必要参数，最佳夯击能间歇时间夯击间距夯击次数应由沉降曲线关系获得垫层材料应选择透水性好的材料。7)填土在每次夯击过后，适当的进行填土压实，准备下次夯击。(3)采空区综合处治技术对于5.2.2中所述的比较典型的几类采空区分布情况，结合注浆处治和强夯法处治的工作流程，给出对于每种采空区分布情况的具体的处治方法，如下：1）对于深度为50m的平缓倾斜煤层采空区、有褶皱的采空区，采高2m或不同厚度。均匀沉降，选择20t的重锤，其中夯点布设应为路基表面整体范围2）对于深度更深的平缓倾斜煤层采空区、有褶皱的采空区，采高2m，采高4m。结沉降。50m或更深的平缓不均匀分布倾斜煤层采空区、采厚不均的采空区，采高2m，采高4m。根据实际情况处治。对于深度为0应进行单一的注浆处理由于强夯法会影响到周边稳定土体使用注浆法针对空洞或者不密实地带直接进行注浆加固是最理想的方式图2.5-3深为50，关于厚度不均的情况，应加大最厚区域的注浆量、夯击次数。4）对于深度为50m或更深的急斜煤层采空区、急斜不均匀的采空区，采高2m，采高4m。此类采空区为最容易产生不稳定的恶劣病害，尤其是深度为50m的浅层采空区，由于深的情况应结合注浆与强夯法同时处治。右侧沉降非常有必要性。5）综合处治结果由于不同形状及位置的采空区分布，对于上部岩层的影响是不同的，应根据特殊情况，测点。在采空区附近设置3太远，一般应在100m范围内；否则，还应布设工作基点。基准点在开工前埋设并精确测出况，如有损坏及时设置新的观测点。使用全站仪每天进行观测并记录高程数据，绘制图形。通过长期观测评价处治效果。5.3劳动力组织（见表5。表5.3劳动力组织情况表序号人员配置所需人数（人）备注1管理人员102技术人员203安全人员44钻孔工人555水电工36修理工37司泵128汽车司机109普工2010其他人员4合计1416材料与设备6.1材料配比见下表。表6.1.1材料及配比表序号规格/型号水灰比用水量kg/m31P.O42.50.53506.2设备主要设备包括检测设备和注浆系统强夯主要包括起重机和夯锤供电系统供水系统，供土制浆输浆系统止浆阀强夯机重锤下述为浅层物探设备对于浅层采空区的探测很为准确。检测设备见下表。表6.2.1检测设备表序号设备名称数量备注1地震波1/2高密度电1/3数据采集系统检波器1/4数据分析系统1/6.3水泥浆注浆设备见下表。表6.3.1水泥浆注浆设备表序号设备名称数量备注1发电机1/2空压机1/3变压器1/4机械搅拌器1/5高压胶管1/6注浆泵1/7蝶阀1/6.4强夯机及内集成设备见下表。表6.4.1强夯机及内集成设备表序号设备名称数量备注1强夯机1/2重锤1/3发动机1/4履带式1/5提升设备1/7施工质量控制措施7.1注浆孔1.2～1.5m要求钻孔垂直孔位误不大于005钻孔深度能小于设计深度质量收标准见下表。表7.1.1质量验收标准表序号检验项目允许偏差及允许值检查方法1注浆称量误差<3%抽查2注浆孔位±20用钢尺量3注浆孔深±100量测注浆管长度4注浆压力±10检查压力表读数7.2注浆压力(1)注浆压力根据工程设计和实际调整，一般可设置为(1MPa）(2)注前压水：注前压水是检查动力系统，机械系统，管道系统是否有问题存在。同时2倍。（3）造浆：将特定比例的配置原料水泥，水，土等材料放入搅拌池进行浆液配置。要原则控制。（4）注浆：当浆液符合要求后进行注浆，其中一定要定期看管、维护好设备注浆泵，观察泵压、泵头的活动及上水情况。（5）结束后压水：注浆结束后再次进行压水冲刷管路空隙，压水量不宜过大，与钻孔体积相当即可。压水后释放孔口压力，停泵。泵完全停止后拆除管路结束注浆。50l/min；受点的注浆终压不小于受注点静水压力的2倍，稳压时间不小于20min。各个注浆段都要达到要求。7.3强夯数据检测检查强夯施工过程中的各项测试数据和施工记录，不符合要求的及时采取补救措施。7.4地基质量检验强夯施工结束后隔一定时间对地基质量进行检验。碎石土和砂土地基，1周后可进行检2检验的数量应根据设计夯击位置确定。7.5钻孔按照设计的钻孔深度，要求钻孔垂直，孔位误差不大于0.05m，钻孔深度不能小于设计深度。7.6夯击下沉最后一击夯击下沉量应小于50mm。7.7封孔封孔前应放水降低水压，用水泥封堵，密封做好，应做到不漏水。8施工安全措施8.1按照国家相关规程和办法执行。坚决贯彻“安全第一,以人为本”的方针。8.2施工时，严格按照施工工序进行，设备机具操作按照设备操作规程作业。8.3施工前应检查施工机械的运行状态、良好情况。8.4现场指挥人员及机械操作手应进行岗前培训及安全教育。8.5机械操作手工艺在施工操作时，必须听从指挥讯号，不得随意离开岗位。应经常注意机械的运转情况，发生异常立即检查处理。8.6操作人员在工作中不得擅离岗位，不得操作与操作证不相符合的机械，不得将机械设备交给无本机种操作证的人员操作。8.7设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，关闭好驾驶室(操作室)，要拉上驻车制动闸。坡道上停车时，要用三角木或石块抵住车轮。夜间应有专人看管。8.8应采取隔振、防振措施消除强夯对邻近建筑物的有害影响。8.9在强夯时作业人员要在安全距离以外。8.10作好宣传和现场管理工作，非施工人员禁止入内。夯锤下落后，应在吊钩降至夯锤吊环附近时，操作人员方可下坑挂钩。8.12作业完成后，夯锤应放实在地面上。9施工环保措施9.1防止大气污染桶中，防止尘土飞扬；钻孔完毕后，及时对钻孔处进行清理，避免灰尘扩散。9.2防止噪声污染音设备，降低施工过程中的施工噪音。9.3确保工人身体健康工人施工时必须佩戴劳保用品。9.4防止其他不利因素污染控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。9.5防止施工废水污染a所有施工、生活废水在排放前必须取得相关部门的批准、同意。b排入市政污水管。废浆沉碴必须用密封的槽车外运，送到指定地点处置。c各类土方、建筑材料运输车辆在