摘要：一段時期以來我國高速公路建設事業高速發展，在高速公路選線過程中不可避免的遇到下伏採空區，而採空區的治理效果直接影響到高速公路的使用安全和壽命。本工程對線路經過區域的採空區採用全填充注漿的治理方法，經試驗檢測，達到了理想的治理效果。
關鍵詞：採空區全填充注漿治理方案
1、工程概況
煤窯山鐵礦採空區位於張涿高速張家口段張家口市涿鹿縣境內，該地段處於丘陵向山區的過渡地段，地形起伏較大。該採空區位於線路主線k41+500處附近，採用分離式路基，左右主線路基相距40公尺。採空區主要出現在右側線路主線下方，左線下方主要為採礦巷道。
根據調查走訪得知，此處採空區分1、2號礦井，均為已廢棄鐵礦礦井。
2、地質情況
通過對採空區周圍地質勘察，揭露地質主要為第四系黃土狀土、黃土狀土混碎石、碎石、古生界寒武系白雲質灰岩、燕山期花崗岩。鐵礦開採沿礦脈走向，礦井規模較大，寬度較大，呈條帶狀，為2-3層開採，其中第2層為大規模開採，主要分布在左右線路基下方及中間地帶，深度為10-20公尺，寬度28-40公尺，高度為15-26公尺。根據物探、鑽探情況計算確定1號礦井空洞體積為6386m3,2號礦井空洞體積為27060m3。
3、治理方案
採空區防止地表變形的措施主要有兩個兩個方面：一是開採方面的控制，如減少開採厚度等；二是治理方面，主要採用回填或壓力注漿。
由於各個採空區之間的地質條件、開採方式、停採時間等不同，所以治理方案亦不同。在確定採空區的治理方案是，首先著眼於治理方案的安全可靠性，同時也要注意施工裝置和施工技術的複雜程度和技術經濟上的合理性。根據國內外治理採空區的工程實踐，結合本公路工程的特徵及本採空區的實際情況，採用全充填壓力注漿法進行治理。
4、注漿施工引數
4.1注漿量
根據計算1號礦井採空區的空洞體積為6386m3,2號礦井空洞體積為27060m3。注漿漿液的結實率按80%，漿液對採空區及上覆岩層的裂隙、裂縫的填充率為75%。此數值已考慮了在注漿工程中，漿液向注漿孔壁周圍、採空區上覆岩層劉希的滲透損失，空洞因冒落坍塌形成的部分堆積的空隙而滲入的漿液損失等。
由此確定1號礦井採空區的注漿漿液體積為5987m3，2號礦井採空區注漿漿液體積為25369m3，總注漿漿液體積為31356m3。
4.2注漿孔設計
1、2號礦採空區注漿孔在左右線路基下的空洞區沿縱向為3排，排距為10公尺，每排孔距15公尺；路基兩側的空洞區沿縱向排距20公尺，每排孔距15-20公尺；裂隙帶沿縱向排距25-30公尺，每排孔距30-35公尺。
空洞區注漿孔的深度為地表至採空區底板以下2m,裂隙帶注漿孔深度為地表至裂隙帶以下4m。注漿孔的注漿段長度為最上部完整基岩下5m至注漿孔的深度，孔口管長度為地面至完整基岩下5m變徑處的深度。注漿孔的總體平面布置呈梅花型布置。
4.3漿液配合比
漿液的構成為液相和固相兩部分。液相為清水，是漿液的分散劑和固體的載體。固相為水泥和粉煤灰。水泥在漿液的構成中作為固結劑，與粉煤灰結合共同形成固結體。
根據目前國內累死採空區治理經驗，漿液效能的主要控制指標是漿液的結石率以及漿液對治理區域（採空區和裂隙）的充填率。同時漿液還要具有良好的流動性，已滿足注漿時漿液的輸送以及在治理區域的擴散和滲透。本採空區治理漿液配合比參照國內同類工程經驗，水固比為：
1:1.0-1:
1.4,固相中水泥佔30%，粉煤灰站70%。
5、注漿工藝流程
5.1注漿施工順序
注漿工程施工由嚴格的施工順序，各個環節都有明確的施工技術要求，各環節施工過程中要對各項技術要求進行嚴格的控制。注漿施工的工藝流程如下圖
圖1 注漿工程工藝流程圖
5.2注漿實施工程中採用的施工引數及應注意的主要問題
（1）、鑽孔定位應力求精確，誤差小於1公尺；
（2）、耗水量。以便準確確定採空區和裂隙帶的位置；
（3）、注漿管選用ф50mm鋼管，絲扣連線，鑽孔變徑處（上部ф130mm，下部ф90mm）注漿管上焊接已圓形托盤，托盤直徑ф110mm～ф120mm ,托盤以上採用1:2稠水泥漿封固，封固高度不小於1公尺；
（4）、注漿花管設計在採空區部位（或裂隙部位），長度1.0公尺，採用ф50mm鋼管現場製作，出漿孔孔徑ф16mm，縱向間距200mm，每週四個，上下兩排交錯呈三角形分布；
（5）、注漿材料由水、水泥、粉煤灰、速凝劑構成。施工用水so42-含量要小於10%，水泥採用復合國家質量標準的325#礦渣矽酸鹽水泥，水泥中sio2、al2o3和fe2o3的總含量要大於70%。粉煤灰的燒失量不超過12%，速凝劑選用水玻璃；
（6）、漿液配合比按（1:1.0）～（1:1.4）選擇，其中水泥佔固相的30%，粉煤灰佔固相的70%；
（7）、每次注漿前，先測量待注孔和相鄰孔的孔深，孔深合格後先注入10min的清水，大約2.5m3，將岩層裂隙疏通清洗，確保漿液能達到地層裂隙的各個地方；
（8）、清水細孔結束後，開始注漿。首先先注入水固比1:1.
0的稀漿，注入一定量後，根據孔口壓力變化情況，逐步更換為下一級配比的漿液，直至達到1:1.4。
1:1.0的稀漿注漿量為設計注漿量的30%約100～120m3
（9）、單孔注漿結束標準：當幫浦量小於70l/min,孔口壓力1.0～1.5mpa,穩定10～15min,結束該孔注漿。
5.3間歇注漿
當單孔注漿量超過設計注漿量的20%時，若孔口仍沒有壓力，改用間歇式注漿工藝。間歇時間控制在10～12h，間歇後的再注漿，仍採用漿液濃度有稀至稠的方法。二次注漿量控制在單孔設計注漿量的25%左右；如果孔口仍沒有壓力，再次進行間歇注漿，以此迴圈，直至達到單孔注漿結束標準。
6、注漿施工過程中遇到的問題及解決方法
施工過程中發現採空區因受地質變異的影響，地層岩性中含泥量較大，加之風化破碎嚴重，尤其是採空區冒落帶內的鑽孔，經過多年沉積擠壓，造成地層破碎、塌陷。鑽進過程中部分鑽孔卡鑽、縮徑現象十分嚴重，由此可能引發如下問題：
（1）、導致注漿前孔深與鑽探成孔孔深存在較大誤差，鑽孔區域性注漿孔段封閉，使漿液達不到注漿目的層，注漿量明顯小於設計注漿量。解決方法是：此類鑽孔增加注漿花管的長度，除0至變徑處為實管外全部改為注漿用花管，增加受注段長度。
（2)、注漿花管密封膠皮在下方安裝過程中被鑽孔孔壁或鑽孔孔內充填物劃破，孔內泥漿進入注漿管內將注漿管堵死，致使注漿孔開啟困難或打不開，導致注漿工作失敗。解決方法是：此類孔在注漿花管處適當曾傑膠皮層數，並在下管時在管內注清水以平衡管外壓力，以防膠皮在劃破時不致管外泥漿進入管內堵塞注漿管。
7、注漿質量檢測
注漿施工結束2個月後，進行鑽孔檢驗，按注漿孔總數的3%～5%進行鑽孔檢查注漿質量。
7.1鑽孔取芯檢測
檢查孔布置：1號採空區布設4個檢查孔，2號採空區布設6個檢查孔。布設位置為路基下的採空區採空區、注漿治理過程中存在問題或有疑點的路基邊緣破碎地帶部位。
通過現場鑽孔取樣檢測，本採空區注漿治理工程，漿液對採空區及上覆岩層的充填率平均大於85%，漿液結石率平均大於80%；送檢取樣試塊20組，通過抗壓試驗檢測，抗壓試驗強度最大為0.55kpa,最小為0.49kpa，滿足設計要求強度。
7.2、地面波速檢測
各檢查孔施工完成後，隨機在各孔進行波速檢測。檢查方法為多段分段檢測。重點檢測裂隙發育段及原採空區冒落帶。
檢測結果顯示，單孔平均波速大於180～184m/s,平均波速182m/s,達到設計要求波速。
8、結束語
張涿高速公路煤窯山採空區下伏於路基，開採方式為小規模開採，具有不規則性。採空區地表變形特徵為「非充分活動」下的緩慢變形，採用全填充壓力注漿進行治理，治理方法技術可行，解決合理。根據治理工程現場鑽探和物探檢測結果，勘察成果基本與施工實際相符，注漿治理方案滿足治理效果要求，達到預期治理目的，注漿治理效果良好。
採用全填充注漿法治理下伏採空區工程，具有操作方便、工藝可靠、治理效果好，費用較低的特點。希望本工程的成功施工能給類似工程治理提供參考。
高速公路下伏採空區穩定性分析及治理措施
摘要 採空區塌陷是礦區普遍存在的地質災害，而如果在採空區上修築高速公路，採空區的穩定情況對線路的安全就變得更加重要。本文運用結構力學方法對採空區進行了穩定性評價，介紹了採空區治理措施，並結合國內外下伏採空區問題的研究現狀，提出進一步研究方向。關鍵詞 採空區，公路，穩定性評價，治理措施 中圖分類號 x...
高速公路防護方案
石太客運專線東山過境特大橋 跨太原東環高速公路施工防護 一 施工概況 東山過境特大橋全長6513.68m，中心里程dik181 895.76由14 24m和178 32m簡支箱梁和1 40 64 40m 和1 48 80 48m 剛構連續梁組成，其中34 35 墩跨太原東環高速公路，位置在k3 97...
高速公路監控方案
xx高速公路需監控整條公路的實時道路 車輛情況。在整條公路上安裝120個高速球，監控各個重要部位的實時情況。xx高速公路的監控系統採用數字網路監控方案。前端攝像機 訊號通過光端機和光纖傳輸到監控中心，監控中心的數字硬碟錄影機對影象進行錄影儲存。硬碟錄影機通過網路交換機和數字矩陣聯網，通過運算元字矩陣...