摘要：巷道受到采动以及支撑压力等因素的影响，其围岩的裂隙发育、部分区域松散破碎、矿压表现突出，使得采空区的煤柱经常发生片帮，有时还会导致底板变形量大等现象，这些现象对回采过程中的安全性有极大的影响。
关键词：注浆加固；矿井；应用
1工程概况
某采空区内存在较大范围的富水区域，预计积水量最大约100万m3，共施工放水孔23个，总计放水量约26．5万m3，剩余水量约73．5万m3。某运输顺槽在通尺375～1705m段受某采空区积水影响较大，集中表现在3个区段：①巷道通尺375～660m段（阶段1），顶板岩层完整，需解决顶板淋水问题；②巷道通尺660m至构造结束后20m（实际到巷道通尺720m处）（阶段2），巷道和保安煤柱顶板煤岩层破碎，煤柱抗压强度较低会导水，需解决掘进期间顶板和煤柱渗水、溃水隐患；③巷道构造结束至1705m段（阶段3），无构造，巷道顶板岩层完整，需解决顶板淋水问题。
2注浆加固方案的设计应用
2.1注浆工程量
为确保施工质量，设计工作量中已考虑上部1.0m厚浮浆段。由于参考的勘察资料中无回填矸石层空隙比数据，参考同类工程经验，执行动态设计原则，暂定场地内矸石可注孔隙率为0.20，即块体体积占80%，浆液结石率按照70%取值。总建筑物外边线向外侧方向2.0m布设注浆帷幕孔，注浆影响范围为各拟建建筑物外边线外扩4.0m计算，注浆面积约2688m2，处理矸石总体积32082m3，灌注浆液总体积约为11916m3。
2.2钻孔布置
在建筑物外边线向外2.0m布设一圈帷幕注浆孔，目的其一为将地基加固区与潜在着火区隔离，其二为防止浆液外流。建筑物下方布设一般注浆孔，采用4m孔间距正三角形布置。钻孔本工程共布置注浆孔258个，其中帷幕注浆孔82个，固结注浆钻孔156个。帷幕钻孔距基础外边线2.0m向基础外方向布设，孔间距2.7m，共计82个；固结注浆钻孔采用正三角形布置，相邻钻孔间距4m，共156个。
钻孔开孔孔径不小于130mm，进入原状土深度不小于1.0m，钻进过程中遇塌孔钻进困难时可采用跟管钻进、泥浆护壁等方法确保成孔后能顺利下入钢质袖阀管。所有注浆孔均按照先帷幕孔后固结注浆孔的顺序进行施工，宜分成两序施工，必要时可分三序成孔注浆施工。分序原则参照有关技术规程、规范执行，当按照二序施工时先施工第一序1、3、5…，第一序次孔注浆施工结束后施工相邻二序钻孔2、4、6…；当按照三序施工时，第一序次为1、5、9…，第二序次为3、7…，第三序次为2、4、6、8…。行列均按序施工，总体原则环间加密，确保浆液有效充填加固。
2.3注浆方法
1）制备、置换套壳料：套壳料用水、水泥、膨润土按照1.6：1：1的配比配制而成，成孔后立即通过钻杆将孔内泥浆置换成套壳料。套壳料在压力的作用下，通过钻杆进入钻孔底部，在孔口发现排出的泥浆中含有套壳料时，停止置换。
2）安设袖阀管：在套壳料置换完成后要立即插入袖阀管。采用套管或焊接连接各节钢质袖阀管，袖阀管每节连接好后，依次下放到钻孔中，直到孔底，下放时尽量保证袖阀管的中心与钻孔中心重合。
3）分段分层注浆：注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法，分段长度为2m，注浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录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。为便于注浆质量控制，实际注浆时，每孔可选稀、稠两种配比的浆液进行灌浆，稀浆灌注量取单孔注浆量的30%为宜。
2.4袖阀管注浆参数
1）注浆材料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆注浆材料主要采用水泥、粉煤灰、水、速凝剂（水玻璃）等组成；水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，其质量符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-92）标准；粉煤灰为（热力电厂）电厂初排产品，质量符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-2005）Ⅱ级标准；速凝剂（水玻璃）浓度为35~45°Bé，模数为2.4~2.8。
2）注浆配合比参数。帷幕孔采用水泥粉煤灰浆液，固相比（水泥：粉煤灰）为4：6，内部建筑物下一般注浆孔采用纯水泥浆液，水固比为1：1~1：1.2。当帷幕注浆孔注浆量较大时，可掺入水泥重量2%的速凝剂。
注浆前，应将做注浆原材料在试验室作浆液配合比试验（配合比分别为1：1；1：1.1；1：1.2）。试验内容应包括单位浆液的干料含量、浆液密度、初终凝时间及结石率。
3）注浆压力和扩散半径。注浆开始时先进行压水，注浆压力孔口控制在不大于2~3MPa。暂确定浆液扩散半径为5.0m，实际施工中根据注浆效果进行调整。
2.5注浆结束标准
注浆末期，泵压逐渐升高，当注浆压力在3.0MPa，泵量在15L/min，稳定10～15min，该孔注浆结束。多次注浆间歇时间依据现场试验得到的浆液初、终凝时间确定，以不小于初凝时间，且不大于终凝时间为准。当注浆达到到设计结束标准时，该孔注浆结束。
2.6注浆效果检测
1）勘探检测：注浆施工结束28天后，在场地内布设总数不得少于注浆孔总数的2%的检测孔。在检测孔成孔过程中进行剪切波速试验及重型动力触探试验，以判断被注浆加固后回填矸石层的均匀性和完整性。同时对检测孔所取岩芯进行无侧限抗压强度测试，抗压强度不应小于0.6MPa。
2）静载检测：根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012第8.4.4条规定，换填及注浆加固处理后地基的承载力应进行静载荷试验检验，本工程静载检验要求数量应不少于6个点。
3施工工序及质量控制
3.1施工工艺流程：设备人员进场→土方开挖整平→孔位测量放样→钻机成孔、水泥浆搅拌→沉管至设计孔深→注浆→分段拔管→封孔。注浆先施工四周一圈，待水泥浆达到一定强度后再施工内排，内排施工压浆时采用跳压法施工（跳孔1-2个间隔的顺序方式进行施工）。
3.2技术要点：压密注浆孔位等边1.2-1.3m等边三角形布置，注浆液配合比：水泥110kg每延米，注浆量0.1m3，浆液水灰比0.6，泥浆比重1.71g/cm3，注浆压力控制为0.2-0.3MPa。深度大取高值，深度小取低值，水泥采用42.5普通硅酸盐水泥。压密注浆加固土检测分别采用精力触探、沉降观测等方式进行效果检验。
3.3在注浆过程中，应注意是否冒浆，一旦发现冒浆，应立即停压，待15min左右再灌，并限量注浆，控制单位吸浆量，少注多复。对冒浆部位进行处理，在孔口开口，用粘土或土工布捣实，形成阻浆盖。也可根据情况降低注浆压力，提高浆液浓度，必要时掺砂或水玻璃。
3.4注浆施工应间隔跳打，以免造成串浆，起管时应交叉起管高度，以保证压浆的均匀扩散和挤压。如发生串浆，可适当调节序孔距离和相邻孔位注浆及拔管时间间隔。串浆孔若为待灌孔，采取同时并联注浆的方法处理，如串浆孔正在钻孔，则停钻封闭孔口，待注浆完后再恢复钻孔。
3.5注浆过程中有地下水冒出地面时，需在周围设置排水沟，安排人员用潜水泵排出施工场地；待浆液冒出后，须停止一小段时间后在注浆。
3.6沉管深度、注浆量、注浆压力、范围、浆液配合比等应根据要求派专人负责控制，并如实、准确地做好记录。在注浆过程中，也需对其临近建筑、地面等的沉降、倾斜、位移和裂缝进行监测，有发现异常情况立即停止观察、研究讨论。
结语
注浆技术处理后的地基，满足建构筑物地基承载力和变形的要求。由此看出注浆技术处理煤矿地基效果良好，为类似地质和环境条件下的地基处理提供了一种思路和参考。
参考文献：
[1]杨秀敏.煤矸石地基处理工程实践[J].建井技术，2008，29（1）：39-41.
论文作者:贾志刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：注浆论文; 浆液论文; 钻孔论文; 巷道论文; 顶板论文; 地基论文; 水泥论文; 《基层建设》2019年第16期论文;