采空區治理中監理工作的思考與實踐

梁 彥 軍

(陽泉市工程建設監理中心，山西 陽泉　045000)

山西省是國內有名的煤炭大省，而作為山西的地級市陽泉市更是聞名全國的城市之一，煤炭工業的騰飛發展給當地經濟發展發揮了舉足輕重的作用，可是經過長期的采掘，在地下形成大規模采空，大范圍地表形成的采空塌陷區，隨著國家城鎮一體化，工業化，交通運輸網進程的加快，過去許多煤礦采空區已被劃入工業與民用建筑用地，導致許多不同類型的工程需要穿越采空區或建其采空區之上。為了滿足工程的質量安全必須進行采空區的治理，尤其在民用建筑中尤為突出，采空治理的成敗與否直接關系到上面建筑的安全，筆者就現采空區工程監理在工作實踐與經驗進行了一些探索，供大家參考。

1　采空區區域地質勘測的重要性

1)采空區的治理首先要進行細致的地質調查，調查不深入，掌握的資料不全面直接導致地下構造的判斷失真，甚至導致在地質勘探工作產生依賴性及為了節約勘探費用進行象征性的鉆孔，導致錯誤的結論，陽泉市礦區某16萬m2棚戶區改造項目因地質勘探前期的調查不深入，建筑物紅線距離石太鐵路沿線僅40 m，按照正常的思維，認為在此范圍不會出現采空區，又加上棚戶區改造由一家當地私營房地產開發公司實施，所委托的地質勘探單位在地質勘測中均未發現地下采空(探測點僅滿足規范下限，為了節省勘察費用)，而在建筑物樁基礎施工中發現地下有多處采空巷道，并存在兩層采空，導致樁基礎中途停工，進行采空治理，給后期工程從投資、進度上面造成很大的影響。因為棚戶區改造項目對業主是有進度承諾的，也造成不良的社會影響。開發商損失巨大。

2)采空區注漿主要是根據現場的工程條件要求和地質構造提出的，因此必須要求工程勘察全面準確。對該區域建設的可行性分析，經濟合理性比較提供科學的依據。例如陽泉市北嶺坡某擬建住宅樓按照當地的城市地塊劃分屬于二類區，因在前期的地質勘測需要進行地質災害治理，且費用巨大，導致只能另行選址。

2　采空區地下水文地質勘測

由于地下水條件對工程的設計和施工有重要的影響，必須研究該區域現場水文地質條件，采空區治理中注漿設計從現有的施工條件以及地下水條件進行考慮的，從而判斷采用不同的注漿方法與工藝，所以必須詳細水文地質勘探，根據地層的滲透率、地下水位深度還有地下含水層類型以及對其地下巖層進行化學分析，確定不同的注漿方法和工藝。

3　采空區注漿設計

因為多數采空區治理是區域范圍內的治理，進行針對性的處置，注漿設計也是圍繞擬建構筑物進行設計，由于其地下的不確定性，在勘察的基礎上業主委托具有地質災害治理資質的設計單位設計，并在其基礎上進行專家論證，以論證設計方案的經濟合理性。結合專家意見進行實施。工程監理應全過程參與其中，以全面了解方案的合理性與可操作性。因地下煤層回采后，上覆巖層在自重作用下產生垮塌、變形、離層并且逐漸向地表方向擴展，依次形成垮落帶，、裂隙帶和彎曲帶，為了保證去注漿效果必須計算其“三帶”的最大高度，此高度是判定采空區穩定性的必要條件，在此基礎上進行注漿設計，包括注漿孔的大小、漿體配合比、注漿孔間距、孔深、鉆進方向方法等，作為工程監理必須在設計方案審查時進行全面的審核，對所發現有異議，有遺漏情況及時提出，多數注漿設計方案中對提出的參數標準僅是一定范圍值，如注漿帷幕孔間距一般為2.5 m～3 m，中間孔布置間距一般為3 m～12 m，在施工前均應要求施工單位進行注漿試驗確定最終的間距值，以確保注漿的效果。在注漿孔直徑的選擇上盡量選擇小直徑注漿孔注漿，因為注漿孔設計中直徑一般為38 mm～114 mm,在造價上鉆孔直徑的合理選擇直接影響工程投資，在堅硬巖層的鉆進中表現更加明顯，在巖體質量不好情況下更適合38 mm注漿孔，普遍采用50 mm注漿管，不至于因直徑大而使巖體發生坍塌而堵塞孔道，從而達到預期的注漿效果，帷幕孔孔徑選擇的應該偏大一些，因為考慮可能必要時投注粗骨料。在采空區注漿孔方向的確定上面一般均打垂直孔居多，這樣在有限的場區范圍內注漿可以減小注漿量，節約投資。對配合比的設計目前水泥占固相的15%～30%漿液較多，水固質量比取值范圍為1∶1.0～1∶1.4，固相比例中水泥占固相的15%，粉煤灰占固相的85%。28 d漿體抗壓強度在0.2 MPa～0.8 MPa為宜。注漿管深度的設計以地面至完整基巖下6 m為宜，因煤系地層中泥巖較為多見，為了防止泥巖遇水膨脹縮徑，應該將注漿管道穿越該層。

4　注漿施工過程的管理

1)作為現場工程監理首先對所承攬工程的施工單位進行資格審核，注漿管理人員必須持證上崗，最好是具有注漿經驗的技術人員進行現場技術指導，且有地質專業知識，以對現場施工中不確定的因素進行正確判定，對勞務作業更應該是雇傭有責任心的工人進行操作，由于目前注漿治理屬于冷門作業，施工隊伍不是大型團隊，所以對人員的選用尤為關鍵，并要求施工單位編制可行施工方案，并經監理審核后實施。

2)注漿材料的管理也是監理工作中重點控制的內容，注漿材料中水泥、外加劑以及填料等。對工程中所使用的材料均提供合格證及出廠檢測報告，并對進場的材料進行復檢，送檢頻數應符合規范要求，對于粉煤灰的質量要求目前以Ⅲ級標準居多，由于粉煤灰來源于火力電廠，目前隨著社會的進步，環保要求逐一加大，煤發電縮減，對粉煤灰的等級要求在結實強度要求不高的工程，可以減低其粉煤灰標準，對降低工程造價有積極作用，但是必須保證其中SO3的含量標準，因為過高的S03與水泥中水化產物Ca(OH)2作用，生成強度很低，穩定性差的水化硫鋁酸鈣。

3)注漿設備的管理也是監理工作的一部分，對于設備的選擇必須檢查是否按照方案中要求進場，是否滿足工程需要，目前使用三腳架鉆機鉆孔的較多，但是效率較低，在平潭地面一般采用履帶式鉆機也較多，效率高，還有可調整鉆孔角度的回轉鉆機等，具體選擇根據實際需要選擇。注漿泵的選擇必須滿足工程的需要，要求泵與壓力表進場標定后使用，泵體的基座保證無振動或很小振動，以保證其注漿管道不被脫落。

4)孔間距的控制在施工過程中應該以“靈活適宜”為原則，如注漿孔原設計很靠近基礎樁孔位時，可以將注漿孔作適當調整，這樣做更具有針對性，打點放線時以梅花布置為宜，成孔后及時安裝孔內導管，按照孔位編碼進行標識，并做好詳細記錄，主要包括鉆孔編號、鉆進時間、鉆孔尺寸與傾角、孔口與孔底標高、記錄人簽字等(見圖1)。注漿管長度多數從高出地面50 cm算起到地下完整巖層不小于6 m為宜，并做好管口的成品保護。

5)漿體的攪拌應用專用的注漿攪拌機，為了保證其連續作業，現場不少于兩臺安裝(見圖2)，正式注漿前必須進行材料試配，注漿液體積中水泥含量是以一袋水泥為一個單位(一袋水泥體積大約是0.014 15 m3為依據的),對注漿過程要求做好壓漿過程記錄(包括壓力表記錄、水泥使用量、填充物數量等)，中途注漿過程中孔內注漿量較大時，應采用灌砂法控制單孔漿液方量、由于粗骨料易形成錐形體封堵，一般在帷幕孔處理采用居多，中間孔不多采用，防止達不到空洞治理的效果，對于注漿壓力的控制一般地基保證終孔壓力在1.0 MPa～1.5 MPa,橋梁孔注漿壓力控制在2.0 MPa～3.0 MPa,在施工過程中有時候壓力過高，導致注漿孔“吃”漿量漿縮小，以免地下在未填充密實的情況下漿液回流或噴出地面，判斷注漿是否完成應該觀察是否完全排出注漿，一般在壓力表達到最大壓力注漿的3/4時，且不再接受注漿為止。在鉆孔過程中現場記錄人員必須做好記錄，現場監理人員應對每個工作臺班進行的施工記錄進行收集整理，并及時進行簽認。

6)目前就采空區治理注漿成果的檢測沒有一套完整的規范可尋，一般對其現場的注漿效果是否成功，多由主管部門或建設單位、監理單位提出，多數是在注漿完畢6個月后，通過增打試驗孔來抽取巖芯判斷是否合格。目前多數采用而且便宜簡潔的方法是在注漿孔內作壓力試驗，如果鉆孔溢水可以判定注漿有效，如果鉆孔仍能吸水說明需要補加注漿孔。

5　結語

隨著施工質量管理體系的逐步健全完善以及工程施工工藝的提高，監理采空區治理趨于程序化，筆者針對采空區注漿實施全過程監理的一個總結，為滿足工程需要對工程質量與投資控制提出自己的看法，文中所論不足之處，批評指正。

參考文獻：

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