礦山采空區施工中地基處理與邊坡支護技術研究

梁 一

（貴州地礦基礎工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

在礦山采空區的施工過程中涉及到的施工環節非常復雜，同時整個工程的施工周期相對較長。在具體的施工過程中，地基處理技術至關重要，它是確保井下圍巖穩定性的基本保障，相關施工單位在具體的施工過程中，需要針對施工區域范圍內的地質條件狀況進行詳細的勘查，并且依照不同的地基條件，制定出針對性的地基施工處理技術，有效提高地基結構的承載能力和穩定性。除此之外，在采空區施工過程中，邊坡支護施工技術也至關重要，由于受到地質條件因素的影響，礦體的邊坡結構需要進行一系列支護處理，以此來保證井下巷道整體的穩定性。

1 采空區地基處理技術

1.1 換墊層技術

在我國部分地區經常會出現軟土地基條件，通常情況下，相關施工單位會盡可能避免在地基條件差的環境下進行施工，但是對于一些特殊的礦山開采區域，必須要在地基條件差區域進行施工，此時就需要對地基進行有針對性處理，有效提高技術結構的安全性和穩定性[1]。在地基施工過程中，最常用的方法為換填墊層法，該施工方法整體的施工流程相對比較簡單，主要是使用一些強度更高、承載力更強的土壤來替換，地基的土壤通過這種換填施工方法，可以有效提高基礎結構的承載能力。通過使用強度更高的回填材料，通過回填壓實處理之后，整體的地基結構穩定性得到了明顯的增強，形成一層受力能力更好的持力層，這種換填墊層施工方式，在礦山工程施工當中應用非常廣泛，前期的施工造價相對較低，并且施工效率較快。

1.2 地基夯實施工技術

地基夯實施工技術，主要是通過強大外力的作用下，對采空區地基條件進行反復沖擊，讓地層當中的大量水分和空氣排出土壤之外，以此來有效提高地質結構的密實程度，進而增大了土壤的承載能力[2]。地基夯實處理技術，在應用過程中通常是使用質量較大的重錘上升到一定的高度然后自由下落，對地表的土壤進行充分壓實。運用大型的體重機械設備將重錘反復提升和自由降落，讓重錘對地基表面進行反復的擠壓，以此來保證井下地質結構形成非常堅硬的基礎層，大大提高了地基結構的承載能力。除此之外，還有一種地基夯實技術和普通的夯實技術相類似，但是在重錘的提升高度上遠遠大于普通的夯實方法，這種夯實處理方法所形成的沖擊力更強，會讓地質結構變得更加緊密[1]。

圖1 地基進行夯實處理

1.3 振沖水沖技術

振沖水沖技術在深層密實地基施工過程中應用效果非常明顯，在具體的操作工作中，通過潛水電機帶動對應的振沖器來進行高頻率振動，并且通過噴嘴直接噴射出高壓的水流。在操作過程中可以形成相應的孔洞，然后在孔洞當中分批加入一定量的回填材料，比如，質地比較堅硬的礦石等，形成一種穩定性較強的樁體結構，有效實現壓縮目標效果[3]。通過這種加固處理方法，整體的操作方式比較簡單，前期的經濟成本投入量較低，同時加固處理效果非常明顯，在抗剪切能力較小的地基條件差區域施工中效果非常明顯。

1.4 旋噴注漿施工技術

旋噴注漿樁地基加固處理技術，在具體的施工過程中，主要使用的是深層攪拌機設備，通過該設備的使用，將固化劑和軟土地基內部的土壤同步進行攪拌，形成加固樁結構，同時在整個工程施工當中，需要使用固化劑來作為干粉和地基條件的土壤進行充分的攪拌和吸收[4，5]。通過這種處理方式對于含水量較大的地基條件，表現出的效果非常明顯，并且該方式在具體的施工過程中，對地基條件當中的原狀土加以了充分運用，并且整個施工過程噪音較小，對周圍的環境沒有明顯的污染，整體的施工效益非常明顯。

圖2 孔洞中回填材料

1.5 堆載預壓施工技術

在礦山采空區地基施工處理工作中，堆載預壓施工方法應用非常廣泛，并且表現出的施工效益和施工效果都非常明顯。在具體的施工過程中操作流程如下所示：首先，在施工完全成型之后，在正式開始施工之前，使用堆載預壓處理方法，將大量的砂石料土料和其他的材料在地基結構當中進行加載，給予地基結構一種穩定的預壓工作條件，保證地基基礎結構在正式開始施工之前得到預先充分壓縮，以此來完成大部分的地基沉降工作。在采空區地基的荷載能力得到充分提高之后，再去除地基表面的其他荷載，然后直接進行后續的井下工程施工。通過這種處理方式，有效控制了地基結構產生的沉降問題，除了運輸荷載物品所產生的費用之外，其他的費用支出相對較小、施工周期較快，使用前景非常明朗[6]。

2 邊坡支護技術

2.1 坡率法支護

在邊坡支護工作過程中，坡率法是一種操作比較簡單，同時可以實現因地制宜的邊坡支護方式。在具體的施工過程中，不需要使用其他的支護方式來進行輔助，只需要通過控制邊坡的高度以及邊坡的角度，可以實現整個邊坡結構的穩定性提升。但是礦山邊坡支護施工技術在使用過程中，對邊坡結構的要求相對較高，在一些土質條件良好、地下水位較低，同時具有足夠放坡空間的邊坡加固工程當中應用非常廣泛[7]。通過該邊坡支護方式的使用，對礦區周圍的環境不會造成巨大的影響，但是在一些井下水發育程度較強，在地質條件穩定性較差的環境下，該施工方法不能進行使用，因此坡率法支護施工技術主要是依照土壤自身的強度，通過調整邊坡坡率大小來有效提高邊坡結構的整體穩定性。

2.2 土釘支護技術

土釘支護方法在具體的工作過程中，主要工作原理是使用土釘沿著孔道和周圍的土壤之間進行充分接觸，形成一個網狀的復合體支護結構，同時在土壤結構當中需要設置長度較短并且密集程度較大的土釘結構，然后有效配合土壤當中的金屬網，噴射混凝土面層和基礎土壤結構之間的承載力，形成一種支撐能力較強支護結構。通過這種支護方法的有效應用，大大提高了土層結構自身的承載能力，可以彌補邊坡結構存在的抗剪切強度不足以及脆性程度不足等方面的問題，同時有效轉變了基坑或者是斜坡產生的形變破壞問題[8]。這種加固處理方式，在深度作業面當中應用效果非常明顯，可以在深度作業面設置一排土釘結構，然后使用混凝土噴射向更深層次的空間繼續進行開發，并且不斷進行重復，直到達到基坑所需要的施工深度為止[9]。

圖3 加設金屬網增加地質結構承載力

2.3 邊坡錨固技術

邊坡錨固支護技術，通常情況下運用在坡面的巖石破碎層、巖層斷裂層以及巖層結構不連續的地層，結構護坡當中通過使用土釘墻或者是錨桿加固結構來提高邊坡結構的穩定性。在具體的施工過程中，主要的工作原理和邊坡錨桿的支護方式基本類似，主要是依靠植入土釘或者是使用錨桿和錨索的加固能力，有效提高邊坡地質結構之間的摩擦力，以此來實現邊坡地質結構的相互牽制能力，防止邊坡結構出現滑動，形成良好的支撐和穩定性施工效果[10]。

3 結語

在邊坡支護施工過程中涉及到的支護方法多種多樣，需要依照邊坡的地質構成條件以及邊坡的穩定性程度來進行針對性判斷，通過地基處理技術和邊坡支護技術的有效應用，大大提高了礦山采空區施工的安全性。