注漿法在采空區地基處理工程中的應用分析

靜志會 王牧宇

1.唐山市規劃建筑設計研究院 河北 唐山 063000；

2.開灤（集團）有限責任公司東環坨礦業分公司 河北 唐山 063000

引言

由于對水資源煤炭資源等的過度開發，土地建設的規模擴大，對采空區處理的不到位，許多地面都已出現沉降的情況，而且沉降的程度也較大。另外一些自然原因和人為原因，也加劇了地面沉降的程度，這就會導致有些居民房主的房屋倒塌，墻體開裂。另外地面沉降也可能會引發較為嚴重的交通事故，這是由于地面沉降后，交通道路也會隨之發生塌陷，這樣就會影響人們的日常生活和日常出行。由此對采空區要進行嚴格的勘探和處理，提高采空區地基處理范圍的合理性和準確性。

1 采空區的概念

采空區是人類在采礦時，對采礦區域過度挖掘，將那片區域挖空，導致地表或地下出現空洞。采空區存在著較大的危險，因為沒有了土質的支撐，會導致周圍的山體出現崩塌。如果在采空區進行建筑施工，會導致建筑的地基受到危險，一般采礦完成之后，都會對采礦區進行回填。采空區分為露天采空區和地下采空區，露天采空區可以直觀看到，而地下采空區無法直觀看到，所以在進行建筑施工時，需要進行詳細的調查，了解地下的情況[1]。

2 采空區的危害

采空區會對人類的地面活動造成較大的影響，如果在采礦完成之后，沒有對采空區進行處理，可能會導致采空區周圍的建筑物出現下沉，傾斜倒塌等嚴重情況。因為礦物質分布不均，所以在采礦完成之后會出現分布不均的采空區，而且有些采空區是地下采空區隱秘性較強，如果在施工過程中或者地面活動時不了解周圍的地質情況，很有可能會導致安全事故發生。如何正確判斷地下采空區的危險情況，這需要由工程技術人員對采空區進行空間形態以及局部范圍分析，對采空區存在的危害進行專業的分析和評價，并針對相對應的問題，制定相應的解決措施，避免采空區影響后續該區域的發展。而且如果需要在采空區進行建筑施工，在進行施工前，一定要對建筑地基進行專業處理，保證地基的穩定性，避免踩空區對地基造成破壞。礦山是不斷向下挖掘，在挖掘之后土質疏松，雖然經過回填，但是在長時間的積累之下，很有可能會出現土地下陷的情況，如果在上面進行建筑施工，很有可能導致建筑物倒塌。采空區一定要做好危險分析了解，在工區存在的安全隱患，才能夠對周圍的人民群眾以及周圍的項目工程進行更加詳細，全面的保障。

采空區如果處理不當，有可能會因為不均勻沉降作用，對采空區之上建筑物的結構帶來損害.嚴重地會造成筑物的局部發生開裂、傾斜、甚至倒塌。由于地下采空區的空間分布沒有明顯的規律特征.隱伏性較強，而且采空區頂板處容易發生冒落塌陷等情況。因此，如何正確判斷地下采空區的分布范圍.掌握采空區的空間形態特征和采空區的冒落狀況等.一直是工程技術人員對采空區進行潛在危害性評價的難題.對如何合理制定采空區治理對策造成困擾。而且，工程建設會引發或加劇采空塌陷，所以在含有采空區的地區進行建筑施工前.一定要確保地基處理的可靠性。地基處理稍有不當，將會給建筑物帶來嚴重的危害。同時，隨著礦山向內不斷挖掘，地球對其壓力不斷增大，采空區在強大的地壓下。容易造成崩塌。如果不及時做好處理工作，在這種地基上建造房屋會有極大的安全隱患，也會給這些地區廣大人民群眾的生命財產帶來嚴重的威脅[2]。

3 在煤礦采空區地基處理中注漿法的原理及意義

采空區是指低價固體礦床被開采后留下的空間區域。如不及時處理就會造成礦井坍塌等危險，這就嚴重威脅著人們的生命財產安全，是社會中存在的較大的安全隱患。注漿法也常稱為灌漿法，是利用液壓、氣壓或電化學原理，通過注漿管將各種能固化的漿液注入地基土當中，這樣使得漿體能夠進入孔洞和縫隙，起到充實作用。如此就可以增大地基的承受能力，為采空區上方的建筑，房屋提供安全保障。注漿法的使用方法有很多，其中運用較多的為壓入式注漿。通常來說，壓入式注漿，在無其他外界干擾的情況下，利用內外大氣壓差將漿液注入孔洞和縫隙。將注漿法運用于采空區地基處理后，就可以是采空區避免塌陷，另外起到加固，防止滲漏等作用[3]。

4 注漿法在煤礦采空區地基處理中的流程工藝分析

4.1 確定煤礦采空區地基處理的范圍

煤礦采空區出露于土地表面之中，這不僅會對大氣環境造成很嚴重的污染，還會對建筑物的地基造成很大的危害。對于那些沒有出露于地表的采空區，應該對其進行嚴格勘探。確定其能夠承受的重力范圍，最大限度地避免其塌陷。另外在確定煤礦采空區地基處理范圍時，要考慮到可能會發生的各種要素，做到全面分析，這樣才可以提高其準確度和安全性。

4.2 工程前期準備

做好前期準備也是至關重要的，在前期準備工作中，需要準備直徑為127毫米的無縫鋼管，另外要準備制作漿體的各種材料，只有做好了前期工作，才可以更好地為注漿法的運用奠定基礎。制作漿體的材料最好就地就近取材，其實一些工業上的廢渣就可以被得到運用，另外一些施工設備也要提前準備到位。對于工程施工人員，可以按小組進行分配，做到合理分配。

4.3 設計鉆孔與放線測量

做好前期的工作準備后，就需設計鉆孔的大小和測量放線距離，可以運用物理方法計算出注漿孔的各個數據。在實際情況之中，專業測量人員根據設計的圖紙，再利用專業儀器進行分析設計，以尋求最正確的方法進行孔洞開鉆，另外技術人員要根據實際情況進行操作，保障孔位誤差不大于0.5毫米。

4.4 漿液制作工藝

第一步，進行材料的準備，根據漿液使用量的多少計算出制作漿液的各個材料的用量，再計算出需要水的用量，為保障漿液的制作水平，需要對漿液進行抽樣調查，對一些材料用量的抽查更為重要。另外，需要根據現場的實際情況，求出最合適，最正確的材料配比，保證漿液的制作水平完全符合要求，最后要做到因地制宜，根據不同采空區的情況，制作不同的配比材料，對工程進行實際操作，保障漿液的制作工藝。

4.5 壓入式注漿施工工藝

壓入式注漿指的是通過物理方法，利用內外大氣壓將液體注入于固體當中去，運用于對采空區地基處理當中，就是注漿于采空區部分，通過滲透和擠壓等方式，使漿體可以在采空區停留，經過一段時間的沉淀后，與采空區原先保留的部分形成一個整體，達到加固地基的目的，減少采空區的地面沉降。對于煤礦采空區，為了提高工程的質量水平，保障漿液完全注入應注入采空區，首先需要對邊界進行注漿，然后再根據采空區情況進行注漿，由于邊界區與中間區差別較大，采用的漿液也就不同。另外漿液的配比要嚴格按照要求，為了加速其凝聚和跑漿，可以采用石粉進行控制，注漿的用量與次數也需慎重把握。對中間孔的注漿首先需要對孔內進行清潔，目的是為了保證孔漿液能夠順利注入孔內。另外間歇注漿法也運用的較為頻繁，這是由于各個采空區實際情況不同，所采用的漿液密度也不同。在進行注漿時，需要運用到注入器，注入器呈漏斗狀，這樣可以避免大量粉煤灰的直接注入，需要注意的是：一定要運用純水泥漿液，可以采用一些基本的物理方法，如靜注法和加壓注漿法，這樣可以大大提高漿液結石率和充填率，提高注漿液對采空區地基處理的填充水平。另外每分鐘泵量不應大于30升，這是為了保障孔口壓力差的穩定。

4.6 注漿法處理效果檢測

在整個注漿過程結束后，根據依據《直流電阻率法技術規范》、《巖土工程勘察規范》的要求，對填充物，注漿材料，注漿范圍都進行檢測，保障注漿效果良好。

5 施工工藝及質量要求

5.1 采空區治理注漿材料

在對注漿孔進行施工時，要遵循先內后外，先低后高，分序進行的原則，首先要對帷幕孔進行施工，其后在對一般的注漿孔施工，同時要嚴格按照施工要求，科學的選擇施工技術，從而保證工程的注漿質量。另外施工前，漿液配比試驗一定要多次進行，以求得更為準確的漿液配比數據。不僅使漿液能夠滿足施工，還能更高的提高漿液質量。另外注漿材料一定要把控嚴格，只有每一環節都穩步操作，才可以更好地對采空區進行治理。

5.2 注漿孔施工方法

注漿孔施工在施工前要對工程的工序進行明確，按照工序步驟進行注漿。一般帷幕孔先施工，然后再進行注漿，最后再按層進行注漿。對于孔位要進行詳細的分析，按照不同的孔位進行不同標準的注漿，在注漿過程中也要根據孔洞的情況選用合適的施工方法，保證鉆孔的工藝，確保注漿的質量。

5.3 注漿施工方法

注漿的施工方法，首先施工人員進行漿液制備。將夜的準備要根據工程師的方案標準進行配比，在配比過程中，嚴格準備各種材料，然后將材料進行嚴格的分批攪拌，利用機械設備進行充分的攪拌，在攪拌的過程中，要不斷加入材料，以及相應的混凝土材料。在攪拌過程中，一定要把控漿液的硬度，嚴禁漿液質量出現問題。在注漿的過程中，要嚴格按照注漿的施工工序進行注漿，把控角度，把控漿液的流動速度，把控孔位等等，注重細節，確保注漿的質量。其中在鉆孔的過程中，一定要選擇尺寸合適的鉆孔機，避免對孔位造成破壞。在注漿過程中，會采用單孔注漿方法，這種方法是將漿液的濃度先進行稀釋，然后再進行調稠，在調和的過程中，要觀測漿液的壓力和各方面的數據，再通過設備對注漿注漿過程中產生的數據進行記錄。根據數據記錄分析注漿的實際情況，如果在注漿過程中出現問題，要及時更換注漿方法，減少壓力，避免漿液流失，或者出現過度的氣泡。如果注射的漿液量比較大時，可以采用間歇式注漿施工方法，這樣能夠保證注漿的質量，避免漿液中出現過多的雜物。注漿施工方法有很多，在注漿過程中一定要采用科學的方法，注意注漿的具體情況，仔細觀測漿液的質量，合理利用設備和注漿手法，提高漿液的質量。

6 結束語

注漿法就是將漿液通過物理方法，利用內外大氣壓強，注入于固體當中去，漿液配比一定要嚴格按照要求，這樣才可以達到治理采空區地基的最終目的。此方法有許多的優點，其不僅可以用于地下水防滲，還可以提高地基強度，起到加固建筑物地基，防止地基變形的作用，其應當是治理采空區地基處理的最優方案。其使用的材料多為工業廢料，不僅可以使資源得到循環利用，還可以有效地避免地面因采空區的原因發生塌陷的情況，在建設資源型社會的同時也推動了建筑行業的發展。注漿法是對采空區進行整治的最佳選擇，最終目的是為了保障居民的人身財產安全，在解決建筑用地緊缺問題的同時為環境整治也提供了更優的選擇。