苏宁环球朝阳山地块采空区治理施工技术

许联　王振光

[摘要]介绍在苏宁环球朝阳山地块采空区治理施工中采用注浆的方法施工，检测达到理想的治理效果，并指出其可行性，可予以推广。

[关键词]采空区 注浆 施工 检测 效果 体会

[中图分类号] TU74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-6-1

1工程概况

苏宁环球朝阳山地块地下存在南京硫矿采矿后遗留的老采空区，虽然自1987年已关闭不再有新采矿活动，采空区也已局部垮落，地面有采空地面塌陷。该地块占地面积948177m2。

2工程地质条件

拟建场地出露地层有三叠系中统周冲村组、黄马青组、侵入岩及第四系地基土层自上而下分为5个工程地质层，分层如下：杂填土：灰黄色夹杂色，稍湿，松散，以粘性土夹杂岩屑为主，碎石含量约30%。粉质粘土：黄褐色，饱和，硬塑，含铁锰质结核，大部分夹岩屑，下部为残积土，可塑，夹少量岩块。泥质粉砂岩：黄褐色，块状构造，块径5—10m，风化强烈，裂隙发育，锤击即碎，无回弹，采取率50—80%左右，部分钻孔有揭露。灰岩：灰色，局部为角砾质灰岩块-短柱状，裂隙发育，岩芯较硬，硅化，局部有溶蚀现象。沿裂隙面有黄铁矿，局部含量较富集。①溶洞：粉质粘土、和风化岩屑充填；个别钻孔在钻进过程中有掉钻现象。②推测采空（塌落）区：有灰岩碎块充填，部分钻孔充填矿渣，主要成分为碎石颗粒及少量黄铁矿颗粒，采取率10%--20%，钻进过程中漏水严重。③闪长岩：灰白色，岩芯呈柱状-块状，裂隙较发育，锤击稍回弹，结晶分异良好，局部岩石有所变质，岩体内含钾长石、斜长石、角闪石，具斑杂构造，内有沉积岩碎屑，与围岩接触带发育接触交代变质作用，发育少量黄铁矿，多数岩芯采取率可达85%以上。

3治理设计及检测

3.1治理范围

本次采空区治理采用对采空区进行注浆填充，因此注浆治理的范围主要为拟建场地及场地附近对场地有影响的采空区及巷道，具体的治理范围按：+15 m、+1 0 m、+5 m、0 m、-6 m、-12 m、-37 m、-48 m、-54 m、-60m等10个开采水平的巷道及采空区分布情况确定，采空区治理的深度范围为-60 水平左右。

3.2浆液配制

①本次注浆根据钻孔揭露的空洞情况采用两种不同的浆液配比：②当钻孔揭露的空洞小于5.0m时或溶洞已处于半充填状态仅出现漏水时，选用Ⅰ类浆液。③当钻孔揭露的空洞大于5.0m时，选用Ⅱ类浆液。I类型，浆液配比（水泥：粉煤灰：添加剂）：水=（2：8：0.02）：（6.5～～8.5），比重1.41～～1.48；Ⅱ类型，浆液配比水泥：粉煤灰：粗砂：石粉）：水=（1：2：2.5：2.5）：（6.5～～8.5），比重1.46～～1.55

3.3检测

检测注浆治理后采空区及岩溶地基的稳定性是否满足设计的要求，单一的检测方法较难检测注浆效果的优劣，采用多方法综合检测技术，相互印证，才能取得可靠的检测结果。针对本工程具体情况，经综合分析，本工程主要采用钻探取芯、浆液结石体岩芯单轴抗压强度试验、钻孔成像检测、孔间CT成像等方法进行该采空区及岩溶治理工程的质量检测。

4采空区治理施工

为保证场地南侧沪宁铁路的安全，防止注浆对其造成变形，进场后先施工南侧6个泄水孔。

（1）施工工艺流程为：场地平整→测量放线→搭建搅浆台→钻机及人员进场→技术交底→测放孔位→钻机就位固定→角度校核→开孔报验→钻进成孔（如出现掉钻或者漏水情况及时记录并进行注浆）→成孔报验→注浆（2）钻进：采空区注浆孔采用130mm孔径开孔，进入基岩后下127mm套管至基岩面以下5.0m，并变径为110mm，钻进至第一水平的采空区或巷道后注浆，第一水平完成后将孔深延伸至第二水平的采空区或巷道后注浆，以此类推，直至完成最后一个水平采空区或巷道的注浆工作。岩溶注浆孔采用130mm孔径开孔，进入基岩后下127mm套管至基岩面以下5.0m，并变径为110mm，钻进至终孔深度后注浆。（3）原材料选购及浆液配置：①原材料选购：本工程水泥选购采用P.S.A32.5级矿渣硅酸盐水泥，水泥质量要求符合通用硅酸盐水泥GB175-2007标准。粉煤灰：采用三级散装粉煤灰，进场粉煤灰有专人负责数量及质量验收保证进场粉煤灰达到使用要求。石粉：石粉、粗砂：就近购买，质量符合国家相关规范要求。②注浆浆液配制：注浆材料采用重量称量法，水泥用小板车运送，对板车的体积称重标定；粉煤灰采用铲车运送，铲斗容积也进行称重标定；水的容积采用标定的办法，在搅拌桶里订上钢钉，标注水位位置。浆液配比：水泥：粉煤灰：水；= 2：8：6.5。

5治理效果检测

5.1钻孔取芯的方法

钻孔成孔过程中未出现掉钻及吸风现象，钻孔循环液基本无漏失，孔内静止水位和孔壁稳定，目标层岩芯采取率大于设计要求90%，治理效果满足设计要求。

5.2注浆体的强度检测

目标层的注浆体检测结果强度为1.56～4.92MPa，超过设计要求（≥0.3MPa），达到治理效果。

5.3电磁波孔间CT成像

通过对6组检测孔的电磁波CT成像处理结果来看， 6组剖面内主要吸收系数为1.5 dB/m～ 2.0dB/m，中吸收区域为2.2-2.5 dB/m，主要为含水量较高的粘土层和注浆区，但分布区域很小，推测注浆密实，分析推测填充率在90%以上。未出现吸收系数超过2.8dB/m的高吸收区域，说明剖面内无大于0.33m3（分辨率为0.3m）的空洞，剖面内无明显的岩溶发育，或岩溶已被水泥灌浆充填。剖面内有巷道穿过区域有水泥灌浆及粉煤灰层的反映，异常曲线完整、闭合，说明采空区已被水泥灌浆充填，充填密实，治理效果明显。

6施工体会

对采空区进行注浆治理后，一是填充了采空区内的空洞和裂隙，消除了采空区内岩体产生二次变形的空间，二是注浆后阻止了地下水进入采空区和减缓地下水在采空区内流动，避免了地下水对采空区软化和侵蚀作用的发生。因此，治理后可有效减小地面残余变形，确保场地地基的稳定性。

实践表明，为缓解建设用地的紧张，只要对采空区场地的稳定性进行认真分析评价，并采取合理的防治措施，在采空区场地上进行工程建设是可行的。

参考文献

[1]采空区公路设计与施工技术细则（JTG/T D31-03-2011）.人民交通出版社，2011.

[2]水工建筑物水泥灌浆技术规范（SL62-94）.水利电力出版社，1994.

[3]王桦；纪洪广；跨孔直流电阻率法CT勘探技术研究；地球物理学进展，2010，25（5）.