吴笛
中国新兴建设开发有限责任公司 北京市海淀区 100039
摘要：在采空区治理工程质量控制中，依据图纸、规范、规程要求，从工程前期勘察、设计入手，确定建设项目特点、设计要求、质量标准，结合地质条件，煤层量、采空区分布特征等进行分析，以山西能源化工新材料中试基地项目（简称中试基地）为例，确定的采空注浆范围、技术参数，对自然环境、交通情况、施工条件、临水临电等进行评估，做好技术工作、工艺流程、检测指标，提高采空区治理的综合质量。
关键词：采空区治理、技术参数、质量控制
引言：在采空区工程治理评估质量检测控制分析中，按照施工的全过程进行分析，确定工程基本规范要求。从工程建设思维方式和技术标准要求入手，施工主要工艺，施工质量保证措施等，对施工中有关参数提出量化标准，使治理后的场地达到拟建物承载力要求。
一、项目概况
1、建设情况：中试基地项目位于已关闭的原石窟煤矿坑口范围内；占地面积约16万m2，为消除其下覆采空区对拟建物的危害，对下伏3#采空区进行注浆治理。
2、地质情况：拟建区域主要由原石窟煤矿煤矿回采形成，厚度6.8-3.2m，平均5m，层顶埋深141.15-175.10m之间。
二、设计总体思路及预期治理效果
1、治理方案：本工程设计等级为乙级，根据设计图纸地基承载力要求、地质水文情况、环境保护等，拟采用全充填压力注浆法：按设计要求的孔距布设注浆孔，将水泥、粉煤灰按一定配合比混合后，采用注浆泵，通过注浆管注入到采空区和上覆岩体裂隙，浆液经过固化胶结岩层裂隙带，同时采空区的浆液形成的结石体对其上覆岩层起到了撑顶作用，有效地阻止了上覆岩层的冒落塌陷。
2、治理效果：地基承载力、变形符合设计要求，能有效承受上部建筑载荷，保证拟建物安全可靠。
3、钻孔布设及工程量：设计孔距15m，排距15m，正三角形布置，外围设计帷幕孔，间距10m，均深150m。
4、注浆量：按照固相比3:7进行水泥、粉煤灰配比。注浆量估算按照《煤矿采空区建（构）筑物地基处理规范》中第4.2.4节公式4.2.4-1进行：。
特别观测注浆量异常，实际煤层厚度、实际回采、最外围灌浆孔等情况，及时反馈设计方，以便完善补充设计。
三、施工准备
1、人员准备：管理人员4名，劳务工人30名。
2、技术准备：按照施工操作准备和规范技术要求，编制必要的施工组织设计和方案，领会具体的做法和要点要求。按照施工设计规范和交底工作细则，明确实际班组和要素评估要求。认真的学习，确定具体说明，提出具体的施工了解评估方式。
确定设计交底和变更规范要求。详细评估工程实际情况，明确设计规范、技术参数、图纸会审、技术交底、设计变更等内容，将各类图纸信息落实到实际技术演练过程中，及时说明图纸内容。按照技术交底标准要求，做好数据分工和技术交底评估。有主管组长负责，向相关班组、安全员进行评估分析。必要时候需要做好技术交流评估。其中包含图纸材料、配合方式、施工组织设计规范等要素。根据相关的施工顺序、方法、工序等做好搭接。优化质量评估的各项环节，做好约定，确保稳定有效，及时克服质量通病问题的发生，及时采取有效的措施操作。
重视结构划定、技术检查、督促分析等，按照浆液分配操作规范要求，做好详细的调整分析，最终恰当的落实工程各项经济内容，优化高效匹配分析关系，以保证工程各项质量和施工安全的合理有效。
3、材料准备：编制原材料计划；根据现场条件、货源、运输量、进度要求计算占地面积及储备量；
4、机械设备准备：依据项目特点制定专项方。
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四、施工进度
工期为90d，自2021.3.20至2021.6.18。
五、施工工艺
1、工艺流程：钻孔成孔→制浆搅拌→注浆施工等配合紧密、前后连续；采用单、全孔一次性自上而下灌注工艺，地面打孔至3#煤层底板下1m，由孔口直接向3#煤层注入浆液。
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2、成孔工艺
测量放线：采用GPS测量放样。
成孔工艺：钻到基岩面下5m，下套管φ110mm，变径到φ89mm，钻孔到煤层底板下1m。
技术要求：复测钻孔位置，钻进时采用导向措施，基岩面5m以下采取清水钻进。做好原始数据记录，重点是采空区塌陷冒落带，异常情况如卡钻、掉钻、漏风等。
成孔注意事项：先施工拟建物下方注浆孔。钻孔分2-3个次序间隔成孔，钻孔依据取芯钻孔揭露煤层埋深情况，按由深到浅顺序，先钻沿煤层倾向深部孔。
浇铸孔口管：钻孔结束下入DN40钢管，焊接圆形法兰托盘，为其前端2-300mm处下至变径处，松动护壁管，再灌入稠水泥浆，浇铸深度为4-6m，拔起护壁管，浆液不从孔口管溢出。根据钻探地层情况选择在岩石无纵向裂隙发育、孔壁围岩稳定地段，确定止浆位置；在浆液中加入速凝剂，快速将孔壁与注浆管固结，孔口管口安装堵头或堵帽，且高出地面0.5-1m。
3、浆液拌制
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从浆液配置规范规范设计入手，抽查各项指标规范，确定水泥、粉煤灰等用量标准要求。从浆液拌和制作的工艺操作思路入手，确定搅拌比例、注浆量、钻孔系数等。
按照搅拌注浆配置要求，经过二次振捣操作，调整注浆泵入采空区，经过不断的拌合操作，测定注浆量和泵压，记录泵灌浆的情况，做好现场数据的采集分析，及时调整浆液配合比。
注浆材料：水、水泥、粉煤灰等；骨料：石屑、砂等。
浆液配合比：水泥:粉煤灰（3:7）；采用较稠的浆液，掺加速凝剂、粗骨料等。
搅拌过程：一、二级搅拌≥10min；记录时间、泵压、注浆量等数据。
4、注浆工艺
从施工采空区、底板标高、注浆孔构造、倾斜角度、边坡高度等进行分析，先帷幕孔后注浆孔。先低后高由边部向中心展开施工。
注浆：定时观测泵压、控制注浆量，应减小泵量、采用间歇注浆等。当浆量过大时，浆液中混合砂或弪＜5mm的石粉。
帷幕孔注浆：间歇式注浆，监测浆液扩散半径，并加速凝剂。
注浆孔注浆：避免短时间大量浆液注入，一次注浆法注浆量大时可变为间歇式注浆。
注浆结束：吸浆量＜50L/min，持续15min；出现裂隙跑浆时；
5、异常情况处理
单孔注浆末期，在孔口还有少许压力时，不能采用间歇法注浆，若此时停注，裂隙内水泥粉煤灰浆会凝固，堵塞裂缝通道，再次注浆时，会出现孔口压力过大，注不进浆液情况；当吸浆量不变而压力持续升高时，当注浆压力不变吸浆量持续减少时，采用从四周到中间、间隔跳孔的注浆顺序；
采用间歇式注浆法对帷幕孔注浆，当某一浓度浆液的注入量已达设计参数时，进行间歇注浆，间隔24h，调浓注浆液。
六、质量控制
1、原材料
水泥：合格证、检测报告等，按品牌、进场日期分区堆放，有防潮措施，进行见证取样。
粉煤灰、外加剂：粉煤灰其细度规模、烧失率、SO3含量等指标；外加剂选用氧化镁等速凝剂及早强剂。
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2、注浆质量检测
按灌注孔、帷幕孔总数的3%-5%设置检测孔数量，布置在注浆异常区、拟建物等处。
在钻进过程中无掉钻等异常；无侧限抗压强度≥2.0MPa。采用回转钻进、全孔取芯钻探工艺。记录浆液对裂隙、空隙的充填完整性等。
波速测井：在检查孔内进行波速测试，以受注层“平均剪切波速”作为评价检测指标，平均剪切波速≥300m/s，对比勘察时波速测试成果、灌注施工后检测结果进行综合分析。
进行压浆试验，检测注浆充填率、注浆效果；充填达到90%以上，注浆量＜平均注浆量的5-10%。
补注浆：在原注浆孔之间插花补孔，按三角形布置，孔间距10m，重点布置在建筑物及其周边。
3、监测
根据矿层走向布设监测断面，在采空区中间区、内边缘区、外边缘区设监测点，包括裂缝、沉降等。
4、变更、资料
考虑到小窑采空区的不规律性，采取动态施工管理办法，若与设计不符，及时与其联系，按照变更方案，随时调整施工工艺。
做好施工记录，建立质量台帐、技术档案，确保资料的及时齐全。
七、结束语
制定技术工艺流程，合理组织施工，保证工程质量安全，满足设计要求；依据进度要求，配备足够的钻机、浆站进行交叉施工。
做好数据记录、汇总，实现治理工程的高效、经济。
经过采空区治理后，地基承载力满足要求，抗震按不利因素考虑。
综上所述，结合中试基地项目的相关材料进行评估，分析相关的项目规范和技术要求，提出符合采空区治理的技术标准、工艺流程和质量控制要点。
八、参考文献
[1]《山西能源化工新材料中试基地项目3#煤层采空区治理设计》（山西省第四地质工程勘察院2020.10）
[2]《山西能源化工新材料中试基地项目采空区物探勘查报告》（山西省地质勘查局二一二地质队2020.06）
[3]《煤矿采空区建（构）筑物地基处理技术规范》GB51180-2016
[4]崔颖超，郭汉超，张晓春.禹登高速公路下伏采空区注浆治理工程质量检测技术[J].交通标准化，2007(07):199-206.
[5]张刚艳.煤矿采空区治理效果检测及综合评价方法研究[A].中国煤炭学会矿山测量专业委员会.2011全国矿山测量新技术学术会议论文集[C].中国煤炭学会矿山测量专业委员会:中国煤炭学会，2011:9.
[6]成继囯.太中银铁路宁东采空区治理控制技术分析[D].石家庄铁道大学，2015.