贵州省水盘高速公路采空区注浆检测方案(定)概论
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大营脚隧道突泥涌水预防与治理贵州省公路桥梁工程总公司杨平 550001内容摘要:分析了水盘高速公路大营脚隧道左线出口施工发生突泥涌水的原因,通过早期的预防及加强初期支护与二次衬砌的防排水措施,并采用双液浆注浆堵水工艺快速堵水,避免破坏地下水正常循环,确保了隧道施工的安全性及围岩的稳定。
关键词:公路隧道双液浆突泥涌水治理1 工程概况大营脚隧道位于水盘高速路第一合同段(K0+000~K7+540)全长7.54公里,隧道左幅桩号为K5+585~K7+530,长1945m,右幅桩号为YK5+615~YK7+583,长1968m,隧道最大埋深320m。
隧道采用分离式单洞设计净宽1O .5 m,净高5.0m 。
隧道进口段为浅埋地段,地表的覆盖土层较厚,又是灰岩与砂岩交替频繁地带,岩溶发育,属灰岩、泥质灰岩地层,出口段为薄层、中厚层泥质粉砂岩,灰岩段长约485 m,占隧道长度的25%,碎屑岩段长约1460m,占隧道长度的75%。
隧道的洞口段为IV、V类围岩地质构造,洞身段为III、IV类围岩地质构造。
该隧道采用的双向掘进,隧道从进口方向出口方向施工至开挖至K5+655掌子面时,右侧拱腰处出现大量涌泥,涌泥呈流塑状,其中夹有大块砂岩,掌子面发生沿岩体裂隙有涌水,经测算涌泥量达到10m3/d,如果不及时处理,势必可能造成拱顶塌方形成采空区,威胁隧道围岩稳定。
2 突泥涌水原因分析左幅隧道施工至K5+655处,围岩进入泥质粉砂岩与砂岩的地质接触面附近,地质条件产生异常,掌子面左顶部存在 0 .1 2m宽、7m长的破碎带,中间夹黄土,产状225。
∠86。
,掌子面左底部存在局部小碎石带,隧道突泥涌水段地质条件较稳定, 但不同岩层类别的接触带因地质成因的影响,产生大量岩体裂隙,但泥质粉砂岩与砂岩均为隔水层,地表水及岩层裂隙水均汇集于止;又由于岩层处于浅埋地段,砂岩体严重风化,岩体在裂隙水的浸泡下,及易形成流塑状的泥土。
此时一但隧道的开挖破坏到此层,突泥涌水的现象必然发生。
/THESIS论文116高速公路采空区注浆处理技术郝志侃(山西交通建设监理咨询集团有限公司,山西 太原 030006)摘要:高速公路建设经常会遇到煤矿采空区,给工程建设带来了一定的难度。
采空区处理一般有注浆法、非注浆法两种方式。
关键词:高速公路;采空区;注浆处理;采空区是某一空间的绝大部分地下矿床、矿物采集完成后所留下的区域。
一般按采矿深厚比分为浅层采空区、中深层采空区和深层采空区,或者按采空区形成和停采时间分为新采空区和老采空区。
我国部分地区高速公路建设项目会经过煤矿采空区,对采空区的处理成为了施工技术人员必须掌握的内容。
笔者将结合工作经验,简要介绍高速公路采空区注浆处理技术。
一、采空区常用治理方法采空区治理一般根据地质条件、道路条件、施工条件等,选择技术可行、经济合理、满足进度要求的方法。
采空区治理方法主要包括注浆法和非注浆法,非注浆法主要包括砌筑法、开挖回填法和桥跨法。
(一)注浆法向地基土中填充能够将空间内部或者表面空隙填满以及使矿物质沉积于空隙间的浆状材料,材料水分蒸发后可提高物体的强度或防渗透性。
注浆法适用范围较广,主要有提高地基承载力、帷幕、防止地表下沉、防止滑坡等作用。
(二)非注浆法1、砌筑法。
在采矿后形成的空洞内人工回填砌筑,将砌体与洞顶紧密接触,起到支撑顶板的作用,保证采空区上覆岩层的稳定性。
砌筑法主要用于矿层开采后未全部崩塌坠落、采空区空间足够大、通风条件好,不会对开展人工作业等各种活动产生较大阻碍的区域。
干砌法适用于公路路基部位的采空区,浆砌法适用于公路地基较重要部位的采空区。
2、开挖回填。
将开采目标定位路基的下浅层等区域进行回填。
适用于治理地基浅层、高边坡地段等。
3、桥跨法。
以桥的方式跨越采空区不稳定地段。
适用于开采规模小、开采深度不大的采空区。
二、注浆处治工程的一般设计(一)采空区注浆处理的范围采空区治理长度为公路路线走向的实际分布长度,当采空区采矿层厚度较大,地表变形破坏严重,应考虑增加覆岩移动影响范围内的治理长度;采空区治理宽度主要考虑路基层的宽度、维护带的宽度和采空区覆盖岩石区域的影响的宽度;采空区治理深度一般为至底板下1m处。
1 【2 】.治理计划选择根据《矿山开采沉陷学》理论及煤矿“三下”采煤经验,联合国内多个采空区治理工程实践,平日采用条带式注浆法和全胶结注浆法.条带式注浆法是在采空区影响范围内,在采空区形成相似煤炭体系的“保安煤柱”,起着支持采空区及上覆岩层的感化,该办法材料用量较小,但施工相对庞杂.全胶结注浆法是在采空区影响范围内,按必定孔距和分列方法,布设足量的注浆孔,用钻机成孔,经由过程注浆泵.注浆管,将水泥粉煤灰浆注入采空区及上覆岩体裂隙中,浆液经由固化,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形成支持感化,阻拦上覆岩层的进一步冒落塌陷.全胶结注浆法已在国内多个采空区治理工程中取得了成功的经验,该办法施工相对简略,安全性高,施工工艺成熟,施工易于治理,但缺陷是材料用量较大.两种办法比较,本次注浆采用全胶结法.2.采空区注浆治理范围2.1采空区治理长度治理长度为铁路路线走向上采空区(空泛)现实散布长度.当采空区煤层较厚,地表变形损坏轻微,采空区治理长度应斟酌增长覆岩移动角影响范围内的治理长度.2.2采空区治理宽度采空区治理宽度可按如下公式盘算:①竖直岩层时路线与岩层走向平行或者斜交:L=D+2B+(2h ctgφ+H下ctgβ‘+ H上ctgγ’)②程度岩层时:L=D+2B+2(h ctgφ+H ctgδ)式中:L——垂直铁路中线的程度偏向宽度(m);D——铁路路基底面宽度(m);B——路基保护带一侧的宽度(一般为10m);h——上覆松散层厚度(m);H——采空区上覆基基岩厚度(m);φ——松散移动角(°),一般取45°;δ——走向偏向采空区上覆基岩移动角(°);β‘——下山偏向采空区上覆基岩移动角(°);γ’——上山偏向采空区上覆基岩移动角(°);2.3采空区治理深度采空区治理深度一般不小于采空区底板深度.4.采空区注浆体积与注浆量采空区闲暇体积为拟处理采空区范围内的矿层体积乘以回采率,并扣除采空区因顶板冒落已经产生的变形.全胶结注浆治理的本质就是以水泥粉煤灰浆液对采空区闲暇体积进行充填和凝结.总注浆量可按下式估算:C VKmSAQη⋅∆⋅⋅⋅⋅=式中:Q-采空区总注浆量(m3);S-采空区治理面积(m2);m-采空区煤层厚度(m);V∆-采空区残剩闲暇体积率,即煤层被采出后,原空间经塌陷冒落岩块充填后残剩的闲暇率,其取值在0.2~1之间;K-煤层采出率,参照采掘平面图经矿山查询拜访拔取;A-浆液损耗系数,经验值取1.1~1.5;η-注浆充填率,经验值取0.9;C-浆液结石率,取0.9;5.采空区注浆设计5.1 注浆材料及配比注浆材料选用水泥粉煤灰浆液,其水固比1:1.0~1:1.4,水泥含量占固相的30%,粉煤灰占固相的70%,帷幕孔根据具体情形采取较稠的浆液或在浆液中掺加水泥质量的2%速凝剂(水玻璃,模数2.4~3.4,浓度30ºBe~40ºBe),使注入采空区的浆液尽快凝固,以形成帷幕,防止浆液流掉.5.2注浆孔(帷幕孔)设计1)钻孔布设注浆孔设计的深度为地面至采空区煤层底板以下1.5m,注浆孔的重要灌注长度为采空区最上部岩层顶面以下5m至采空区底板,孔口管长度为地面上0.5m至基岩下5m变径处的深度.为了防止在压力注浆进程中浆液的四处舒展,为此设计了帷幕孔.帷幕孔布在处理区周边,孔距根据经验可选择18~20m.注浆孔在采空区治理范围内梅花型布置,注浆孔孔距10~20m,排距10~20m.为检讨施工质量,平日按灌浆孔的2~5%设置检讨孔数目,检讨孔可随机布置.检讨孔长度应为原地面至采孔区底板的深度.2)钻孔构造基岩止浆部位注浆管法兰盘采空区注浆管接口覆盖层及风化带(1)孔深采空区注浆孔(帷幕孔)设计深度为m,现实以揭露采空区底板0.3~0.5m处为准.(2)孔径钻孔开孔直径宜在130-150mm,进入完全基岩5m后变径,终孔直径不小于91mm.(3)取芯取芯孔数目应占总孔数的5%.采空区段和岩层破裂段岩芯采取率不低于30%,其它部位不低于 60%.(4)止浆可采用似法兰盘简略单纯止浆法完成止浆.6.采空区注浆施工工艺及质量掌握6.1 工艺流程概述采空区治理工艺流程是采空区治理工程的焦点内容,是关系到采空区治理工程质量和效益的症结环节,包括成孔工艺.制浆工艺.注浆工艺等一系列前后持续.合营慎密的工艺流程.采空区治理工艺流程内各环节的互相关系如下图所示:1注浆孔运用经纬仪.皮尺进行实地测量放样,钻孔现实地位原则上不应超过设计地位0.5m,当因地面影响,钻机不能就于设计地位时,可视具体情形进行调剂.2)成孔工艺及技巧请求(1)成孔工艺钻进初始阶段,各采空区治理区域内分离布设2~3个取芯钻孔,对地层情形进行勘测和验证,肯定和指导周边钻孔的钻进层位,其余钻孔可参照取芯钻孔的钻进情形实行不取芯钻进.为保证按时完成治理施工义务,须采用响应的施工工艺和施工装备.在施工工艺方面,土层及强风化基岩选用合金钻头钻进,泥浆或套管护壁;中等及轻风化基岩选用复合体钻头钻进.施工装备需采用10台以上的工程地质钻机,并配备大功率空气紧缩机实行潜孔锤钻进.成孔工艺简述如下:①用Φ130mm钻头开孔,钻进至基岩面下5m后,下入127mm套管护壁,然后变径Φ89mm.②用Φ89mm钻头,钻进至采空区中的塌陷冒落或煤层底板0.3~0.5m终孔.③钻孔经钻探技巧员及现场监理验收赞成后,浇铸注浆管.(2)技巧请求①钻孔地位要与测量所定孔位一致,误差不应超过0.5m,如因地形影响钻机不能就位时,报技巧部视具体情形,请示监理工程师变更孔位,不得私自转变孔位.②钻孔测斜频率:在终孔前测量一次孔斜(顶角.方位角),请求终孔孔斜≤2°.③钻进时必须采用必定的导向措施,以保证成孔质量.基岩面5m 以下必须采取清水钻进,回水池岩粉要实时清算清洁.采空区底板岩芯必须取芯并摄影.④钻孔施工进程中,要做好钻探原始记载,尤其是采空区塌陷冒落带.钻探记载要运用蓝.黑色钢笔填写,记载要整洁.清楚.真实.规范,地层分界.岩性判定要精确,并有施钻和记载人员签字.⑤钻孔施工进程中,如发明漏水.漏风.掉落钻.埋钻.卡钻等平常现象要具体记载其深度.层位和耗水量.耗风量,并通知技巧部.⑥钻孔施工进程中和终孔后,要进行水位不雅测,并记载.⑦钻进进程中要实时不雅察并记载钻孔耗水量.⑧终孔后经技巧人员检讨钻探原始记载和岩芯编录后,报监理验收并签发终孔通知书后,方可转入下一道工序.3)浇铸孔口管钻孔停止后,采用φ50mm钢管,在管子前端20~30cm处焊接一圆形法兰托盘(托盘直径120~130mm之间),下入孔内变径处,松动原φ127mm护壁管,再灌入水灰比为1∶1.5-1∶1.2的稠水泥浆,浇铸长度为4~6m,然后起拔护壁管.浇铸质量请求达到注浆进程中将液不会从孔口管外溢出.水泥浆液中应参加水泥重量2%的速凝剂,快速将注浆管与孔壁凝结.φ50mm钢管要凌驾地面0.5m,并在管口安装堵头.6.3制浆工艺1) 注浆材料请求注浆材料重要由水.水泥.粉煤灰.速凝剂等构成,水为甲方供给,参照《混凝土拌合用水标准》(JTJ-89),其SO4-2含量<1.0%,PH>5;水泥采用质量相符国度标准的标号为P·O 32.5的通俗硅酸盐水泥;粉煤灰质量等级为二级~三级,SIO2.AL2O3和Fe2O3的总含量大于70%,SO3含量不大于3%,其它方面应相符注浆工程的请求;速凝剂可选用水玻璃,水玻璃模数2.4~3.0,浓度30ºBe~40ºBe;砂.碎石可就近取材.2)注浆材料的配制①浆液配制应按设计合营比进行,并随机抽查浆液的各项指标.②原材料:水用水表或定量容器计量;水泥按袋计量;粉煤灰用容器计量,并请求用磅称抽查水泥.粉煤灰的数目;③浆液拌制进程如下图所示:然后经由滤网注入二级搅拌池搅拌.每次搅拌时光不得低于10分钟,待浆液搅拌平均后,经由过程注浆泵注入采空区.注浆开端后,要准时不雅测泵的吸浆量和泵压,实时记载灌浆进程中产生的各类现象,完成现场测试和原始数据采集,并根据现实情形实时调剂浆液配比和注浆办法.6.4 注浆工艺1) 注浆体系设置装备摆设(1)注浆体系构成注浆体系由:料场.一级搅拌池(机).二级搅拌池(机).供水体系.注浆泵.注浆管道.封孔装配等构成.注浆体系的平面布置如下图所示:一级搅拌池(水泥粉煤灰浆池)粉煤灰料场散装水泥罐槽钢电机搅拌齿减速机放浆管沉淀池输浆通道一级搅拌池(水泥粉煤灰浆池)二级搅拌池(水泥粉煤灰浆池)吸浆池吸浆口振动机注浆泵流向注浆孔图6.3注浆体系平面布置示意图一级搅拌池(水泥粉煤灰浆池)地面或人工供料平台粉煤灰料场电机减速机搅拌齿转动轴池底为斜坡面放浆管沉淀池输浆通道二级搅拌池(水泥粉煤灰浆池)电机减速机搅拌齿转动轴池底为斜坡面振动机(使吸浆口上下摆动,避免注浆堵管)注浆泵流向注浆孔吸浆池吸浆口>20c m >100cm >60c m>150c m >30cm 图6.4注浆体系构造示意图(2)注浆体系技巧请求①料场:堆放材料的料场场地要平整,运料车辆能正常通行,且紧邻搅拌机,使材料便于运输.搬运;请求设有防潮.防雨措施.②搅拌机:请求能知足正常施工请求,搅拌后的浆液应平均,相符设计请求,一次搅拌量应≥1.5m 3.③搅拌池:建筑的搅拌池应知足正常施工请求,池为圆柱体,中央设置搅拌体系,使得搅拌后的浆液平均,相符请求,一次搅拌量应≥1.5m 3.④蓄水池:制浆站应根据施工注浆总量须要,树立数个蓄水池,以保证正常施工,蓄水池建筑范围及请求视工地具体情形而定.⑤注浆泵:宜采用变量泵,其额定排浆量不小于200L/min,注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍.⑥压力表:注浆孔压力表最大指数应大于 2.0MPa.帷幕孔压力表最大指数应大于5.0MPa.⑦封孔装配:注浆孔采用Φ50mm钢管,在管子前端20~30cm处焊接一圆形法兰托盘(托盘直径Φ120~125mm之间),下入孔内变径处.封孔装配也可采用球形止浆塞,封孔地位在基岩内5~10m处,或采空区上方10~20m处.该封孔装配具体封孔地位由现场实验来定.⑧注浆管:采用Φ50mm钢管,丝扣衔接.2)注浆工艺及其有关参数(1)施工次序:先施工帷幕孔,再施工注浆孔,注浆分二次序进行.按煤层竖直偏向,先施工采空区低的钻孔,后施工采空区高的钻孔.(2)注浆在注浆施工的开端阶段,留意汇集整顿各地段各类配比浆液的灌注充填情形,获取更为合理的注浆施工参数.注浆采用浆液浓度先稀后稠的办法,注浆开端后,要准时不雅测泵的吸浆量和泵压,记载注浆进程中产生的各类现象,收集原始数据,并根据现实情形实时调剂注浆量和浆液浓度.注浆装备宜采用灰浆泵.当地下采空区闲暇较小时,可采用水灰比1:1.0~1:1.2的水泥粉煤灰浆,水泥为固体总重的30%,粉煤灰为固体总重的70%.制浆材估中增加水泥重量2~5%的速凝剂.当地下采空区空泛体积较大或向场区外侧渗漏浆液时,可于孔口处增设一漏斗状的投砂器,用浆液将砂或石粉带入孔内.防止浆液向场区外侧渗漏是实现本期采空区治理工程经济性的个症结环节,需亲密不雅测场区边缘帷幕孔及接近边缘注浆孔的灌注情形,必要时实时增长浆液中砂或石粉的投送数目.(3) 单孔注浆孔停止标准在注浆孔的注浆末期,泵压逐渐升高,当泵量小于70L/min时,孔口管压力在1.0MPa以上稳固10~15分钟后,或注浆孔四周有冒浆等现象消失时,可报监理工程师赞成后停止该孔的注浆施工.7 注浆质量磨练7.1 磨练办法采空区治理工程停止后,可委托第三方进行注浆质量检测.根据以往经验,建议采用下列办法进行注浆质量检测:1.钻探:注浆施工停止6个月后,进行钻孔磨练.经由过程孔内取芯直接不雅察采空区的浆液充填情形,岩芯无侧限抗压强度>0.3MPa,并联合钻探进程中轮回液的漏掉情形及孔壁的稳固性等评价注浆质量.2.波速测井:在检讨孔内进行波速测试,采空塌陷冒落带经治理后,横波波速应大于160m/s.3.联合钻探和物探材料,做出分解评价.在周全剖析研讨这些材料的基本上,最终肯定注浆质量是否及格;是否需补充注浆.7.2注浆质量检测地位及工作量1)注浆质量检测地位应随机布设.2)为检讨施工质量,平日按注浆孔的2~5%设置检讨孔数目,斟酌到本工程按区进行治理,是以每区设置一个检讨孔.检讨孔于治理区域内随机布设.检讨孔长度应为原地面至采空区底板的深度.。
采空区钻孔注浆施工工法一、前言随着科学技术的发展和人类文明的进步,地下空间利用的形态,已千姿百态,越来越多的地下工程和地基基础工程实践证明:地下空间的利用将日益扩展,注浆工艺的研究已成为保证工程质量和安全的重要手段。
2001年我公司承建的祁临高速公路十二标段采空区处治工程,有注浆孔274个,孔深在100~150m之间,累计钻孔33288m。
在施工实践中,通过探索试验,总结出一套行之有效的施工方法,现加以分析研究、总结形成本工法。
二、工法特点1、设备和工艺简便灵活。
2、施工占用空间小,对交通影响小,对市政环境影响小。
3、工期短、见效快,适用范围广。
4、加固深度易于控制。
三、适用范围本工法适用于埋层较深的地下溶洞、煤矿采空区、井下巷道及市区内地下洞室的回填加固施工。
四、施工工艺(一)工艺原理本工法利用深孔钻机成孔,下注浆管,然后浇筑孔口管。
先进行周边帷幕孔注浆再进行注浆孔注浆,浆液在压力作用下,进入土体,充填土体中的空隙,如果土体中有空穴(如采空区、巷道等),那么浆液就会充填固结起到加固作用。
由于浆液的充填在压力作用下扩散前进,对周围的土体同时产生挤密效应和扩散效应,使土体的孔隙比减少。
(二)工艺流程1、采空区钻孔注浆总体流程(见图1 )2、钻孔施工工艺流程(见图2)3、浇铸孔口管施工工艺流程(见图3)4、帷幕孔注浆施工工艺流程(见图4)5、注浆孔注浆施工工艺流程(见图5)6、质量检查施工工艺流程(见图6)(三)施工要点1、施工准备:搞好“三通一平,建立注浆站,清理施工现场。
钻孔注浆设备及施工人员,注浆材料进场。
2、钻孔:首先按设计图纸上的孔位坐标,用GTS711全站仪逐孔测量放线,木桩红布标记,要求误差小于1m。
采用1000型钎孔锤钻机和300型钻机钻进。
开孔采用130钻头,当穿过松散土层,进入好围岩2~3m后下φ127套管,换110钻头钻进。
3、孔深达到设计深度后提钻杆,下注浆管,注浆管外露长度在0.5~1m左右。
采空区灌浆施工方案一、引言采空区灌浆是煤矿开采过程中的一项重要工程,旨在填充煤矿开采后留下的空洞,防止地质灾害的发生。
本文档旨在介绍采空区灌浆的施工方案,包括施工前准备工作、灌浆材料的选择、施工方法和施工注意事项等内容。
二、施工前准备1.调查分析:在施工前,应进行采空区的调查分析,确定采空区的形状、规模和深度,以便合理选择施工方法和灌浆材料。
2.施工方案设计:根据调查分析的结果,设计合理的施工方案,包括灌浆工艺流程、灌浆点的选取和灌浆材料的用量等。
3.施工人员培训:培训施工人员,使其了解施工方案和操作流程,并掌握相应的安全要求和操作技能。
三、灌浆材料的选择采空区灌浆的材料选择应满足以下几个要求: 1. 抗压强度高:灌浆材料应具有较高的抗压强度,以保证填充的空洞能够承受地质应力。
2. 抗渗透性好:灌浆材料应具有良好的抗渗透性,以防止地下水的渗入和影响灌浆效果。
3. 与岩体相容性好:灌浆材料应与周围的岩体相容性好,不会引起岩体破碎和其它不良反应。
4. 施工性能好:灌浆材料应具备较好的流动性和自流平性,以便在施工过程中能够顺利灌注到位。
常用的灌浆材料包括水泥灌浆、膨胀材料灌浆和聚合物灌浆等,根据具体情况选择合适的材料进行灌浆。
四、施工方法1.钻孔准备:根据设计要求,在采空区周围的岩体上钻孔,用以灌浆。
2.灌浆设备准备:准备好灌浆设备,包括灌浆车、灌浆管和灌浆泵等。
3.灌浆进程:将灌浆材料通过灌浆泵从灌浆车输送至灌浆点,利用灌浆管将材料注入钻孔中,直至灌浆点处出现材料溢出为止。
4.灌浆参数控制:在施工过程中,应控制好灌浆的参数,如灌浆速度、灌浆压力和灌浆量等,以保证灌浆效果的质量和安全。
五、施工注意事项1.安全防护:施工过程中,严格按照安全操作规程进行,做好个人防护工作,避免发生安全事故。
2.环境保护:施工过程中,应注意保护环境,避免污染土壤和地下水资源。
3.质量控制:对灌浆材料的质量进行严格把控,确保灌浆效果符合设计要求。
贵州省水盘高速公路第16合同段采空区注浆质量检测方案中铁西北科学研究院有限公司2011年11月一、目的任务水盘高速公路第16合同段K59+530~K59+775路段和K59+280~K59+440段松河大桥(左幅4#~7#墩、右幅3#~6#墩)位于新华煤矿和以往小煤窑地下采空地段。
为满足公路路基和桥梁稳定性的要求,依据“采空区处治工程设计”拟对采空区进行注浆加固处理。
采空区处治后,拟采用钻探岩芯检测法和注浆(或水)试验等多种方法检测注浆质量,本方案是运用物探方法进行检验和评定,具体目的任务如下:1.可控源音频大地电磁测深法(CSAMT),通过注浆前后点-线-面勘察,总体掌握场地采空区分布和注浆后变化情况,也为布置钻探检测孔提供依据。
2.波速测井方法,获取地层纵横波波速,并依此计算出相关岩土体力学参数进而进行评价,特别对采空区注浆前和注浆后结石体的对比分析检测。
3.根据物探结果,布设检查孔进行全孔取芯,直接观察采空区的浆液填充程度,识别浆液对空洞、裂隙的充填情况和岩土体的完整程度,评价采空区的处治效果。
二、场区地质概况1.地形地貌拟建水盘高速公路地处贵州省西部高原,场区位于盘县松河乡附近,有英柏公路从场区附近通过,交通便利。
场区附近海拔1646.0~1784.0m,相对高差138m,拟建公路轴线通过的地面高程为1654.0~1717.0m之间,相对最大高差63m。
场区地貌类型属侵蚀-构造型低中山陡坡地貌,地势较陡。
区内用地为耕地,植被不甚发育。
2.地层岩性区内主要地层岩性自上而下为,覆盖人工填石(Q me)—英柏公路填石,第四系坡积层(Q el+dl)粉质粘土、冲洪积层(Q al+pl)卵石土;下伏基岩有下三叠统飞仙关组下段(T1f1)砂岩,上二叠统龙潭组(P2l)砂岩、泥质粉砂岩、碳质泥岩和煤层。
三、采空区处治依据及方案简述1.采空区概况及处治依据A、K59+530~K59+775路段前期开展的采空区勘察成果显示,本段路线通过采空区范围为路线左侧120米(至河流附近)至右侧约4Km,共涉及松河大桥盘县岸部份墩、台:K59+617~K59+700路基挖方路段及赵家河大桥六盘水岸墩、台位置等三段桥梁及路基。
预应力T梁外观质量控制中铁十五局集团第一工程有限公司水盘项目部QC 小组2011 年11 月15日水盘项目部预应力T梁外观质量控制一、工程概况本工程位于六盘水至盘县高速公路第12 合同段,位于六盘水市水城县境内,主线起于水城县营盘乡渡船寨K40+290,经三家寨设置营盘互通与X244相接后,路线伴水柏铁路左侧山坡近距离平行展线,设刘家寨特大桥后,与红梁子隧道相接,终点里程为K42+470,主线全长2.18公里。
本合同段T梁共572 片,其中30m T 梁507 片,20m T 梁17片。
(加入T 梁尺寸情况)具体各桥工程量如下表:二、小组概况三、选题理由1、水盘高速公路是贵州省2020年骨架公路规划方案“六纵七横八联四环线”公路网中的第三纵,建设完成后对贵州的交通有巨大的贡献。
2、该项目为我公司在贵州的第一个桥梁项目,对打开贵州市场有决定性的作用,公司要求创优质工程,质量标准高。
3、预应力T梁施工中,由于标号高,水泥用量多,砼硬化过程中产生巨大的水化热T梁施工过程中缺陷较多(蜂窝、麻面、砂斑)T 梁的外观质量控制一直是一个难点。
根据以上因素项目部决定成立“T 梁外观质量QC 小组”攻克施工难关。
四、现状调查我们QC小组有丰富经验的技术人员和操作人员,对影响T梁质量的各种因素进行了调查,通过调查分析,总结归纳整理了如下的调查表。
序号因素频数累计频数累计百分比1蜂窝、麻面3030302梁体外观尺寸(该行去掉))1242423反拱值不符合要求(该行去掉))345454表面不光滑2368685缺棱掉角1987876粘膜现象592927模板接头处错缝496968其他4100100图1因素分析图根据调查表做出图形,从图形中可以看出蜂窝麻面、表面不光滑及缺棱掉角这三个因素是影响T 梁外观质量主要问题。
五、制定目标通过对生产T梁的各道工序严格控制,消除各道工序中的质量隐患,从而减少T 梁侧面出现麻花、气泡及错缝现象,保证T梁侧面光滑、颜色均匀一致。
公路项目采空区注浆施工方案目录1.1施工方式 (2)1.2注浆孔设计 (2)1.2.1、帷幕注浆孔布设 (2)1.2.2、注浆孔布设 (2)1.3注浆材料的配置及浆液配合比设计 (2)1.3.1、注浆材料的配置 (2)1.3.2、浆液配合比设计 (2)1.4采空区注浆量设计 (3)1.5注浆系统准备部署 (4)1.5.1、注浆系统构成 (4)1.5.2、注浆系统配置要求 (4)1.6注浆施工工艺及要求 (6)1.6.1、钻探施工顺序 (7)1.6.2、钻探流程 (7)1.6.3、浇铸孔口管 (8)1.6.4、注浆材料的配制 (8)1.6.5、注浆工艺及技术要求 (9)1.7工程质量检测 (10)1.7.1注浆质量检测方法及技术要求 (11)1.7.2、钻探检测 (11)1.7.3、物探检测法 (12)1.7.4、变形监测法 (12)公路项目采空区注浆施工方案1.1施工方式在地表施工钻孔,钻孔深度达到一1煤层采空区底板下2m,将注浆管密封在煤矿采空区上覆岩层中,采用泥浆泵,将浆液注入煤矿采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙带中,浆液的结石体阻止上覆岩层及地表的进一步沉降、塌陷和变形,从而达到治理采空区之目的。
浆液类型采用水泥粉煤灰浆。
1.2注浆孔设计注浆管选用直径不小于50mm的钢管,需投入集料时,管径不应小于89mm,注浆管长度为地面上0.5m至法兰盘下1.0m处。
采空区注浆孔的设计深度原则为地表至一1煤采空区底板以下2.0m(或地表至见到一1煤层采空区底板下的铁铝岩系止)。
每百米孔斜应小于1°。
平面按帷幕注浆孔和注浆孔分别布设。
采空区注浆孔孔位坐标采用2000国家大地坐标系,高程采用1985年国家高程基准。
1.2.1、帷幕注浆孔布设帷幕注浆孔为治理区最边缘一排孔,孔距为10m。
1.2.2、注浆孔布设注浆孔梅花型布设,先沿公路中心线布设,桥梁宽度范围内:孔距10m、排距10m,路基(桥梁宽)外孔距15m、排距10m;路基巷道治理区范围内:孔距15m、排距15m。
For personal use only in study and research; not for commercial use目录1 概述 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1工程概述 (1)1.2工程地质 (1)2 试验目的 (2)3 试验依据和试验内容 (2)3.1 试验依据 (2)3.2 试验内容 (2)4试验方法 (3)4.1部位选择 (3)4.2参数选择 (3)4.3系统布置 (3)4.3.1风、水、电布置 (3)4.3.2制浆站 (3)4.3.3排污系统 (3)4.4灌浆施工方法 (4)4.4.1施工程序 (4)4.4.2工序施工方法 (4)5 成果报送 (8)6 人员配置 (8)7主要施工机械设备 (9)8 质量保证体措施 (9)9安全生产保证措施 (10)10文明施工管理 (10)1 概述1.1工程概述玉屏县白岩河水利工程位于排坡河上,排坡河属沅江水系,舞阳河二级支流,发源于万山特区赶场坝,自东北向南流,经瓮袍、两河口、白岩河、沙坪江,跳岩入车坝河,最后在抚溪江注入舞阳河,干流全长35.5km,总流域189.7km2,天然总落差394m,工程位于贵州省东部铜仁地区玉屏县田坪镇境内,坝址处地理坐标为东经109°03′49″,北纬27°23′52″,距县城31公里,有一条长2.5公里的公路直通水库坝址区,该公路与铜仁至玉屏的主干公路201国道交汇于玉屏县长岭,交通条件好。
白岩河水利工程坝型为混凝土面板堆石坝。
水库校核洪水位419.39m,正常蓄水位为414m。
总库容1361万m³,相应库容为950万m³,混凝土面板堆石坝最大坝高64m,设计总灌溉面积36100亩。
第44卷第18期 山 西建筑Vol.44 No. 182 0 18 年 6 月SHANXI ARCHITECTURE Jun.2018 • 71 •文章编号:1009-6825 (2018)18-0071-02承德某采空区注浆治理检测分析与总结杨林(华北地质勘查局五一四地质大队,河北承德067000)摘要:在采空区注浆后,进行注浆治理检测,通过浆液充填率、波速测试、压水试验、结石体强度、检测注浆等5项指标进行综合 分析,并针对检测中出现的问题进行总结,希望为类似工程提供参考。
关键词:注浆,波速,压水,结石体中图分类号:TU411 文献标识码:A〇引言承德某规划区内采空区分布广泛,为了保护人民群众的生命 财产安全,对该采空区进行注浆治理,并对其注浆效果进行检测。
1工程概况对规划区内注浆场地进行施工检测,注浆前布置7个勘查性 试验孔,注浆后布置7个检测孔,通过前后对比和综合分析,判定 规划区内的注浆效果。
2检测手段检测手段主要为:浆液充填率检查;波速测井法检查;压水试 验法检查;结石体强度检查;注浆检测。
3检测结果3.1 钻孔及浆液充填率检查检测孔的岩芯采取率均大于85% ,检测孔内发现结石体,结 石体状态呈短柱状及薄片状,可见柱长3.5 cm~ 15 cm,目测裂隙 充填率大于90%。
3.2波速试验注浆后在检测孔J1,J2,J3,J4,J5,J6,J7中进行剪切波速试 验,注浆后J1,J3检测孔波速信号完整,波速不小于350 m/s。
J2,J4,J5,J6,J7在检测孔100 m以下剪切波速值低,上部的信号连续完 整,波速不小于350 m/S。
剪切波速注浆前(横波)值为367 m/S ~ 1 385 m/s,剪切波速注浆后(横波)值为510 m s ~1 617 m s,注 浆后明显比注浆前提高了 1.2倍~1.4倍。
3.3压水试验本次共计完成压水试验7个孔,总压水段96段,除去J1检测 孔35 m~45 m和J7检测孔17 m~27 m超过50 IVmin,其他各压 水段稳定流量均小于50 L/min。
注浆试验段方案※※※※年※※月※※※日旧砼板块、路基注浆试验段方案本次注浆试验为三段段,每段长约50 m,半幅路面。
一、常规软路基公路注浆法一号试验段:试验段位于银湖北路K2+230~K 2+280段,每块板布5孔呈梅花状布置;详见《注浆试验1号段图》。
常规注浆用气动凿眼机在砼块上钻直径34~36mm孔。
1.第一次脱空板缝和不成型二灰结石层充填、压密注浆:①.用钻机或锤击钢钎引孔至固定深度。
钻穿二灰层,进入路基3~5cm,总深度从路表面向下为55~65cm。
②.置入注浆头,用80─90Kg的压重或注浆夹具进行脱空板缝和不成型二灰结石层充填、压密注浆,并做好压浆记录。
2.第二次路基、路床压密注浆:①.采用振动沉管方法将注浆管沉至路表面向下为2.0m深度。
②.采用至下而上的方式分段注浆(垂直分段长度为30~50cm),并做好压浆记录。
3.注浆参数:①.浆液材料配比:水泥:粉煤灰:早强剂(水玻璃):铝粉(膨胀剂)为:1 : : % : ‰。
②.水灰比: 1 : 0.65~0.7 (水泥+煤灰+外加剂):水,由现场配比确定。
③.注浆压力: 0.1MPa~0.3MPa (砼路面板块每平方米承受10吨~30吨的顶力)。
④.注浆终止条件:板块边缝冒水、冒浆或板块抬起;远处板缝、绿化带、人行道冒水、冒浆。
⑤.对于注浆量较多不冒浆、冒水;或刚注就冒浆者,调查原因后,经设计、监理、业主、质监单位认可重新开孔实施重复注浆。
4.注浆效果的检测、检验①.注浆前对试验段各板块进行弯沉首测。
弯沉测量车检测采用单轴荷载100KN,后轴一侧双轮间路31.95cm,轮胎气压为0.7Mpa;贝克曼梁采用5.4m。
②.注浆后,养生7天~12天,重新进行弯沉检测,检查注浆效果;③. 对于测试单点弯沉≥0.2mm、弯沉差≥0.06mm的不合格板块,重新打孔或引孔实施二次重复注浆。
④. 钻孔取芯,钻孔直径 100~150mm,钻孔深度30~40cm,钻芯数三孔。
贵州省水盘高速公路第16合同段采空区注浆质量检测方案中铁西北科学研究院有限公司2011年11月一、目的任务水盘高速公路第16合同段K59+530~K59+775路段和K59+280~K59+440段松河大桥(左幅4#~7#墩、右幅3#~6#墩)位于新华煤矿和以往小煤窑地下采空地段。
为满足公路路基和桥梁稳定性的要求,依据“采空区处治工程设计”拟对采空区进行注浆加固处理。
采空区处治后,拟采用钻探岩芯检测法和注浆(或水)试验等多种方法检测注浆质量,本方案是运用物探方法进行检验和评定,具体目的任务如下:1.可控源音频大地电磁测深法(CSAMT),通过注浆前后点-线-面勘察,总体掌握场地采空区分布和注浆后变化情况,也为布置钻探检测孔提供依据。
2.波速测井方法,获取地层纵横波波速,并依此计算出相关岩土体力学参数进而进行评价,特别对采空区注浆前和注浆后结石体的对比分析检测。
3.根据物探结果,布设检查孔进行全孔取芯,直接观察采空区的浆液填充程度,识别浆液对空洞、裂隙的充填情况和岩土体的完整程度,评价采空区的处治效果。
二、场区地质概况1.地形地貌拟建水盘高速公路地处贵州省西部高原,场区位于盘县松河乡附近,有英柏公路从场区附近通过,交通便利。
场区附近海拔1646.0~1784.0m,相对高差138m,拟建公路轴线通过的地面高程为1654.0~1717.0m之间,相对最大高差63m。
场区地貌类型属侵蚀-构造型低中山陡坡地貌,地势较陡。
区内用地为耕地,植被不甚发育。
2.地层岩性区内主要地层岩性自上而下为,覆盖人工填石(Q me)—英柏公路填石,第四系坡积层(Q el+dl)粉质粘土、冲洪积层(Q al+pl)卵石土;下伏基岩有下三叠统飞仙关组下段(T1f1)砂岩,上二叠统龙潭组(P2l)砂岩、泥质粉砂岩、碳质泥岩和煤层。
三、采空区处治依据及方案简述1.采空区概况及处治依据A、K59+530~K59+775路段前期开展的采空区勘察成果显示,本段路线通过采空区范围为路线左侧120米(至河流附近)至右侧约4Km,共涉及松河大桥盘县岸部份墩、台:K59+617~K59+700路基挖方路段及赵家河大桥六盘水岸墩、台位置等三段桥梁及路基。
煤矿主要为私人小煤窑及现新华煤矿开采地段,主要沿地下的3#及5#煤层(每层煤厚1.5~3米)开采。
根据钻探资料集合地质调访场区3#煤层开采率约为60%,5#煤层开采率约为80%。
采空区范围内有小煤窑开采煤洞10个,上部3#煤层开采方式为巷道式无序开采,最大开采长度约500m,洞高2~3m,开采自上世纪50年代,至90年代陆续停采。
新华煤矿目前主要是向西(沿路轴右侧方向)开采下部的5#煤层。
地质钻探揭示采空区范围内3#、5#煤层均已被开采,已有4个钻孔揭露了煤层开采后形成的空洞及垮塌冒落带,钻探施工至煤层时均出现严重垮孔、掉钻现象。
勘察显示,新华煤矿和无序开采小煤窑对工程影响严重,采空区长度240 m,采空影响范围为K59+530~K59+810段,长度280m.剩余空洞总体积43310m3。
路基K59+597~K59+727位于采空区范围内,受采空区影响,地表出现裂缝,场地整体稳定性差。
采空区(空洞)范围距路面设计高程约60~124m。
埋藏较深,路基下部岩体整体稳定性差;同时松河大桥左幅10、11号墩,右幅9、10号墩及终点岸桥台和赵家河大桥左幅10、11号墩,右幅9、10号墩及起点岸桥台均受煤矿采空区影响。
其中影响松河大桥长77m,占采空影响区长度27.5%,影响赵家河大桥长83m,占采空影响区长度30%,煤矿采空区必须进行处治。
B、K59+280~K59+440段松河大桥(左幅4#~7#墩、右幅3#~6#墩)K59+280~K59+440段桥区附近有小煤洞6#、9#,开采15#煤层,为巷道式无序开采,开采深度约20~35m,开采长度100~300m不等,最大开采长度约500m,洞高2.2~4.5m,沿路轴线方向向东、西两侧开采,煤层顶板厚约20~30m。
地表见4#采空塌陷,直径2~4米,可见深1~3米,开采自上世纪50年代,至90年代陆续停采。
采空区地表于2006年6月至9月曾经发生沉降开裂,目前未发现新的沉降开裂现象。
据施工图地勘及补充地勘资料:K59+280~K59+440段ZK22钻孔(右幅4#墩)31.8~32.1m出现掉钻现象,ZK20钻孔(右幅3#墩)30.4~31.8米也出现掉钻,取芯为残留煤渣。
据施工桥梁桩基资料:左幅6#墩:Z6-1、Z6-2桩基础施工至设计桩底标高附近时,遇见3米高采空空洞,据当地老乡介绍,左幅6#墩附近横桥向有煤层采空坑洞及较大范围采空区分布;右幅3#墩桩基础施工至设计桩底标高3~5m时,泥浆全部漏完。
综合以上资料分析:K59+280~K59+440段地表见采空塌陷坑,煤层采空区发育程度较原设计严重,既塌陷冒落带及裂隙变形带已延伸至地表,采空区范围及深度较原设计大。
该段煤层采空区需采取措施进行处治,避免影响桥梁安全。
2.处治方案既定的处治方案从采空区地质条件、采空区深度及原材料供应等方面综合考虑,采用水泥粉煤灰浆液全充填压力注浆法来处治煤矿采空区。
全充填压力注浆法在地表施工钻孔,钻孔深度达到煤矿采空底板。
采用花管进行注浆,将花管密封在采空区上覆较稳定的岩体与采空区底板间采用注浆泵,将水泥粉煤灰浆液注入采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙中。
处治长度是以采空塌陷区边界为起点所确定的长度;处治宽度为围护边带外侧向两侧按岩体扩散角考虑所确定的边界宽度。
具体处治方案见相关设计图纸。
四、检测方案及费用计算1.物探检测工作原则结合检测工作的设计要求,本次物探工作遵循“从已知到未知”、“由点到面”的原则。
分别在注浆前后开展物探工作,掌握各剖面注浆前采空区分布情况和注浆后结石体分布情况,最终对比分析注浆效果。
2.方法选取(1)可控源音频大地电磁测深法(CSAMT )。
考虑到其它地面物探方法受地形影响和勘探深度限制等因素,拟采用可控源音频大地电磁测深法(CSAMT )。
该方法是观测人工供电的音频电磁场的电磁勘探方法,由于所观测的电磁场的频率、强度和方向可由人工控制,克服了天然场源信号微弱的缺点,较传统的电磁勘探方法具有工作效率高、勘探深度大、分辨能力强、精度高等优势,应用领域十分广泛,主要应用于油气、地热、煤田等矿产资源探测,以及地下水资源勘探、工程地质及环境地质等领域。
采空区与围岩存在一定的电性差异,注浆后原来的采空区的电性参数将发生极大的变化,这是本次开展CSAMT 工作的物性前提。
该方法的基本原理是,根据电磁波传播理论和麦克斯韦方程组导出卡尼亚电阻率计算公式为:225f 1Hy Ex S ⨯=ρ式中f 为发射频率(Hz);Ex 为与场源平行电场水平分量;Hy 为磁场分量。
再根据电磁波传播原理可得其穿透深度即趋肤深度的数值方程,并博斯蒂克深度作为有效研究深度,则探测深度表达式为:f 365H ρ⨯=式中,ρ为岩层或介质的电阻率(Ω·m)。
由以上两式,只要在地表从高频到低频逐个改变频率时,同时观测到Ex 和Hy 两个分量参数,就能计算出阻抗电阻率,进而求得其趋肤深度。
经一维或二维反演后形成剖(断)面图,如图1所示效果。
(2)波速测井在钻孔中以井液作为耦合剂,用电磁震源垂直于井壁作用一瞬时冲击力,就图1某煤矿采空区勘查剖面图在井壁地层中产生两种类型质点振动,一种是质点振动方向垂直于井壁,沿井壁方向传播,称为S波(剪切波,横波);另一种是质点振动方向与传播方向相同称为P波(压缩波,纵波)。
检波器接受S波的振动信号并转换成电信号,然后传输到计算机,计算机对信号进行数据处理后采用两道互相关分析法,自动计算S波在两道检波器见传播的时间差,从而计算出两道间的S波传播速度。
3.工作步骤(1)综合研究场区工程地质资料、采空区勘察成果,了解各类岩性的物性特征。
(2)注浆前,开展可控源音频大地电磁测深(CSAMT)工作,在场区路基中轴线及两侧共布设6条(5条)剖面,每条剖面上布设25个(15个)测点(间距10m)。
外业工作前,做好极距试验,确定工作参数;完成点位测量工作,并做好标记。
(3)根据设计注浆孔位置,在注浆孔形成后、注浆前进行波速测井。
并收集其它位置钻孔资料。
(4)注浆后3~6个月后,在原点位上开展同参数可控源音频大地电磁测深工作。
(5)根据CSAMT成果比对结果在可疑区域布置钻探检测孔,总数控制在总注浆孔的3%左右;待钻探检测孔完成后即进行波速测井工作。
(6)室内资料综合对比研究,编写物探检测成果报告。
本方案前期利用注浆孔,不再为波速测井工作新开凿钻探孔。
4.工作量及费用概算可控源音频大地电磁测深法单价按2007年财政部、国土资源部《国土资源地质调查预算标准》执行,波速测井单价按2002年建设部《工程勘察收费标准》执行。
检测工作量及费用概算见表1、2。
表1 K59+530~K59+775路段工作量及费用概算表表2 K59+280~K59+440路段工作量及费用概算表5.预期提交成果资料1.文字报告《贵州省水盘高速公路第16合同段采空区注浆物探质量检测报告》。
2.图件(1)物探工作实际材料图;(2)可控源音频大地电磁测深(CSAMT)综合解释剖面图;(3)注浆前后波速测井图。
6.工作周期安排注浆前CSAMT勘察10-15天;注浆前波速测井与注浆钻孔同时进行,不另占时间;注浆后CSAMT勘察10-15天;野外工作10日内提出钻探检测孔位置。
注浆后波速测井与钻探检测同时进行,不另占时间;资料分析整理及检测报告编写15天。
2名物探高级工程师全程负责现场生产。
严格按照《规范》和《作业指导书》的要求进行质量检查工作。