一种空间隔离式的道面下伏采空区处治方法

摘要

一种空间隔离式的道面下伏采空区处治方法，涉及采矿工程、土建工程、交通工程等领域的采空区处治。是针对下伏开挖巷道较多且巷道可能相互贯通时的一种空区处治方法。通过开掘勘察平巷布置若干勘察剖面，确保加固工程完全在确定的空区范围内，并在连续空区的边界设置隔离结构，从而保证所有加固填充物在限定的范围内填充和扩散。本方法克服了常规注浆填充采空区，浆液在无约束条件下无序流动，难以保证浆液在限定范围内有效扩散的缺点。

说明书

技术领域：

一种空间隔离式的道面下伏采空区处治方法，涉及采矿工程、土建工程、交 通工程等领域的采空区处治。

背景技术：

近年来，随着我国国民经济的不断发展，经济建设对交通运输体系要求的不 断提高，高速公路和铁路建设也以前所未有的速度推进。由于道路网越来越密集， 一些地区的高速公路和铁路不可避免地需要穿越或建立在老采空区地表，特别是 在一些民采矿井较多的地区，乱采乱挖的情况严重，且大部分没有系统的采矿资 料，采空区的分布杂乱无章，并存在采空区互相贯通的情况。下伏采空区如处理 不当，尤其是机场跑道、铁路、高速公路，荷载大、运行速度快，可能引起地层 变形导致地面拉裂、地面隆起、地面倾斜、扭曲等，影响机场、铁路及公路的正 常使用，为保障安全，必须对采空区进行工程处理。目前处理这类采空区的方法 有两种：第一种是全开挖法，即把采空区开挖，采用填料直接回填。此方法破坏 了围岩的整体性，对围岩的应力变化很难控制，存在安全隐患，且此方法工程量 巨大、费用高。第二种是进行挖孔或钻孔使采空区和外界贯通后灌注混凝土或浆 液，此法虽能最大限度地保证围岩的完整性，但在采空区较多且相互贯通的情况 下，存在浆液在无约束条件下无序流动，难以保证浆液在限定范围内有效扩散的 缺陷。

发明内容：

本发明的目的在于克服采用常规方法注浆填充采空区时，难以保证浆液在限 定范围内有效扩散的缺陷。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空间隔离式的道面下伏采空区处治方法，其特征在于主要步骤包括：(1)开 挖勘察巷道，在巷道内确定勘察剖面，在剖面内打孔探测；(2)向探测到的空区打通 连接通道；(3)在设计标高跨越空区铺设钢筋砼假底，在连续空区边界，建立垂直钢 筋砼隔离墙；(4)对所有隔离空区进行填充加固处理；(5)加厚结构道面。

其中步骤(1)在勘察平巷内确定勘察剖面是垂直于矿脉打孔，先打水平探孔， 如证明空区存在，则直接垂直于矿脉打平巷至空区；如没有空区，再打下向探孔， 如有空区，则打一下向斜井探至空区；最后打上向探孔，如有空区，则打一上向斜 井探至空区。这些通向矿脉的平巷和斜井可作为空区处治通道。如三个方向都没发 现空区，则继续对下一个勘察剖面进行钻探，以此类推，最终能确保所有的加固工 程完全在确定的空区范围之内；

步骤(4)是利用地表钻孔或井巷工程对隔离的空区进行注浆(水泥浆或水泥砂 浆)进行充填，这样可以保证所有加固填充物在限定的范围内填充和扩散；

步骤(5)是空区加固工程完成后，在地面铺设旱桥加厚结构道面，从而可以确保 即使在下伏空区有轻微移动的情况下，也能保证上覆结构道面的安全稳定。

本发明与原有的常规注浆填充方法相比，可以准确的限定注浆填充区域，克 服了由于空区间相互贯通，常规注浆方法难以保证浆液在可控范围内有效扩散的 缺陷。

附图说明：

图1是本发明方法流程图；

图2是本发明实施例提供的开掘巷道平面布置图；

图3是本发明实施例提供的探孔布置示意图；

图4是本发明实施例提供的空区处置剖面图。

图中：1-联络道、2-勘察探孔、3-工程结构道面、4-1#勘测巷道、5-2#勘测 巷道、6-钢筋砼隔离墙、7-上向探孔、8-水平探孔、9-下向探孔、10-钢筋砼旱桥、 11-空区注浆、12-钢筋混凝土假底、13-空区、14-平巷。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解 释本发明，并不用于限定本发明。

实施例中，某大型道面工程拟建区域历史采矿业发达，由于民采矿井均无系统 的采矿资料，且乱采乱挖现象严重，致使采空区的分布杂乱无章。整个建设范围内 下伏开挖巷道达2万m之多，空区在空间分布上呈无序状态且有良好的贯通性，如 果采用常规注浆填充采空区，浆液在无约束条件下将无序流动，难以保证浆液在限 定范围内有效扩散，从而达不到预期的加固效果，尤其是拟建结构道面下伏空区如 果不能得到及时有效的处理，势必对未来工程的安全运营埋下隐患。

采用本发明对该道面工程拟建区域进行空区处理，具体步骤如下：

(1)利用现有竖井在标高+25m垂直于工程结构道面3开掘一条联络平巷1，然 后分别沿2#矿脉上盘和10#矿脉下盘掘两条勘察平巷，分别为1#勘察巷道4、2#勘 察巷道5。详见图2；

(2)在这两条平巷内每隔10m布置一个勘察剖面，勘察探孔2布置图如图3所 示。垂直于矿脉打孔，孔深小于20m，先打水平探孔8，如证明空区存在，则直接 垂直于矿脉打平巷14至空区；如没有空区，再打下向探孔9，如有空区，则打一下 向斜井探至空区；最后打上向探孔7，如有空区，则打一上向斜井探至空区。这些 通向空区的平巷和斜井可作为空区处治通道。如三个方向都没发现空区，则继续对 下一个勘察剖面进行钻探，以此类推；

(3)设计对所有标高+20m以上的空区进行填充加固处理。利用上述的平巷和 斜井作为通道，在+20m以上跨越空区铺设一道钢筋砼假底12，作为其与下部空区 的隔离结构物。在连续空区的两端(超出影响结构道面的范围左右各20m)，各建立 一道垂直的钢筋砼隔离墙6。其处治剖面图如图4所示；

(4)利用地表钻孔对隔离的空区进行注浆充填；

(5)空区加固工程完成后，最终在地面铺设旱桥10加厚结构道面，从而可以确 保即使在下伏空区有轻微移动的情况下，也能保证上覆结构道面的安全稳定。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护 范围的限制，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细 节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现 本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看做是示范性的，而且是非限制 性的，本发明的范围有所附权利要求而不是上述说明限定。