王少東

摘 要：該工程為煤井采空區(qū)上的新建加油站的地基處理工程，通過對比條帶式注漿法和全充填注漿法的優(yōu)缺點，該工程采用全充填注漿法進行處理，通過工程參數設計，用量經驗公式計算，與施工實際用量對比，具有較高的準確性。通過三年的運營，場地范圍內沉降控制在2mm以內，取得良好效果，可以推薦類似工程使用。

關鍵詞：全充填注漿法；采空區(qū)治理；工程量；注漿量；沉降值

本工程為新建加油站工程，占地面積1500㎡，位于長治高速（南口）東南側，長治——臨汾公路北側，根據區(qū)域地質資料及踏勘，本建設用地處于三元煤業(yè)3#煤井田范圍內，建設用地下存在煤井采空區(qū)，采空區(qū)埋深約350m，煤層厚度約5.6m，采空區(qū)總面積約672㎡。

1.地基處理方案選擇

根據《礦山開采沉陷學》〔1〕理論及煤礦“三下”采煤經驗，結合國內多個采空區(qū)治理工程實踐，通常采用條帶式注漿法和全充填注漿法。

條帶式注漿法是在采空區(qū)影響范圍內，在采空區(qū)形成類似煤炭系統(tǒng)的“保安煤柱”，起著支撐采空區(qū)及上覆巖層的作用，該方法材料用量較小，但施工工藝復雜，造價相對較大。

全充填注漿法是在采空區(qū)影響范圍內，按一定孔距和排列方式，將水泥粉煤灰注入采空區(qū)及上覆巖體裂隙中，漿液經過固化，膠結巖層裂隙帶，同時采空區(qū)的漿液形成的結石體對其上覆巖層形成支撐作用，阻止上覆巖層的進一步冒落塌陷。全充填注漿法施工相對簡單，安全性高，施工工藝成熟，施工易于管理，但缺點是材料用量較大。

兩種方法比較，本次注漿采用全充填注漿法。

2.采空區(qū)治理范圍確定

根據對該場地所做物探資料解釋，場地下部存在2處高阻異常區(qū)，由于采空區(qū)引起的變形不止局限于采空區(qū)上部，因此治理范圍應根據物探推測的采空區(qū)及塌陷造成的異常區(qū)，結合現場調查中場地東部發(fā)現的積水坑、西北部發(fā)現墻體裂縫等地面變形，從保證加油站整體場地的安全穩(wěn)定性及場地條件等因素綜合確定，本次加油站全部用地范圍，治理面積約2500㎡。

采空區(qū)治理深度，根據地層情況，依據區(qū)域資料該區(qū)域3#煤層頂板埋深246.2米，煤層厚度5.2米，本次采空區(qū)治理深度為地面至3#煤層地板下2米，涉及注漿孔深度平均360米。

3.參數設計

3.1配合比確認

通過配比試驗，漿液為水泥粉煤灰漿，水固比一般取1：1—1：1.3，本次以1：1.1為主，漿液稠稀隨注漿情況進行調整。水泥占固相30%，粉煤灰占固相70%。帷幕孔的漿液中參加水泥重量2%—5%速凝劑，同時視情況加入2.5—5mm的石粉，以此減小漿液的流動性能，使灌入采空區(qū)內的漿液盡快凝固，在鉆孔預設的影響半徑范圍內形成結石體，充分利用煤層頂板基巖的強度，形成帷幕，防止?jié){液流失。采空區(qū)空隙體積為擬處理采空區(qū)范圍內的礦層體積乘以回采率，并扣除采空區(qū)因頂板冒落已經產生的變形。

3.2注漿量的估算

膠結注漿治理的實質就是以水泥粉煤灰漿液對采空區(qū)空隙體積進行充填和固結。其總注漿量可按下式估算：

式中：Q--采空區(qū)總注漿量（m?）；

S—采空區(qū)治理面積（㎡）；

m—采空區(qū)每層厚度（m）；

—采空區(qū)剩余空隙提及率；

K—每層采出率；

A—漿液損耗系數；

—注漿充填率；

C—漿液結石率；

—巖層傾角。

本次設計對治理區(qū)下伏3#煤層采空區(qū)治理參數選擇為：A=1.2，m=5.6，K=70%， =45%， =90%，C=90%， =5°，S=2500。經計算注漿量約為5312m?。

3.3鉆孔的布置

場地采空區(qū)治理所設注漿孔和帷幕布置于前述采空區(qū)治理范圍內，結合由巖體裂隙程度設定的漿液擴散半徑，根據采空區(qū)及上部建筑物的特點，本工程設計孔距15-20米，排距20米，梅花形布置。煤層采空區(qū)邊緣的注漿鉆孔沿采空區(qū)范圍外緣布設，在多數塊段邊緣處注漿孔的漿液擴散半徑已相互搭接，為使上覆土層裂隙也得到有效充填，注漿管采用花管，花眼間距0.5米。

3.4注漿

1、施工順序：先施工外邊緣帷幕孔，再施工注漿孔，注漿分二序次進行。

2、注漿：注漿采用漿液濃度先稀后稠的方法，注漿開始后，要定時觀測泵的吸漿量和泵壓，根據實際情況及時調整漿量和漿液濃度。

在注漿孔的注漿末期，當泵量小于70L/min時，孔口壓力大于1.0MPA并穩(wěn)定保持10分鐘以上或注漿孔周圍有冒漿等現象出現時，報技術部及監(jiān)理部批準后可結束該孔的灌漿施工。

4.工程量

本次地基處理工程共計鉆孔16個，鉆孔注漿量5895m?。

5.結語

1、實際注漿量與預測值相差約11%，總體估計還是較準確且略小于實際值，對材料用量的估計及造價有較好的指導作用；

2、加油站經過三年的運營，場地范圍及建筑未出現明顯裂縫，沉降值控制在2mm以內。全充填注漿法可以推薦為類似工程使用。

參考文獻

[1]洪鍍.《礦山開采沉陷學》〔M〕中國礦業(yè)出版社.1994

（作者單位：中國石化銷售有限公司山西石油分公司）