２０１３年第８期 黑龙江交通科技 Ｎｏ．８，２０１３ （总第２３４期） ＨＥｌＬＯＮＧＪＩＡＮＧ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪ （Ｓｕｍ Ｎｏ．２３４） 浅谈路基采空区治理施工技术 傅建曙 （福建省第一公路工程公司） 摘要：采空区指地下固体矿床开采后的空间，及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落，直到上覆岩层整 体下沉、弯曲所引起的地表变形和破坏的地区或范围。狭义的采空区指开采空间。采空区由于地质复杂、承 载力低，会产生较大沉降变形，威胁公路路基的稳定，严重影响公路的安全运营。结合铜黄高速公路Ｘ合同 段路基采空区的施工，对路基采空区进行大开挖回填的治理技术进行分析，为以后同类工程施工提供了可借 鉴的经验。 关键词：路基；采空区；治理；施工技术 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０８—００５１一ｏ２ １工程概况 确保地下水不影响路基稳定，再进行路基回填。 铜黄高速公路ｘ合同段Ｋ９４＋４０５～Ｋ９４＋４９７、Ｋ９４＋ （３）开挖时，按设计每３ ｍ间距留设泄水孔，便于疏排 ７４５一Ｋ９４＋８０５段以路基形式穿越洪山硫铁矿、金矿采空区 边坡体中地下水，沟底四周设置排水沟，集中排往集水坑，由 及采空影响区，原采矿弃坑最大开挖深度约１３ ｍ，后期被新 抽水机排往基坑外。 近采矿弃碴回填，主要成分为矿碴和粘性土，上部６．３米结 ３．３锚喷支护 构松散，承载力低，沉降变形大，下部稍密，承载力相对高沉 （１）随坡面开挖一段，支护一段，即当坡面开挖约有 降变形较小。 ２０ ｍ 时，开挖施打１．５～２ ｍ长打人式锚杆，锚杆采用 ２Ｏ 采空区路基设计采用明挖回填并进行注浆处理，开挖分 螺纹钢，间距＠２００ ｅｍ×２００ ｃｍ。铺挂 ６．５ ｍｍ钢筋网，网 二级开挖，开挖边坡采用１：１，坑壁采用挂网喷射砼支护，周 距＠２０ ｃｍ×２０ ｃｍ。（２）喷射混凝土之前，用高压风将受喷 围设截水沟，坑内设置排水设施，拦截、疏导地表水和地下 面粉尘和杂物清除干净，然后开挖喷射Ｃ加 砼，采用分层喷 水，以确保施工安全。 射，初喷厚度３～５ ｅｍ，复喷至设计厚度１０ ｃｍ。 ２施工方案 （３）喷射砼拌料时严格掌握规定的速凝剂掺量和混凝 （１）第一级先开挖至１５．２９ ｍ，开挖按１：ｌ放坡，坑壁采 土配合比，其水灰比一般控制在０．４～Ｏ．５，喷射距离一般为 用边挖边挂网喷砼支护。第一次开挖时应考虑第二次开挖 Ｏ．８—１．２ ｍ，且垂直于喷射面。 的放坡及下坑施工便道量。 （４）施喷时由下而上、分段进行，每段长度不大于４ ｍ。 （２）第一级开挖完成后进行地基承载力检测，当地基承 在坡面凹凸不平时，先喷凹处找平。喷嘴缓慢呈螺旋形均匀 载力［ ］￣＜２００ ｋＰａ，继续进行第二级开挖，坑壁采用挂网喷 移动。后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行。若终凝 射砼支护。 后间隔１ ｈ以上且初喷表面已蒙上粉尘时，受喷面应用高压 （３）开挖完成后对基底进行碎石换填，铺设土工格栅， 气体清洗干净。 用合格土进行填筑至设计标高，并进行注浆加固。 （５）混凝土采用自动计量拌合站进行生产，施工时将已 （４）坡顶设置截水沟，周围设置排水沟，排除地表水。 过筛的砂、碎石、水泥依次加入，然后加入水开始搅拌，待混 边坡按设计每３ ｍ间距留设泄水孔个别局部进行加密，疏排 凝土拌和料搅拌均匀后，由砼输送车运至喷射机，喷射机在 边坡体中地下水。平台设置平台截水沟，坡底设置周边排水 开始喷射砼之前，要开动机器，将高压风送人，然后加入一些 沟及集水坑，用抽水机排除地下水。 水用来润滑管道，当湿喷机工作正常后，加入混凝土开始施 ３施工技术 喷。 ３．１施工工艺流程 ３．４碎石回填 采空区不良材料逐级开挖弃土一边坡喷锚支护一基底 （１）当第二级开挖施工完毕，经试验检测合格后，进行 碎石换填一铺设土工格栅一土方填筑一注浆加固一变形监 碎石回填。 测一质量检测 （２）碎石按试验规程要求进行检测，合格后使用。 ３．２土方开挖 （３）碎石回填前，在基坑壁上用油漆作上标记，每２０ ｃｍ 开挖采用机械化施工作业，用二部挖掘机开挖装车，八 一层，指导碎石回填施工。 辆自卸汽车运输，一部推土机推平，一台压路机压实，土方全 （４）采用推土机推平，配合人工嵌缝调平，振动压路机 部运至弃土场，分层摊平堆放。 碾压。 （１）第一级分两层施工，先施工上层１．５ ｍ深，然后将 （５）当压实度检测合格后，方可进人下层填筑 余下３．５ ｍ直接开挖到位，以方便汽车运输。并对上部不稳 ３．５铺设土工格栅 定边坡进行适当卸载。开挖随坡面开挖一段，支护一段，确 （１）回填碎石厚度至设计顶面高时，将碎石表面整平满 保施工安全。 足设计和规范要求。 （２）第一级开挖完成后，进行基底承载力检测，小于设 （２）选用经检测符合设计及规范要求的土工格栅进行 计［ ］￣＞２００ ｋＰａ，要求进行第二级边坡开挖，挖至设计标高 铺设，外观无破损无污染。 １０．２９ ｍ，采矿回填弃碴全部挖除，并回填１ ｍ碎石垫层后， （３）土工格栅要紧贴碎石垫层，并按设计宽度和长度铺 收稿日期：２０１３—０７—０１ 作者简介：傅建曙（１９７５一），男，工程师。 ・５１・ 总第２３４期 黑龙江交通科技 第８期 设，张拉、固定，格栅无重叠、皱折，固定牢固。 （４）搭接长度和铺设长度符合设计要求，接缝互相交替 错开。 （５）土工格栅铺设完成后经检查合格后，再进行回填土 施工。 ３．６土方回填 注浆施工顺序分二次进行，采用隔孔进行施工。 ②注浆：注浆采用浆液浓度先稀后稠的方法，逐级变换。 注浆采用全孔一次性注浆，达到设计的压力下，单位吸浆量 （１）土方回填填筑分层压实，采用透水性良好的土方进 行回填，，控制其含水量在最佳压实含水量±２％之内。 （２）采用装载机和挖掘机配合大型自卸汽车运土，推土 机粗平，配合人工整平，分层填筑，分层压实的施工方法。 （３）填筑采用水平分层填筑法施工。按照横断面全宽 分成水平层次逐层向上填筑。每填一层，经过压实符合规定 要求之后，再填上一层。每３层复测一次高程，核验填土高 应小于７０ Ｌ／ｍｉｎ，并稳定１５ ｍｉｎ时，即注浆结束。封口在注 浆结束起拨止浆设置后，用稠水泥浆从孔口灌入，到浆液达 到孔口止。注浆工程施工中，注浆量达一定数量后必须抽检 组样，检测浆液的密度、结石率、初凝和终凝时间参数，结 石体的无侧限搞压强度等参数。注浆浆液配制过程中，水 泥、细粒土等材料数量称量误差应小于５％ （６）取芯：当注浆完成后，浆液强度达到设设强度时，进 一行钻探取芯，检查注浆质量。 ４变形监测 采空区公路监测应根据采空区特征和工程的需要布设， 程。 本项目以路基方式通过新采区，应进行采空区变形跟踪监 （４）在进行碾压前，对填筑层的松铺厚度，平整度和含 测，主要进行水平位移和垂直位移监测，按照现行《工程测 水量进行检查，确保其在符合规范要求的情况下碾压，碾压 量规范》精度要求，确定监测点，建立监测网，进行定位监测。 时采用振动压路机，碾压时由两边向中间，纵向进退进行。 监测点间距、水平位移、垂直位移监测网的精度要求应符合 当分层填筑压实完成后，及时进行路基压实度检测并报监理 规范规定。 工程师，经检验合格批准后方可进行下一层的填筑。做到分 ５质量检测 层填筑，分层推平，分层压实，分层检测，直到路基填筑设计 标高。 ３．７弃方处理 基坑开挖的土方，统一调运到弃土场堆放，采用分层摊 平堆放，每层厚度不超过５０ ｃｍ，压实度不小于８５％。在弃 土场四周及边坡布设临时排水沟，防止雨季雨水冲刷，造成 水土流失，污染周边环境及农田。弃土场采用推土机推平， 人工配合整平，压路机碾压成型。弃土场施工完，按有关规 定要求，对堆方坡脚或边坡进行必要的护砌防护，对整个弃 方填筑区进行绿化或植被恢复。 ３．８注浆治理 采空区施工质量检测共分钻探、物探两大类。钻探应在 采空区治理工程完工６个月后，采用钻孔检测采空区注浆工 程质量，按施工注浆孔的２％布置检测孔，位置宜布置在坑 能存在问题的地段，检测孔深度等同注浆深度，孔径采用 ｇＯｌ０８ｍｍ，每圆次岩芯采取率应大于９０％。物探主要是对治 理前后的采空区采用测定波速对比的方法检测注浆质量，按 施工注浆孔的２％布置检测孔。结合钻探、物探，作出综合 评价，在全面分析研究这些资料的基础上，最终确定质量是 否合格，是否需要补充灌浆。 ６结语 （１）帷幕孔和注浆孔布设：采空区回填土完成后将表面 整平，根据设计图纸进行施工放样，将帷幕孔、注浆孔位置放 出，并用木桩标上记号。钻孔位置与设计位置误差≤１．０ ｍ， 帷幕孔ｌ２孔，左侧５孔，右侧７孔，注浆孔３７孔。 （２）钻孔：钻孔采用中１１０ ｍｍ钻头开孔，钻至底板以下 １ ｍ终孔。 （３）注浆系统构成：由料场、一级搅拌池、二级搅拌池、 供水系统、注浆泵、注浆管道、封口装置等组成。 采空区的治理应充分考虑当地的环境特点、工程地质条 件、资源条件和工期的要求，采用技术先进、经济合理的治理 方法，坚持一次根治、不留后患的原则。治理后的采空区能 有效的承受公路和车辆荷载，不超过公路工程允许的变形， 保证公路安全运营。铜黄高速公路ｘ合同采空区路基经过 明挖回填及注浆处理后，经沉降观测结果表明地基变形满足 公路工程对地基稳定性的要求，在公路运营中不再产生较大 的变形，保证了公路的安全营运。 参考文献： ［１］公路路基施工技术规范（ＪＴＧＦ１０—２００６）［Ｓ］．人民交通出版 社．２００６． ［２］采空区公路设计与施工技术细则（ＪＴＧ／ＴＤ３１—０３—２０１１） ［ｓ］．人民交通出版社，２０１１． （４）注浆材料的配制：注浆材料的配比应通过现场试验 确定。浆液的浓度使用，应由稀到浓，其水固质量比宜取１ ：１．０—１：１．３。当处治公路路基下伏采空区时，水泥宜占固 相的１５％，粉煤灰或黏土占固相的８５％。 （５）注浆工艺 ①施工顺序：先施工两侧帷幕孔，后施工中间注浆孔。 （上接第５Ｏ页） ３．３无侧限抗压强度测试 ［３］ 公路工程施工工艺标准［Ｍ］．人民交通出版社，２００７． 以相关的规范标准为依据，测试在不同的压实度下，轻 质固化粉煤灰在龄期不同情况下的无侧限抗压强度。是测 试结果显示，见图１。 轻质固化粉煤灰在台背回填材料所占配比相同的情况 下，随着压实度的变化，其相应的无侧限抗压强度也存在一 定的变化。大体趋势为：随着试验结果表明粉煤灰混合料同 配合比随着压实度的不同，元侧限抗压强度值显著不同， 随着压实压实度的提升，其无侧限抗压强度值呈单调递增趋 势。在不同的配比时，其８％的配比度的元侧限抗压强度最 大。台背回填还受到工艺以及施工条件等约束，在桥头部位 的压实度通常是不能满足要求的，这就需要在轻质固化粉煤 灰材料施工过程中，严格遵守施工流程，分层碾压，施工完 成，待压实度检测合格后方可进行下一步施工。 一参考文献： ［１］ 王照字，沈正．桥台后回填固化粉煤灰路面的沉降研究［Ｊ］．路 基工程，２０１０，（１０）：１６３—１６５． 图１不同配比下的无侧限抗压强度 ・［２］ 王大伟，付金．高活性粉煤灰在台背回填工程中的应用分析 ［Ｊ］．科技传播，２０１１，（１）：１５２—１５５． ５２・
