[发明专利]隧道下方采空区充填施工工法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是隧道下方采空区充填施工工法，适用于高速公路、城市道路以及铁路隧道下方煤层和金属矿采空区的充填密实施工，可推广应用于岩溶地区的地基加固处理。

背景技术

随着我国国民经济的发展，铁路和公路的建设日益增多，在选线时由于初勘资料不足或者地理位置的需要，致使隧道可能从采空区上方穿过，特别是我国一些富煤地区浅部大多有小煤窑采空区存在。隧道下方采空区如处理不当，尤其是铁路和高速公路，荷载大、运行速度快，隧道建成后可能出现衬砌结构破坏，隧道轮廓侵入界限，路面、路基下沉，造成线路纵向不平，侧沟排水不畅，一旦发生这些危害，将危及形成安全，影响铁路和公路的征程运行，同时使隧道的养护工作和维修都十分困难。目前处理这类采空区的方法有两种：第一种是全开挖法，即把采空挖开，采用填料进行直接回填。此方法破坏了围岩的整体性，对围岩的应力变化很难控制，存在很大的安全隐患，且此方法工程量巨大。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。此法虽能最大限度的保证围岩的完整性，但是采用混凝土回填，经济性、环保性较差。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺点，本发明提供一种施工程序简便、施工成本低、工期短、效率高的隧道下方采空区充填施工工法，以期最大限度地保证围岩的完整性、并能很好地控制充填效果。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明隧道下方采空区充填施工工法的特点是按如下过程进行施工：

a、对于已经开挖的隧道进行仰拱施工，浇筑仰拱混凝土，完成仰拱养护，形成隧道中封闭的仰拱；

b、将履带钻机在隧道中就位，利用钻机在仰拱中向隧道底钻孔形成采空区注浆孔；

c、通过采空区注浆孔向隧道下方采空区灌注细砂，直至采空区中无空洞；

d、通过采空区注浆孔向隧道下方采空区灌注水泥粉煤灰浆，控制水泥粉煤灰浆的注浆压力在2.0～4.0MPa，并维持5～10分钟；

e、采用混凝土封闭注浆孔即完成。

本发明隧道下方采空区充填施工工法的特点也在于：

在所述步骤a中，浇筑仰拱混凝土时，在采空区注浆孔的钻孔位置预埋Φ150mm的钻孔导向钢管。

在所述步骤b中，对于采空区注浆孔采用泥浆护壁，钻孔完成后，安装Φ89的无缝钢管作为导管，防止塌孔，所述无缝钢管的对接接头采用内丝扣连接。

所述步骤c中的向隧道下方采空区灌注细砂，是采用EHS-6346型高压鼓风机吹砂进行密实，并同时用探棒探测采空区是否有空洞，如有则继续灌注细砂，直至无空洞。

所述步骤d中的水泥粉煤灰浆按重量份的配比为：水∶水泥∶粉煤灰为0.8∶0.05∶0.95。

本发明是采用履带钻机在隧道内向下方采空区钻孔，然后向孔内灌注细砂，利用细砂的流动性将采空区内的孔隙充填密实，再向孔内注水泥粉煤灰浆，将细砂与周围塌落围岩凝结在一起，形成整体。与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明采用导管进行采空区的灌砂和灌浆，对围岩整体性影响小，保证了其整体强度。

2、本发明采用先灌砂充填密实然后再注浆凝固成一体的方法，可大大降低水泥的用量，节约成本，同时借助细砂的流动性可以保证采空区充填密实性。

3、本发明注浆材料采用水泥和粉煤灰复配，可降低采用纯水泥浆的成本。

4、本发明注浆时采用压力控制，而非注浆量控制，保证了注浆效果。

5、本发明采空区充填密实效果好、施工效率高，可操作性强，能满足工程建设快速、安全、优质的各项指标要求。

6、本发明方法可推广应用于地层中存在空洞的处理中，包括岩溶、地裂缝等，具有较好的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明施工断面示意图。

图中标号：1施工隧道；2仰拱；3钻孔导向钢管；4无缝钢管；5填充区；6弱膨胀混凝土；7采空区。

具体实施方式

参见图1、图2，本实施例中隧道下方采空区充填施工工法按如下过程进行：