[发明专利]一种用于下伏采空区路基加固的可控式模袋注浆方法

说明书

本发明涉及一种用于下伏采空区路基加固的可控式模袋注浆方法，包括帷幕墙和注浆体，注浆体填充于帷幕墙内部，帷幕墙由模袋注浆而成，模袋用粗线缝制麻袋而成，模袋三面宽1.6m，整体长度6m，中间放置镀锌管，内置注浆管，用钢丝固定注浆管与镀锌管。该发明实现了采空区加固注浆技术可控，通过帷幕墙减少了材料用量及采空区处治成本，同时便于控制采空区加固强度，极大的减小了对周围环境的污染，能实现对空洞型采空区的有效加固。

技术领域

本发明属于道路路基加固工程领域，具体涉及一种路基采空区处治与加固技术，尤其是一种用于高速公路路基下伏采空区治理的可控注浆技术。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

采空区是指地下矿产开采后形成的空间及围岩失稳而产生的位移、开裂、破碎塌落、直到上覆岩层整体下沉、弯曲所引起的地面变形和破坏的区域或范围。

随着煤炭的大量开采，各采煤大省都存在着大量采空区。目前处理方法通常有封闭、崩落、加固和充填四大类。加固法处理采空区主要在采空区土方修建公路、隧道等工程时应用较多。其中最常见的治理方式是压力注浆充填法，该方法通过钻孔向采空区内注入充填材料，注浆材料用泵送的方式通过地面钻孔和注浆管输送到采空区，填充采空区空洞和裂隙浆液形成的结石对采空区空洞、裂隙起到充填作用，其凝结后形成的结石体会对上覆岩层及其地表起到支撑作用，以达到治理目的。但采用这种方法治理空洞型采空区时具有一定缺陷：(1)对空洞型采空区治理边界进行注浆帷幕隔离时，因采空区治理边界外空间大、互相连通性好和注浆材料流动不可控等特点，极易导致浆液大量外流，造成成本居高不下和大量浪费；(2)采用常规注浆材料，若要对空洞型采空区进行填充，浆液较难迅速堆积，浆液流失量大且结石率低，治理成本会大大增加。对于空洞型采空区现在常用的治理方法是在常规注浆的同时在空口投放沙子等骨料，或者采用膏体等特殊的注浆材料进行填充，是指都是防治浆液流失以降低工程成本，但对于孔口投放砂石等骨料的方法引起施工工艺比较复杂，容易造成堵孔事故且其在空洞内的堆积效果较差。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种用于路基采空区处治的可控注浆技术，采用模袋法施工工艺，可通过模袋形成的帷幕墙封堵路基下部空洞两侧，有效控制浆液扩散距离、浆液流失、地下水对浆液的稀释、稀释后浆液充填结实率、加固范围等指标，从而达到材料的用量可控、空洞区结石体强度有保障的加固目的。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于下伏采空区路基加固的可控式模袋注浆方法，包括：

在采空处治区四周通过钻孔打入模袋；

向膜袋中注入浆液，形成模袋帷幕墙；

在模袋帷幕墙内部打孔、灌浆，进行采空区充填加固。

上述可控注浆技术的关键在于：模袋的下放与模袋被注浆冲开进行帷幕墙成型，只有使膜袋能够准确地下放至目标位置，并在注浆后能够充分展开形成有效的帷幕墙，才能够达到“降低地下水对浆液的稀释作用，防止浆液的流失，提高浆液的凝结质量和强度”的目的。为此，本申请对膜袋与注浆管的结构进行了重新设计，经过大规模实验，提出了一种膜袋帷幕成型装置，在模袋中间放置镀锌管，采用多条细绳将膜袋捆绑在镀锌管的外侧，所述镀锌管的侧壁上均匀开设有小孔，所述镀锌管内部设置有注浆管，可以同时兼顾膜袋的下放与模袋注浆后的帷幕墙成型效果。

使用时，首先在钻孔处，下放所述膜袋帷幕成型装置，使膜袋达到相应的位置，然后，向注浆管注浆，由于注浆管的口径小于镀锌管，浆液流出注浆管后，管径压力下降，浆液流速下降、并迅速充满整个镀锌管，然后沿镀锌管侧壁的小孔喷入膜袋，在膜袋中膨胀、固化形成帷幕墙(在膜袋膨胀的过程中，细绳逐步松脱/崩断、脱落)。