（ 太原市地质环境监测站， 山西太原， ０３０００９）
摘 要： 结合施工实际情况， 根据煤层采空区的特点， 介绍了采用全充填注浆法施工工
艺对其地基进行地质灾害治理的情况。
关键词： 全充填注２
文献标识码： Ａ
晋城市王坡煤矿铁路专用线柏树底隧道是该矿铁路专用线的重点 建设工程。因隧道在掘进过程中通过了煤层采空区地段， 致使隧道出现 裂缝。为确保隧道的安全建设及铁路线的正常运营， 所以必须对柏树底 隧道通过煤层采空区的地基采取切实可行的加固处理措施， 防患于未 然。
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李尚军 浅谈全充填注浆法在治理煤层采空区中的施工工艺
本刊 Ｅ－ ｍａｉｌ：ｂｊｂ＠ｍａｉｌ．ｓｘｉｎｆｏ．ｎｅｔ 实践与创新
基岩之间。 二叠系下石盒子组（ Ｐ１ｘ） 。灰白—灰黑色砂岩、泥岩， 属陆相为主夹海
相层沉积组合。 二 叠 系 山 西 组（ Ｐ１ｓ） 。 本 组 地 层 以 砂 岩 、泥 岩 、铝 土 质 泥 岩 和 煤 层 为
蚀速度有着明显的差别， 喷锌层腐蚀速度最快， 喷铝、喷锌铝合金和稀土
果较差。
铝 ３ 种都很好， 而从盐水浸泡试验后的外观看， 喷稀土铝的耐蚀性更突
２．２ 室内加速腐蚀试验结果
出。
选 用 １３ 家 生 产 单 位 提 供 的 ３４ 个 品 种 ， 试 样 种 类 计 有 ： 水 溶 性 无 机
（ ４） 对金属喷涂层进行适当的封闭处理， 可进一步提高耐蚀性， 这种
３ 施工工艺
通过实地勘察， 在掌握了大量的采空区地质数据及资料的基础上， 结合以往的实践经验， 采空区在本治理标段采用了全充填注浆法的治理 方案， 以确保其对上覆岩石形成支撑作用， 从而保证隧道路基的稳定性。 现具体阐述全充填注浆法的施工工艺。 ３．１ 工程部署
本治理标段治理工程全长约 １６０ ｍ， 宽 ６０ ｍ， 沿隧道轴线共布置 ５ 排 ４２ 个注浆孔。各排注浆孔的排间距为 １５ ｍ， 位于隧道轴线和最外面的 两排帷幕孔之间的孔间距为 １５ ｍ。中轴线和帷幕孔之间的两排孔的孔间 距为 ３０ ｍ。总体呈梅花型布置（ 见图 １） 。
（ ３） 通 过 盐 雾 和 人 工 海 水 浸 泡 腐 蚀 试 验 ， 几 种 金 属 喷 涂 层 试 样 均 有
水工金属结构的防腐需要做好涂装设计， 选好涂装配套体系， 还要 对涂装施工提出明确的要求， 这也是非常必要的。只有好的设计加上好 的施工， 才能经受得起时间的考验， 才能算是一个完美的防腐工程。
９９０ ｍ。 本区属低山丘陵区， 地形条件比较简单。区内属暖温带季风型大陆
性 气 候 ， 春 季 干 旱 多 风 。 夏 季 酷 热 多 雨 ， 年 平 均 降 雨 量 ６２４．６ ｍｍ～６８０．６
第四系（ Ｑ） 。矿渣（ Ｑ４） ： 现代人工堆积， 灰黑—黑褐色， 为煤矿和炼铁 厂 的 废 弃 物 ， 粒 径 一 般 ５ ｃｍ～１０ ｃｍ， 松 散 。 黄 土（ Ｑ３） ： 上 更 新 统 风 、坡 积 物， 浅黄色—灰黄色， 粉粒含量较高， 垂直节理发育， 局部含粒径为 ２ ｃｍ～
富锌 、醇 溶 性 无 机 富 锌 、环 氧 富 锌 、各 种 阳 极 性 金 属 喷 涂 层 、各 种 富 锌 漆
复合防护体系完全可以作为水利枢纽金属结构的长效防护体系。
加封闭涂层、金属喷涂加封闭涂层等。试样 均 经 喷 砂 处 理 ， 通 过 １ ５００ ｈ
（ ５） 投试的几种户外用聚氨酯涂层和硅氧烷涂层的耐蚀性均较优。
的室内加速腐蚀试验， 综合分析结论如下； （ １） 无机富锌涂层对铁基的阳极保护性能明显优于环氧富锌涂层，
３ 结语
其中醇溶性无机富锌的保护效果更好。在水溶性无机富锌涂层中， 以硅 酸钾盐作为黏结剂的无机富锌保护性较好。但从结合强度上看， 环氧富 锌涂层优于无机富锌涂层， 因此， 对于采用无机富锌作底漆时， 对基体的 清洁度和粗糙度处理， 应该更加严格， 要求更高。
科技情报开发与经济
ＳＣＩ－ ＴＥＣＨ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ ＆ ＥＣＯＮＯＭＹ
２００７ 年 第 １７ 卷 第 ３４ 期
文章编号： １００５－ ６０３３（ ２００７） ３４－ ０２６４－ ０３
收稿日期： ２００７－ １０－ ０３
浅谈全充填注浆法在治理煤层采空区中的施工工艺
李尚军
（ 责任编辑： 戚米莎）
─────────────── 第 一 作 者 简 介 ： 代 威 ， 男 ， １９８１ 年 １２ 月 生 ， ２００４ 年 毕 业 于 太 原 理
工大学机械系， 助理工程师， 山西省水利水电勘测设计研究院， 山西省太 原市， ０３００２４．
Ｐｒ ｏｂｅ ｉｎｔｏ ｔｈｅ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｏｒ ｒ ｏｓｉｏｎ Ｐｒ ｅｖｅｎｔｉｎｇ Ｐｌａｎ ｏｆ Ｈｙｄｒ ａｕｌｉｃ Ｍｅｔａｌ Ｓｔｒ ｕｃｔｕｒ ｅ
下＞０．５ ｍ 终孔。施工过程中要求： 先施工隧道两侧帷幕孔， 再施工中间的注 浆孔。帷幕孔， 顾名思义就是要在治理区外围形成一道帷幕， 以控制治理范 围。另外要有 １０％的注浆孔为取芯孔， 基岩段的取芯率为 ７０％～８０％， 冒落 带的取芯率不应小于 ５０％， 其余的注浆孔不取岩芯， 但应做好钻探原始记 录。在钻孔过程中， 如发现漏水、掉钻、埋钻等现象要详细记录其深度、层位 和耗水量。在钻进过程中， 采用清水钻进， 终孔后要清洗孔壁。 ３．３．２ 止浆工艺
在帷幕孔注浆时， 浆液配合比为 １．０∶１．０～１．０∶１．５。若帷幕孔打到采空 区 ， 则 制 浆 材 料 中 加 水 泥 重 量 １％～３％的 速 凝 剂 ， 施 工 工 艺 采 用 间 歇 式 ， 以控制浆液的扩散半径。若帷幕孔打到煤柱上时， 其浆液配合比同于注 浆孔。当单孔注浆量过大时， 在孔口加一漏斗状的投砂器， 用浆液将砂或 粒径小于 ０．５ ｃｍ 的矿渣带入孔内。
冷月份为 １ 月， 平均温度－ ７．６ ℃， 极端最低温度－ ２２．５ ℃。风力一般为 ３～４ 级， 最大为 ６ 级， 春、冬多西北风， 夏、秋多东南风和南风。霜冻期为 １０ 月 中旬至翌年 ４ 月中旬， 年平均冻土深度为 ０．３５ ｍ， 无霜期为 １８０ 天。施工 现场位于东沟—大阳镇三级公路以南约 １５０ ｍ， 尚有向东村经大山垭口 到陡坡村煤矿的便道， 交通条件便利。
在注浆孔注浆时， 浆液配合比为 １∶１．１～１∶１．５。在注浆过程中为避免在 短时间内注入大量的水泥粉煤灰浆， 所以当注浆量较大时， 采用间歇式 注浆法施工或适当提高浆液浓度。
整个施工过程采用的施工工艺流程见图 ２。
图 １ 采空区钻孔平面布置图
区内构造为缓倾角的单斜地层， 产状为 ３１０°～３２０°∠６°～１５°。构造形迹 主要为两组陡倾角剪切节理裂隙， 产状分别为： １１６°∠８１°和 １６５°∠７９°。
地表裂缝主要分布在隧道轴线及其两侧山坡， 延伸方向以北北东向 为主， 宽度 ２ ｃｍ～１５ ｃｍ， 延伸长度 １０ ｍ～３０ ｍ。在已开挖的隧道内，衬砌裂 缝以侧壁横向为主， 倾斜裂缝较少， 且多集中在该段裂缝发育区的两端， 说明裂缝产生的主要原因是由于沉陷拉裂造成。隧道最大下沉量 １６ ｃｍ 左右。 ２．３ 采空区分布特征
ＤＡＩ Ｗｅｉ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｗｏ ｃｏｍｍｏｎ ｗａｙｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｅｘｐｏｕｎｄｓ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ ｃｏａｔｉｎｇ ｍａｔｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ： ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍｅｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ； ｐａｉｎｔ ｃｏａｔｉｎｇ
１ 工作区概况
２ 工程地质
晋城市王坡煤矿铁路专用线柏树底隧道下伏煤矿采空区治理工程
２．１ 地质概况
施工区位于晋城市泽州县大阳镇陡坡村窑沟脑至向东村里沟脑的上香
施工区属高平盆地与晋城盆地间的侵蚀堆积丘陵地貌， 地质条件比
梁与山口梁之间的大山垭口地带。地貌属低山丘陵区， 海拔高程 ９０７ ｍ～ 较简单。该区地层自上而下依次为：
（ ２） 注浆顺序。先灌注治理区两侧的帷幕孔， 且由煤层底板较低处向 较高处逐渐注入， 待帷幕孔注浆完毕后， 再灌注中间的注浆孔。
每个钻孔注浆前都要作压水试验， 压水时间 １０ ｍｉｎ～１５ ｍｉｎ。用以最 后测定各钻孔的地质情况， 然后灵活调配浆液浓度， 实施注浆。注浆开始 后， 定时观测泵的吸浆量和泵压， 记录注浆进程中发生的各种现象， 收集 原始数据， 并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。
将一端带有 ｄ １３０ ｍｍ 法兰托盘的 ｄ ５０ ｍｍ 注浆管下入孔内变径处， 先向孔内投入少量砾石或碎石土（ 以堵塞大的缝隙） ， 然后放入 ２０ ｃｍ～３０ ｃｍ 厚度的泥球 （ 防止浆液大量渗漏） 。之后再灌入水灰比为 １∶１．５～１∶２．０ 的水泥浆， 浇铸长度不小于 ７ ｍ。水泥浆液中加入水泥重量 ２％的速凝剂， 快速将注浆管与孔壁固结。 ３．３．３ 注浆工艺
通过对该区的详细地质勘察及资料的收集， 附近分布的 ６ 座煤矿均 开采二叠系山西组的 ３ 号煤层。该煤层在本治理标段埋深为 １７０ ｍ～１８０ ｍ 之间。因附近煤矿均为集体或个人开采的小煤窑， 开采随意性较大， 部 分已经互相连通， 回采率低， 仅为 ３０％左右， 加之顶板基本以自然垮落方 式管理， 所以造成部分采空区塌陷冒落， 裂缝发展到地表， 部分尚处于悬 空状态， 地层变形尚未结束。
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（ ６） 对 金 属 喷 涂 法 的 封 闭 漆 进 行 了 试 验 ， 从 初 步 获 得 的 试 验 结 果 来
良好的阳极保护性。但从中性盐雾试验中表明， 不同的金属喷涂层的腐
看， 环氧硅氧烷的封闭效果最好， 其次为环氧类封闭涂料， 而磷化底漆效