公路路基下伏采空区处治方法.docx

公路路基下伏采空区处治方法近年来，随着西部大开发战略的不断实施，我国高速公路向西部地区迅猛发展，穿越复杂地形的线路逐渐增多。西部地区除了地质环境恶劣外，还常常存在许多我国上个世纪大肆采矿而遗留下来的废弃采空区。这些采空区往往会引起路基病害，存在许多安全隐患。如何有效处治这类采空区以保证路基设计安全可靠已经成为高速公路跨越该类地区的一个重点和难点问题。采空区处理方案的确定主要依据地质资料（现有的物探、钻探资料）和路线设计高度与采空区的关系而定，总体设计原则是处治后路基的承载力与变形稳定性，应能满足高速公路工程施工的要求，且保证在公路设计使用年限内，不发生超过高速公路规定的允许地基变形界限值和强度破坏。高速公路下伏采空区加固方案的选择，不但要考虑采空区的埋深、规模、成因、水文地质工程地质条件、矿的开采方式、开采时间等诸多因素，而且与经济条件、地基条件、道路条件、施工技术等密切相关。所以各采空区处理方法不具通用性和可比性，要根据采空区的具体特点，通过现场试验来确定。对于采空区的处治，必须坚持的一个重要原则是坚持动态设计原则，根据现场施工时的实际情况，需要我们对采空区处治措施不断进行优化修正，最终达到采空区处治效果。目前，在地下采空区的处治技术方面，国内外尚没有相对完善的技术规程与规范，但在处治构筑物下伏空洞的方面，已有一些成功的实例。如开挖回填法、跨越法、注浆充填加固法等，其中注浆法应用较广。注浆的主要目的是固结由于基岩变形引起的裂缝和空隙，同时充填局部地段小窑采空造成的空洞。铁厂沟煤矿预留煤柱岩性为泥岩、砂岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩，结构部分被破坏，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，岩石质量指标为差。通过注浆，封堵岩体不连续面（主要包括裂隙、岩层层面、断层等），注浆后，依靠浆液的渗透力把岩体结构面黏结在一起，使岩体完整性增加；同时，浆液在化学反应进程中，某些化学剂与岩土中的元素进行离子交换形成新的物质，增加固结岩土的结构强度。提高路基的整体性和稳定性，确保公路安全使用。目前注浆法主要应用于地基加固，包括渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆等多种形式，所用材料包括水泥浆和各种化学浆液等。注浆最关键的是控制住浆质量，保证注浆效果。尤其对于采空区，由于地质条件复杂，岩体裂隙分布、回填物充填程度以及安全煤柱的受损等因素对注浆效果有不可预见的影响，这就使得路基下伏采空区的注浆处理难度远远大于普通的下伏空洞或溶洞，此时更应需要在注浆过程中的进行注浆全过程监控，并根据反馈的注浆信息实时调整注浆参数,以保证采空区的注浆质量，从而保证路基安全可靠。对于煤矿采空区，往往需要根据勘察结果揭示的线路与煤矿预留安全煤柱的位置关系来判断是否需要进行处理。若拟建线路从煤矿预留安全煤柱上通过，拟建线路大部分处于移动区和变形区，则必须经过处理才能满足拟建道路工程要求。常用的设计思路是采用路基抗变形处理方案。路基抗变形处理方案是采用一定的处理措施处治预留安全煤柱上的浅层窑采空区和固结浅层岩体裂缝和裂隙，使其不发生突然的坍塌、冒落。同时对该路段的路基路面采用特殊措施处理，增加路基的整体性，减小局部变形对路基的影响，同时增加拟建道路路面结构刚度，避免路面发生突然变形。目前实际工程中，对于煤矿采空区较大的路段，一般首先考虑线路避开，实在避开不了，可考虑采用注浆充填+网格地梁格栅处治方案。为进一步加强路基抗变形、路面抗裂缝能力，尚可考虑在路床底设置一层土工格栅。对于普通的井洞处理，可参照一般的岩溶孔洞处理方案进行。这时可根据勘察成果，确定井洞位置后，进行回填处理(一般采用不含有机质的各类废土回填)，回填后进行注浆处理即可。此外，注浆处理尚需注意以下几点：(1)充填固结注浆主要针对路基加固范围内的采空区、岩体裂隙进行处理；(2)帷幕注浆主要针对路基加固边界的采空区、岩体裂隙进行处理，形成帷幕；(3)钻孔作业包括先导孔、注浆孔、检查孔的钻孔，以及钻孔和注浆所必需进行的钻取岩芯和试验、钻孔冲洗、注浆前下套管等全部钻孔作业。(4)注浆浆液类型采用配制的稳定浆液。注浆方式一般采用上行式，即自下向上分段纯压式注浆和孔口封闭纯压式注浆相结合的综合注浆法；(5)总体要求涉及的试验标准应按照公路、水利等有关规范、标准执行。