談農(nóng)村山區(qū)公路采空路段鉆孔注漿技術(shù)控制

周紅波

(左權(quán)縣交通運(yùn)輸局，山西左權(quán) 032600)

隨著我們交通運(yùn)輸系統(tǒng)從上至下學(xué)習(xí)貫徹習(xí)總書記關(guān)于農(nóng)村公路工作重要批示精神的深入開展，一系列鄉(xiāng)村提檔升級(jí)專項(xiàng)改造工程正有序?qū)嵤?，山區(qū)公路發(fā)展步伐有了進(jìn)一步加快，但因以前寬松的經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境影響下造成農(nóng)村山區(qū)私挖、亂采現(xiàn)象的存在，致使目前資源整合而遺棄的小煤窯開采區(qū)年久塌陷變形，直接導(dǎo)致穿越而過的農(nóng)村公路形成潛在安全隱患，通過在改造這些鄉(xiāng)村公路的過程中的經(jīng)驗(yàn)積累，我將以左權(quán)縣鄉(xiāng)級(jí)公路竹豐線采空路段的治理，淺析對(duì)其已沉陷采空路段的施工控制，進(jìn)一步分析采用鉆孔注漿加固路基處理技術(shù)在這方面的可行性應(yīng)用。

1 工程背景

鄉(xiāng)級(jí)公路竹豐線位于左權(quán)縣北部低山區(qū)，區(qū)內(nèi)山梁、山坡、沖溝、河谷縱橫，公路基本盤山、沿河溝修建，其中近1/3路段地處全縣主要煤炭分布區(qū)域，在本次升級(jí)改造中，已沉陷確認(rèn)的采空路段就有3處，平均長度達(dá)到120 m，因其中1處無法改線，為了提升該公路的通暢能力，徹底消除該處安全隱患，我們采用了鉆孔注漿加固路基的處理技術(shù)來改善采空區(qū)的通行能力。

2 成孔控制

2.1 確認(rèn)準(zhǔn)備

1)在確認(rèn)注漿孔時(shí)，我們應(yīng)采用全站儀按照?qǐng)D紙要求實(shí)地定位，用鋼尺進(jìn)行精確放樣，原則上確認(rèn)鉆孔的實(shí)際位置不要偏離圖紙?jiān)O(shè)計(jì)位置約±1.0 m內(nèi)。因竹豐線鉆孔位置處于山區(qū)地形特殊地段所限，鉆孔確實(shí)不能放在設(shè)計(jì)位置時(shí)，我們就需先確認(rèn)其周圍可以就位的注漿鉆孔，然后再根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)地鉆探確認(rèn)采空區(qū)的情況，在監(jiān)理工程師同意的情況下予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2)注漿采用的鉆機(jī)進(jìn)入場地時(shí)必須由我們的專業(yè)技術(shù)人員引導(dǎo)，并在已實(shí)地確認(rèn)的位置上進(jìn)行安裝調(diào)試工作，并做好開工前的技術(shù)交底工作，使全體鉆孔施工人員明確各自崗位的施工方法、質(zhì)量要求和安全生產(chǎn)注意事項(xiàng);同時(shí)我們應(yīng)積極申請(qǐng)辦理開孔手續(xù)，在通知書未下達(dá)前不得進(jìn)行任何鉆孔作業(yè)。

2.2 實(shí)地鉆孔

1)按照采空區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合農(nóng)村山區(qū)公路實(shí)際路況，全取芯的注漿鉆孔(約占本次工程全部注漿孔的5%):原則上在采空區(qū)上部覆巖部位的巖芯采取率應(yīng)大于60%，在采空區(qū)塌陷區(qū)部位的巖芯采取率應(yīng)大于30%方為合格。

a.我們應(yīng)按照該工程獲得審批的施工組織設(shè)計(jì)專項(xiàng)方案部署和巖芯鉆探操作規(guī)程進(jìn)行鉆孔作業(yè)，開孔孔徑為110 mm，采用同類直徑鉆頭和巖芯管，視山區(qū)道路地層情況當(dāng)鉆至完整基巖下2 m～10 m后，嵌入套管，孔口止?jié){，然后再變徑為90 mm，鉆至采空區(qū)中的塌陷冒落帶或煤層底板以下1 m終止，其中特別注意取芯孔不得超管鉆進(jìn)，嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量。

b.在鉆進(jìn)過程中，我們應(yīng)做好鉆探報(bào)表等原始記錄和取出巖芯的登記編錄工作。并應(yīng)按照監(jiān)理工程師的要求將取出的巖芯放置在指定的地方，擺放整齊，采用紅顏色油漆在巖石上標(biāo)注本次鉆孔的回次及塊數(shù)，并按規(guī)范壓放回次標(biāo)簽，以便進(jìn)一步的驗(yàn)收檢查。

c.根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)理工程師的要求:一是對(duì)需要取芯必須裝箱保存的情況，我們要待鉆孔驗(yàn)收合格并拍照后，才能及時(shí)將取出的巖芯裝入巖芯箱，并按照建設(shè)、監(jiān)理方的要求運(yùn)送到指定的巖芯存放處予以妥善保存;二是無論是否需要取芯保存，我們均應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的鉆孔柱狀圖進(jìn)行施工，并依據(jù)規(guī)范要求編制出成孔鉆孔柱狀圖表，以便下一步的注漿施工需要。

2)在我們進(jìn)行鉆孔的實(shí)際過程中，很可能會(huì)發(fā)生漏水、掉鉆、埋鉆、機(jī)上見軟、見硬等一般故障，對(duì)此施工人員要詳細(xì)進(jìn)行記錄其鉆孔的深度、層位和耗水量，并應(yīng)立即向現(xiàn)場監(jiān)理工程師報(bào)告，同時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)故障的應(yīng)急方案，及時(shí)采取必要的防護(hù)措施。

3)因本段農(nóng)村山區(qū)公路路基巖層的實(shí)際構(gòu)造，在現(xiàn)場鉆進(jìn)過程中，我們必須采用回轉(zhuǎn)方式，嚴(yán)禁沖擊式鉆進(jìn)，否則很容易使采空區(qū)突發(fā)塌落現(xiàn)象。同樣，在鉆孔完成后，我們也應(yīng)依照操作程序，施工單位負(fù)責(zé)人需攜帶本次開孔通知書和施工人員整理完整的鉆探班次報(bào)表、要求取出巖芯的鉆孔編錄等原始記錄報(bào)表，向建設(shè)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和駐地監(jiān)理工程師申請(qǐng)終孔檢驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)收合格后，我們才能進(jìn)入下一道工序。

3 注漿控制

3.1 注漿前準(zhǔn)備

1)我們?cè)谧{前，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)向施工人員明確指出本次注漿的施工順序，對(duì)于本次農(nóng)村山區(qū)公路，同樣可以采用規(guī)范要求的參照實(shí)際采空區(qū)的傾斜方向，先從采空區(qū)標(biāo)高較低位置的孔中開始注漿，然后再沿傾斜的方向由低向高、由邊部向中心逐次展開注漿工作。

2)作為注漿項(xiàng)目指揮人員，在注漿前仍要對(duì)本次受注鉆孔的鉆探原始資料進(jìn)行詳細(xì)查閱的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)地重新測定的孔深、水位，再次與質(zhì)監(jiān)、技術(shù)人員碰頭分析，作出注漿情況前的科學(xué)準(zhǔn)確判斷，同時(shí)還要組織技術(shù)人員對(duì)本次注漿臨近孔的孔深、水位等情況進(jìn)行不間斷的跟蹤監(jiān)測，并作好相應(yīng)的原始記錄工作。

3)在注漿設(shè)備連接好鉆孔口管道后，首先要按照注漿操作規(guī)程進(jìn)行簡易的壓水試驗(yàn)，試驗(yàn)最少持續(xù)時(shí)間約20 min，從而檢查我們注漿設(shè)備中工作泵與管路系統(tǒng)的完好狀態(tài)，并適時(shí)記錄孔口壓力的變化，判斷孔內(nèi)地層的裂隙、空隙間隔程度對(duì)本次注漿數(shù)量的影響，是否滿足設(shè)計(jì)要求，是否與設(shè)計(jì)注漿值相符。

4)結(jié)合簡易的壓水試驗(yàn)和現(xiàn)場鉆孔測量的結(jié)果，與技術(shù)、監(jiān)理人員會(huì)同分析，就可以再次通過測定或分析的單孔注漿量損耗系數(shù)(1～1.5)、鉆孔平面積、采空區(qū)深度和剩余空隙率(0.2～1)、原煤層開采率、注漿充填系數(shù)(0.75～0.95)及漿液結(jié)石率(0.75～0.95)等參數(shù)重新調(diào)整出最佳單孔的注漿量，并結(jié)合注漿設(shè)備實(shí)現(xiàn)工作狀況，選擇出合適的初始漿液濃度，掌握好孔口的注漿壓力。

5)開機(jī)注漿前必須進(jìn)行壓水沖孔作業(yè)，由于鉆孔過程中都會(huì)在孔內(nèi)留有不少雜質(zhì)沉淀物，所以在注漿前應(yīng)將鉆具重新下至孔底，通過壓水將孔內(nèi)殘留的巖粉等沉淀雜質(zhì)物清理排出，保持孔內(nèi)裂隙的暢通，從而確保注漿的質(zhì)量。

3.2 鉆孔注漿

1)在正式開始往孔內(nèi)注漿的過程中，要有專人定時(shí)觀測注漿泵的吸漿量和泵壓情況，并適時(shí)記錄下整個(gè)注漿過程中可能發(fā)生的各種情況，收集好第一手的原始資料，并根據(jù)注漿過程中實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整該孔的注漿量和漿液濃度，一般注漿液體的濃度是先稀后稠。

2)在整個(gè)注漿過程中，我們要盡量避免在短時(shí)間內(nèi)注入大量的水泥粉煤灰漿，要通過漿液將設(shè)計(jì)配比的砂或礦渣帶入孔內(nèi)。當(dāng)設(shè)計(jì)的注漿孔需要注入量大時(shí)，最好采用間歇式的注漿法施工;當(dāng)注漿量超出設(shè)計(jì)測算的注漿量時(shí)，孔口仍不起壓時(shí)，也應(yīng)采取間歇式的注漿法施工。

3)采取間歇式的注漿方法時(shí)，間歇時(shí)間應(yīng)控制在12 h～24 h，一般應(yīng)為12 h;在停注和復(fù)注時(shí)間都應(yīng)進(jìn)行壓水;間歇后再次進(jìn)行注漿時(shí)，漿液濃度采用方式不變，從最稀一級(jí)開始，視注漿設(shè)備顯示的壓力和單位吸漿量變化情況，逐步?jīng)Q定漿液濃度的變換等級(jí)。首次間歇后的注漿量應(yīng)控制在設(shè)計(jì)量的20%～30%的范圍內(nèi)，若注漿設(shè)備顯示壓力仍不達(dá)標(biāo)，應(yīng)再次間歇，或采用小流量的灌注方式，直至達(dá)到注漿結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)為止。

4)當(dāng)在注漿過程中發(fā)生鄰孔突然出現(xiàn)漿液冒出時(shí)，應(yīng)立即按常見故障應(yīng)急處置措施進(jìn)行補(bǔ)救，在施工設(shè)備及場地條件允許的情況下，也可采取這兩孔同時(shí)注漿作業(yè)，或通過間歇時(shí)間差對(duì)兩孔輪流進(jìn)行注漿，從而保證受注孔與相鄰冒漿孔均能達(dá)到設(shè)計(jì)注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5)在注漿的末期，專業(yè)觀測記錄人員當(dāng)看到注漿泵的壓力逐漸升高，注漿泵的每分鐘吸漿量逐漸減少時(shí)，一般在注漿泵吸量小于70 L/min，孔口的壓力顯示值在1 MPa～1.5 MPa之間時(shí)，就應(yīng)提示操作人員穩(wěn)定10 min～15 min即可結(jié)束注漿作業(yè)，或者當(dāng)孔口壓力大于0.3 MPa，且出現(xiàn)注漿孔地表裂隙大量跑漿時(shí)，也可結(jié)束注漿施工。

4 質(zhì)?？刂?/h2>

為了確保鉆孔注漿加固路基的處理技術(shù)質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，我們不僅應(yīng)建立健全質(zhì)量保證體系，還應(yīng)積極配合監(jiān)理工程師的工作，嚴(yán)格控制好以下環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量:

1)控制源頭，把住材料采購關(guān)。各種原材料到達(dá)施工工地必須由質(zhì)檢員進(jìn)行驗(yàn)收，履行材料報(bào)驗(yàn)單制度，驗(yàn)收合格方能入庫，并由質(zhì)檢人員不定期進(jìn)行抽檢，在投入使用前必須按規(guī)范期間內(nèi)抽檢試驗(yàn)，將質(zhì)檢報(bào)告交監(jiān)理工程師審查確認(rèn)后，方可進(jìn)料使用，不合格材料堅(jiān)決不入場、不使用。

2)控制檢測，把住抽檢規(guī)范關(guān)。在注漿施工過程中對(duì)水泥每個(gè)批號(hào)的產(chǎn)品檢測化驗(yàn)至少1次，同批號(hào)產(chǎn)品超過規(guī)定300 t時(shí)，每300 t檢測化驗(yàn)1次;同時(shí)檢測化驗(yàn)以施工投入前的7 d內(nèi)為有效期;并且在注漿過程中，當(dāng)注漿量超過2 000 m3或交接班次時(shí)，必須抽檢一組樣品，檢測漿液的密度、結(jié)石率、初凝和終凝時(shí)間等。

3)控制孔深，把住終孔達(dá)標(biāo)關(guān)。檢驗(yàn)鉆孔是否達(dá)到終孔，應(yīng)在鉆至設(shè)計(jì)孔深度時(shí)，通過鉆機(jī)配置的計(jì)量裝置及深度檢測器，由技術(shù)人員自檢后，請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查同意方可提鉆，并用清水洗孔，直至返清水為止;如果不返水，此時(shí)的沖洗時(shí)間應(yīng)不少于30 min，然后才能擰孔口蓋準(zhǔn)備壓漿。

4)控制進(jìn)度，把住工序質(zhì)量關(guān)。本次采用孔口套管止?jié){，開孔孔徑視情況在進(jìn)入山區(qū)采空層弱風(fēng)化基巖2 m～8 m時(shí)，灌注水泥漿，其水泥漿柱高度不小于5 m，接著下入注漿管至孔底，待水泥漿終凝或24 h后，才能變徑鉆至煤層采空區(qū)設(shè)計(jì)深度。同時(shí)在注漿中，每孔應(yīng)準(zhǔn)備稀、稠兩種配比等級(jí)的漿液進(jìn)行灌注，先稀后稠，稀漿控制在注漿量的20%左右;當(dāng)某個(gè)鉆孔注漿量較大時(shí)，注意及時(shí)在漿液中加入水泥重量2%的速凝劑，提高質(zhì)量控制率。

5)控制過程，把住安全環(huán)保關(guān)。在施工現(xiàn)場，我們應(yīng)嚴(yán)格按照批準(zhǔn)的安全、環(huán)保技術(shù)措施進(jìn)行作業(yè)，實(shí)施過程中在經(jīng)常向建設(shè)單位匯報(bào)施工進(jìn)展的基礎(chǔ)上，也應(yīng)同時(shí)報(bào)告安全生產(chǎn)、文明施工、環(huán)保達(dá)標(biāo)的同步跟進(jìn)工作，使我們的項(xiàng)目過程控制真正做到抓牢管理、跟進(jìn)制度，盯住現(xiàn)場，跟班作業(yè)，抓住關(guān)鍵，確保重點(diǎn)，有檢查、有整改、有監(jiān)督、有落實(shí)。

5 結(jié)語

我們采用鉆孔注漿加固路基處理技術(shù)處置目前提檔升級(jí)中的農(nóng)村山區(qū)公路采空路段，雖然成本較大，但把握好以上各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)逐步消除由于采深小，又任其垮落，因此地表變形積累到極限狀態(tài)時(shí)突然垮塌，且不連續(xù)，產(chǎn)生較大的裂縫和塌陷坑，威脅公路路基穩(wěn)定的沉陷采空路段最為適宜，可從根本上治理其持續(xù)帶來的安全隱患，提高農(nóng)村公路的安全水平、暢達(dá)水平和服務(wù)水平，開創(chuàng)農(nóng)村公路工作新局面。

［1］JTG/TD 31-03-2-11，采空區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則［S］.

［2］羅德斌.淺析農(nóng)村公路施工技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究，2012(6):62.

［3］楊劍勇.高速公路煤礦采空區(qū)治理施工質(zhì)量控制要點(diǎn)［J］.山西建筑，2010，36(27):287-288.

［4］時(shí)均偉.南大梁高速公路華鎣山隧道采空區(qū)施工技術(shù)研究［D］.成都:西南交通大學(xué)，2011.

［5］楊為民，向靈芝，李鐵軍.邯鄲—涉縣段高速公路沿線煤礦采空區(qū)地表沉陷的定量預(yù)測［J］.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(1):62.