[发明专利]一种厚第四系深埋采空塌陷破碎地层上行式分段注浆工艺

说明书

本发明公开了一种厚第四系深埋采空塌陷破碎地层上行式分段注浆工艺，具体为：首先，成孔，钻孔开孔孔径为Φ150mm，第四系松散层中采用泥浆护壁，钻至稳定基岩以下5m，通过孔口管向孔底浇入水泥净浆，在水泥浆初凝前将孔口管下至稳定基岩以下5m，采用坐浆法固定孔口管，进行第一次变径，基岩段采用清水钻进，继续钻至导水裂隙带底部，进行第二次变径；成孔后，下入注浆管，将孔口通过法兰盘进行焊接；通过注浆管进行下段注浆，下段注浆结束后，从孔口管与注浆管空隙进行上段注浆，直至达到终孔标准，注浆结束。通过分段注浆，可显著增强采空区充填的密实度，改善注浆均匀性，提高钻孔利用效率，确保采空区治理工程质量。

技术领域

本发明属于采空区注浆技术领域，具体涉及一种厚第四系深埋采空塌陷破碎地层上行式分段注浆工艺。

背景技术

随着我国经济的快速发展，基础设施建设不断完善，土地资源加速紧缺。尤其在矿区，土地资源日益紧张，越来越多的公路、铁路、桥梁、隧道、大坝及工民建的建设不可避免的遇到采空区地基。

采空区地基本身不稳定，在自重应力、地震及地下水等因素下容易发生失稳变形；当地表修建建(构)筑物后，在外加荷载作用下，有可能打破采空区原有平衡状态，重新“活化”采空区，加快采空区地基变形，从而造成建(构)筑物破坏。

目前采空区治理的方法主要有灌注充填法、穿越/跨越法、砌筑法、剥挖回填法、强夯法、堆载预压法6种方法。其中，最常用的方法为灌注充填法。通常，采空区治理采用“一次成孔，全段注浆”施工工艺。

在第四系覆盖层厚、深埋、地层破碎、多层采空区治理工程施工中，地层裂隙发育程度不均且钻孔易坍塌，采用“一次成孔，全段注浆”施工工艺，容易造成注浆段塌孔，垮落带充满不密实，导致注浆不均匀，钻孔利用率降低，工程质量难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种厚第四系深埋采空塌陷破碎地层上行式分段注浆工艺，解决了现有技术在注浆时注浆段易塌孔、垮落带充填不密实且注浆不均匀的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种厚第四系深埋采空塌陷破碎地层上行式分段注浆工艺，具体按照以下步骤实施：

步骤1，成孔，钻孔开孔孔径为Φ150mm，第四系松散层中采用泥浆护壁，钻至稳定基岩以下5m，将Φ127mm孔口管下至距孔底10m，通过孔口管向孔底浇入1：1.5水泥净浆，在水泥浆初凝前将孔口管下至稳定基岩以下5m，采用坐浆法固定孔口管，固管时间不少于24h；

步骤2，坐浆结束后，进行第一次变径，变径孔径为Φ110mm，基岩段采用清水钻进，继续钻至导水裂隙带底部，进行第二次变径，变径孔径为Φ91mm，终孔孔底以上20m范围内采取岩芯；

步骤3，成孔后，迅速下入注浆管，注浆管管外壁绑扎导管，注浆管对应第二次变径位置安装钢托盘，钢托盘以下至煤层底板以上焊接花管，钢托盘上部3～5m通过管道浇入1：1.5水泥净浆，最后，焊接孔口管法兰盘及注浆管丝母接头，孔口包扎待注浆；

步骤4，注浆时，首先通过注浆管进行下段注浆，下段注浆结束后，从孔口管与注浆管空隙进行上段注浆，直至达到终孔标准，注浆结束。

本发明的特点还在于，

步骤1中，在水泥浆初凝前将孔口管下至孔中，采用坐浆法固定孔口管，凝固时间不少于24h，水泥净浆的浇筑高度为10m。

步骤1中，孔口管的孔径Φ为127mm；孔口管高出地面20cm。

步骤3中，注浆管的孔径Φ为48mm，注浆管高出地面50cm。

步骤3中，位于钢托盘下部的注浆管外壁套橡胶止浆塞，且橡胶止浆塞紧贴钢托盘。

钢托盘的内径为50mm，外径为100mm；橡胶止浆塞为截顶圆锥体，大口直径100mm，小口直径90mm，高度100mm。