[发明专利]一种适用于厚硬顶板采空区或灰岩溶洞治理的大直径柱体植入方法

说明书

本发明公开了一种适用于厚硬顶板采空区（或灰岩溶洞）治理的大直径柱体植入方法，单柱体植入时，利用分段钻进、套管管靴钻进方法，钻入空洞底板完整基岩2D，钻孔完成后，分节提取孔内造价昂贵的专业钻进套管及管靴并更换较为廉价的普通钢套管进行全孔套管扫孔钻进至钻孔孔底标高；再将空洞顶板以上普通钢套管截断。孔内放入钢筋笼、浇筑混凝土至顶板以上5D，形成大直径钢筋混凝土柱。通过在采空区（或灰岩溶洞）区域植入一定数量大直径钢筋混凝土柱，利用钢筋混凝土柱顶部与岩体的嵌固作用，使钢筋混凝土柱承担一定的覆岩荷载从而减少顶板所受的弯矩，这样形成一种全新的支撑体系，该体系利用植入大直径柱体增强采空区（或灰岩溶洞）稳定性。

技术领域

本发明属于地质灾害处治技术领域，具体为一种适用于厚硬顶板采空区（或灰岩溶洞）治理的大直径柱体植入方法，适合于人工较难进入拥有较厚坚硬顶板的采空区（或灰岩溶洞）的治理。

背景技术

随着我国城市化的发展，城市周边地区寸土寸金，很多重要项目需要在采空区上进行建设，对采空区进行加固和治理的需求日益旺盛。采空区空洞治理方法主要有注浆法和非注浆法。传统注浆法是要注入大量浆液材料，费时费料；传统非注浆法（如：干砌方法和浆砌方法）往往需要大量人员设备入洞，但是地下洞室中易产生有害气体，矿坑突水以及围岩局部掉块等极易对洞内施工人员造成严重的安全危害。同时，洞内空间狭小，不利于机械化施工，大型设备难以进入。随着我国套管钻进技术的提高，大直径旋挖钻机的普及，本发明提出了一种适用于厚硬顶板采空区（或灰岩溶洞）治理的大直径柱体植入方法。较传统方法大大减小了材料用量、节约了成本，缩短了工期，还更加安全环保。

发明内容

为保证采空区上建构筑物的安全，解决采空区洞内的施工不便的情况，本发明目的在于提供一种适用于厚硬顶板采空区（或灰岩溶洞）治理的大直径柱体植入方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种适用于厚硬顶板采空区或灰岩溶洞治理的大直径柱体植入方法，包括如下步骤：

（1）、岩体力学分析与设计

根据采空区（或溶洞）特征，如空洞范围、高度、覆岩厚度及强度等，通过岩体力学分析、计算确定植入混凝土柱的数量、间距、单柱的直径、配筋及与顶板的嵌固深度等。

（2）、大孔径钻孔

根据设计要求孔径、孔深采用相应钻机（建议采用旋挖钻机）地面钻孔，上部遇易塌孔松散覆盖层时应采用护壁套管进行护壁，钻进至空洞顶板。

（3）、套管钻孔

按设计柱直径采用旋挖钻全孔（确保钻孔垂直）分节下入套管加管靴钻进，钻穿空洞底部淤积层且进入底板岩体一定深度，确保钻进管靴全断面入岩0.5米以上并提取出相应芯体，钻孔完成。

（4）、换管、清孔

钻孔完成后，分节提取孔内造价昂贵钻进套管及管靴，采用旋挖钻机全孔重新分节下入普通钢套管放（钻）至孔底（为使普通钢套管顺利进入孔底，底部钢套管可制成简易管靴），然后完成孔内捞渣、清孔。

（5）、截管、放钢筋笼、嵌固段植筋、浇筑混凝土

利用现代套管钻进技术中正反转工艺将空洞顶板底面以上普通钢套管旋出并提出孔外，或利用孔内吊篮人工将空洞顶板以上普通钢套管截断并提出孔外；截断或旋出钢套管为使钢筋混凝土柱与覆岩顶板提供接触面形成嵌固力，其中钢筋混凝土柱与上覆岩层接触段称为嵌固段。孔内吊篮人工封堵管外壁与岩壁间缝隙，吊放按设计制作好的钢筋笼；放入浇筑导管，浇筑混凝土至设计柱顶标高。如果嵌固力不满足设计要求时，采用孔内吊篮人工在嵌固段岩层内植入钢筋，并与放置到位的钢筋笼相连接。

（6）、柱顶孔洞回填