劉赟

摘要：本文主要新莊孜電廠技改工程深層采空區(qū)處理工程的設(shè)計(jì)、施工工藝過(guò)程及施工質(zhì)量管理等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)施工過(guò)程中的重要質(zhì)量控制點(diǎn)及質(zhì)量控制方法進(jìn)行深入的分析和研究。

關(guān)鍵詞：采空區(qū) 注漿過(guò)程 注漿壓力 質(zhì)量控制

一. 工程背景

新莊孜電廠（2×135mw）技改工程位于新莊孜煤礦工業(yè)廣場(chǎng)東南部，該區(qū)域下方有多層煤炭采空區(qū)，地表因此產(chǎn)生過(guò)劇烈的沉陷，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)論證提出：“該區(qū)域煤層巷采區(qū)殘留空區(qū)分布不明，若受強(qiáng)載荷作用，可能造成采空區(qū)上覆巖體結(jié)構(gòu)再次失穩(wěn)變形，因此該區(qū)域地表以下120米范圍地基需要加固處理，方可保證擬建電廠的穩(wěn)定運(yùn)行?！苯?jīng)過(guò)多次優(yōu)化布置，需要加固治理區(qū)面積為42319㎡。

根據(jù)相似采空區(qū)加固處理的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，注漿加固是相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)方案，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)計(jì)算，注漿壓力設(shè)計(jì)為1.0MPa，漿液擴(kuò)散半徑設(shè)計(jì)為14m。經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，全廠區(qū)共需要鉆孔81個(gè)，預(yù)計(jì)鉆孔深度5963米，注漿工程量預(yù)計(jì)25000方，漿液結(jié)實(shí)體為21250方。

二.地基注漿主要工藝過(guò)程

注漿施工工藝過(guò)程的本質(zhì)是將混合漿液注入深層地下裂隙之中，充填裂隙，將裂隙減到最小，進(jìn)而增大地基承載力。注漿工藝過(guò)程最主要有三個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)是混合漿液制備；第二個(gè)環(huán)節(jié)是地基鉆孔；第三個(gè)環(huán)節(jié)壓力注漿。地基注漿對(duì)各環(huán)節(jié)實(shí)施質(zhì)量要求特別高，上個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施質(zhì)量不合格，嚴(yán)禁進(jìn)入下環(huán)節(jié)項(xiàng)目的施工（如果上環(huán)節(jié)實(shí)施質(zhì)量不合格就進(jìn)入下個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施，會(huì)造成重大損失，必須返工處理），有關(guān)過(guò)程如下流程圖。

三.深層地基加固質(zhì)量控制

依據(jù)注漿施工工藝過(guò)程，地基注漿工程質(zhì)量控制主要從制漿、鉆孔、注漿及質(zhì)量驗(yàn)收四個(gè)階段進(jìn)行控制。

（一）漿液制備質(zhì)量控制

1.制漿主要材料：細(xì)沙、碎石、水泥、粉煤灰、水、水玻璃等。細(xì)沙采用淮河細(xì)沙；碎石采用八公山的碎石，碎石不大于5mm；水泥采用325號(hào)普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用老電廠生產(chǎn)粉煤灰，不低于國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；水玻璃采用普通的水玻璃。

2.漿液配合比：設(shè)計(jì)采用3個(gè)級(jí)別的漿液，水固比分別為1：1、0.75：1、0.6：1。漿液配合比設(shè)計(jì)原則是確保結(jié)實(shí)體不小于85%，為保證結(jié)實(shí)體的強(qiáng)度，取水泥和粉煤灰的固相比為1：1，漿液能夠在設(shè)計(jì)壓力下順利注入孔中，并按照設(shè)計(jì)的擴(kuò)散半徑進(jìn)行擴(kuò)散。

3.漿液制備過(guò)程：首先將細(xì)沙、碎石、水泥、粉煤灰按照預(yù)先設(shè)計(jì)的配合比混合后裝入攪拌機(jī)中進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌希瑪嚢钑r(shí)間不超過(guò)5min，然后逐步加入水，邊加水邊攪拌，直到符合要求后放入存獎(jiǎng)池中備用，在具備注漿條件后，再行加入水玻璃，充分?jǐn)嚢韬蠹纯蛇M(jìn)行注漿工序。

（二）鉆孔的質(zhì)量控制

由于該區(qū)域采掘時(shí)間悠久，采掘工程圖中采掘巷道的位置標(biāo)定存在一定偏差，巷采區(qū)巖層破壞情況不明，因此需要采取邊探邊治的方式進(jìn)行采空區(qū)注漿施工。以探查巷道為主，采用先疏后密、從外向里的方法，多輪次的探查巷道，利用現(xiàn)有成孔進(jìn)行注漿孔布置設(shè)計(jì)，并確定施工順序。對(duì)已查明的巷道采用先充填骨料后注漿的方法，嚴(yán)格控制單孔注漿范圍。根據(jù)采空區(qū)治理經(jīng)驗(yàn)，初期應(yīng)選取20%的注漿孔作為注漿實(shí)驗(yàn)孔，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理注漿。

1.鉆孔定位及垂直度控制

首先根據(jù)電廠坐標(biāo)系及廠區(qū)孔位布置圖，采用全站儀放線定位，經(jīng)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收確認(rèn)；其次根據(jù)定位點(diǎn)、鉆孔機(jī)具及注漿機(jī)具等因素綜合考慮布設(shè)方位，確定后移動(dòng)鉆機(jī)對(duì)點(diǎn)。最后調(diào)節(jié)鉆機(jī)底板水平度和豎桿控制裝置，保證鉆桿在下鉆過(guò)程中始終保持與水平底板垂直，從而確保成孔垂直度。

2.成孔驗(yàn)收

根據(jù)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，為了保證注漿效果，經(jīng)過(guò)專(zhuān)題會(huì)討論確定成孔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：

（1）實(shí)際鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)深度；

（2）孔的直徑符合設(shè)計(jì)孔徑為190mm，加固區(qū)終孔孔徑不小于127mm，注漿段孔徑不小于91mm；

（3）終孔孔斜不應(yīng)超過(guò)2%。

3.下套管護(hù)壁水泥封閉

成孔驗(yàn)收合格后，下入Φ168套管護(hù)壁，四周采用水泥封閉，下入位置0-23m，下管7天后方可注漿；

（三）注漿過(guò)程質(zhì)量控制要素

漿液制備質(zhì)量及鉆孔質(zhì)量符合確定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，即可進(jìn)行注漿施工工序，注漿質(zhì)量主要控制以下指標(biāo)：

1.注漿過(guò)程控制

注漿過(guò)程中，漿液池中漿液要不停的攪拌，防止出現(xiàn)秘水和沉淀現(xiàn)象，保證漿液始終符合設(shè)計(jì)要求。

2.注漿壓力表檢定

壓力表必須經(jīng)過(guò)檢定，使用前后管內(nèi)漿液要沖洗干凈，是壓力表始終符合檢定的標(biāo)準(zhǔn)，始終處于有效狀態(tài)。

3.注漿壓力控制

注漿壓力的大小將決定漿液的擴(kuò)散距離和充填、壓密的效果。壓力大，漿液擴(kuò)散距離大，裂隙中漿液充填的效果也高。由于采空區(qū)埋深較淺，注漿壓力較大時(shí)容易出現(xiàn)地面返漿等現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及相似工程的經(jīng)驗(yàn)：本項(xiàng)目設(shè)計(jì)注漿終壓為：巷采治理區(qū)0.7-1.0MPa；基本治理區(qū)、加固治理區(qū)0.7-1.2Mpa；為保證注漿的效果，要求重點(diǎn)控制注漿壓力，要求施工單位每隔半小時(shí)記錄一次注漿壓力，并由監(jiān)理旁站監(jiān)督。

4.注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)注漿壓力達(dá)到終壓值，泵量小于150L/min，穩(wěn)定15 min時(shí)，可結(jié)束該注漿段的注漿施工。（四）注漿質(zhì)量驗(yàn)收

采空區(qū)治理工程的質(zhì)量監(jiān)控主要包括兩個(gè)方面的工作：一是施工過(guò)程中的監(jiān)控；二是施工結(jié)束后的質(zhì)量檢測(cè)工作。采空區(qū)注漿治理的監(jiān)控工作主要從鉆孔、制漿、注漿3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，一般在施工過(guò)程中完成。

1.壓水試驗(yàn)檢測(cè)

壓水試驗(yàn)檢測(cè)，治理區(qū)注漿結(jié)束后預(yù)留15個(gè)鉆孔做壓水試驗(yàn)，通過(guò)壓水試驗(yàn)壓力、流量，判斷注漿充填效果，流量越小壓力越大充填效果越好，一般采空區(qū)注漿后壓水試驗(yàn)流量值與結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)相同，壓力達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)壓力的50%注漿充填效果良好。壓水試驗(yàn)鉆孔要求均勻分布，數(shù)量達(dá)到注漿鉆孔的20%左右。

2.控制注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

嚴(yán)格控制注漿結(jié)束時(shí)點(diǎn)，控制漿液擴(kuò)散距離，漿液不得擴(kuò)散太遠(yuǎn)也不能進(jìn)入第四系地層風(fēng)氧化帶，實(shí)現(xiàn)漿液有效充填。

總之，新莊孜電廠技改工程的地基注漿充填工程提出設(shè)計(jì)構(gòu)想、編制設(shè)計(jì)文件、組織施工、完成第三方驗(yàn)證，歷時(shí)11個(gè)月。在設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中由于沒(méi)有國(guó)家及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施難度很大，但在各參建單位技術(shù)人員的不懈努力下，地基深層注漿充填實(shí)施質(zhì)量?jī)?yōu)良，順利通過(guò)獨(dú)立第三方質(zhì)量檢驗(yàn)，為電廠今后安全生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。