專利名稱：一種治理地下采空區(qū)或空洞的施工方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種治理地下采空區(qū)或空洞的施工方法，即在地下采空區(qū)或空洞中施 工一個混凝土圓臺體，支撐采空區(qū)或空洞頂部，可有效的防止采空區(qū)或空洞塌陷，造成地面 建筑物損壞。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)和民用建筑、鐵路、公路的不斷發(fā)展，擬建場地經(jīng)常遇到地下采空區(qū)或空 洞，給地面建筑物建設帶來隱患，由于地下為采空區(qū)或空洞，經(jīng)常發(fā)生地面塌陷給已建成的 建筑物造成嚴重破壞。鐵路及公路建設也經(jīng)常遇到地下采空區(qū)或空洞?，F(xiàn)有技術(shù)對地下采 空區(qū)或空洞的治理一般采用注漿方案或是對于小體積空洞采用整體空洞灌注混凝土。但因 采空區(qū)或空洞積水原因，整個采空區(qū)或空洞注漿或灌注混凝土使采空區(qū)或空洞內(nèi)水難以及 時排出，勢必在采空區(qū)或空洞內(nèi)形成水壓力，難以保證填充采空區(qū)或空洞質(zhì)量。漿液采用純 水泥漿，水泥粉煤灰漿，水泥粘土漿等。注漿方量大，工期長，費用高。另外由于地下采空區(qū) 或空洞復雜，填充飽和度小，很難達到保證采空區(qū)或空洞不塌陷的效果。給地面工程建設埋 伏了隱患。特別對鐵路及公路工程，往往地下采空區(qū)或空洞面積大，采用注漿方案無法實現(xiàn) 沿路基線路加固的目的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提出一種治理地下采空區(qū)或空 洞的施工方法，該方法對于擬建場地可根據(jù)建筑物的布置針對性地在地下采空區(qū)或空洞內(nèi) 施工混凝土圓臺體用以支撐空洞頂部，可以有效防止地下采空區(qū)或空洞塌陷如果地面建 筑物設計樁基方案，可在樁底端的采空區(qū)或空洞設置混凝土圓臺體；如果地面擬建鐵路和 公路，可沿路基線在地下采空區(qū)或空洞布置混凝土圓臺體；本發(fā)明如此布置混凝土圓臺體 可以大大減少填充物用量，節(jié)約費用，縮短工期，而且加固后的效果極大地優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的 注漿方案。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種治理地下采空區(qū)或空洞的施工方法，包括以下步驟第一、從地面鉆孔直至鉆透采空區(qū)或空洞頂面，鉆孔直徑為100-450mm;第二、將一根長度大于采空區(qū)或空洞高度且直徑小于等于鉆孔直徑的鋼管用繩索 垂直牽引放入鉆孔內(nèi)直至采空區(qū)或空洞底；第三、從鉆孔口分層灌入混凝土，將混凝土經(jīng)鉆孔內(nèi)鋼管分層灌入到采空區(qū)或空 洞底，灌入混凝土的量由設計的圓臺體的形狀和體積確定；第四、邊從鉆孔口灌混凝土邊提升鉆孔內(nèi)鋼管，當采空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土堆上升 到分層高度時，停止灌注，待混凝土凝固到不能流動的強度時，以同樣方法再進行第二次灌 注、第三次灌注、如此反復灌注，直至混凝土圓臺體上升至采空區(qū)或空洞頂面；第五、當混凝土灌注至采空區(qū)或空洞頂面時，用鉆孔內(nèi)鋼管反復反插，使混凝土與
3采空區(qū)或空洞頂面接觸嚴密，并使采空區(qū)或空洞內(nèi)的圓臺體的頂面積擴大到符合設計要 求；第六、抽出鉆孔內(nèi)鋼管，用混凝土或現(xiàn)場料填充鉆孔。若鉆孔孔壁有塌方可能，先在鉆孔內(nèi)安放一個護壁管，然后再從鉆孔口分層灌入 混凝土，將混凝土經(jīng)鉆孔內(nèi)鋼管分層灌入到采空區(qū)或空洞底。所說的在鉆孔內(nèi)安放一個護壁管是指將護壁管從鉆孔口一直放置深入到塌方土 層底標高以下。在每次灌入混凝土后，為了使采空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土圓臺體底面滿足設計要求， 可利用鋼管反復反插而實現(xiàn)。圓臺體的頂面的直徑為0.5-3m。灌注采空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土圓臺體的混凝土塌落度為12-18cm，強度為C10-C45。采用本發(fā)明的方法，其成本僅為注漿法的1/5-1/3;施工速度是注漿法的 1/3-1/2;同時，采用本發(fā)明的方法不會因采空區(qū)或空洞積水原因而造成的質(zhì)量隱患。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的原理進行詳細說明。實施例一本實施例概況為擬建一個電廠，地質(zhì)勘察時發(fā)現(xiàn)該地面下為人工挖煤形成的采 空區(qū)，具體地層為①雜填土層，3-5m ；②強風化巖、中風化巖及弱風化巖層，10-20m。采煤形 成的空洞高度3-6m，采空區(qū)面積1500mX 300m = 45萬m2，采空空洞體積約為157萬立方米， 洞內(nèi)積水高度1. 0-1. 5m,若采用注漿方案，概算為3. 9億元，工期一年，現(xiàn)采用本發(fā)明施工 方法，決算費用8000萬元，工期三個月。實施例一的具體實施方法為第一、從地面鉆孔直至鉆透空洞頂面，鉆孔直徑為150mm ；第二、將一根長為7m，直徑為114mm的鋼管用細鋼絲繩牽引放入鉆孔內(nèi)，直至空洞 底；第三、從鉆孔口安放一根長為5m、直徑為140mm的護壁管，在護壁管口安裝一個上 口直徑為600mm的喇叭形投料口。將混凝土從投料口灌入鉆孔內(nèi)，混凝土的塌落度為14cm， 邊灌注混凝土邊提鉆孔內(nèi)鋼管，第一次投料3. 8m3，用鉆孔內(nèi)鋼管反復反插，使混凝土圓臺 體底面面積直徑擴大3m，邊提升孔內(nèi)鋼管使圓臺體上升高為1. 0m，停止灌注，等待2個小 時后已灌注的混凝土有一定強度，不向四周流動時再進行第二次灌注混凝土，第二次灌注 5m3，邊灌注混凝土邊提升鉆孔內(nèi)鋼管，進行反插，圓臺體上升高度為1. 2m，停止灌注，待2個 小時再按同一步驟施工，共分五次灌注至空洞頂面，采用鉆孔內(nèi)反插多次方式使混凝土圓 臺體頂面積直徑擴大，同時保證混凝土圓臺體與空洞頂面嚴密接觸。經(jīng)計算圓臺體頂面直 徑為800mm，經(jīng)測量空洞內(nèi)混凝土圓臺體高度為4. 2m。后經(jīng)鉆孔檢測空洞內(nèi)混凝土圓臺體 頂與空洞接觸嚴密；圓臺體底面面積直徑大于3. 5m,圓臺體頂面直徑大于800mm，圓臺體高 度為4. 2m。本工程設計混凝土圓臺體的間距為8m，等邊三角形布置。在建筑物下布設，共 布置2100個圓臺體。每天同時施工40個圓臺體，施工工期為二個月。實施例二
本實施例概況為某住宅小區(qū)共有8棟住宅樓，地上30層，地下一層，每棟底面積 840m2，每棟樓設計沖擊成孔灌注樁178根，樁徑Φ 700，樁長12m，地質(zhì)概況為基坑底向下 ①粉質(zhì)粘土層，平均厚度8m ；②強風化巖層，平均厚度為2m ；③中風化弱風化巖層，平均厚 度為10m，④下部為空洞，空洞高度為2-7m，地下空洞面積約為8萬平方米，空洞體積約48 萬立方米，若采用整體空洞注漿方案，其費用約1.2億元，對本工程不可行。后采用本發(fā)明 施工方法，其設計方案是在樁下布置一個混凝土圓臺體，支撐空洞頂。相臨樁距小的樁布置 一根?？紤]外放因素單棟樓共布置混凝土圓臺體190個，三棟樓共布設570個，混凝土強度 為C25，塌落度為14cm。實施例二的具體施工方法為第一、從地面鉆孔直至鉆透空洞頂面，鉆孔徑為180mm ；第二、將一根長為7m，直徑為140mm的鋼管用細鋼絲繩牽引放入鉆孔內(nèi)，直至空洞 底；第三、從鉆孔口安放一根為2m、直徑為168mm的護壁管，在護壁管口安裝一個上 口直徑為600mm的喇叭形投料口。將C25混凝土從投料口灌入鉆孔內(nèi)，混凝土的塌落度為 14cm，第一次投料10m3，邊灌注混凝土邊提孔內(nèi)鋼管進行反復反插，使混凝土圓臺體底面面 積直徑擴大3m，圓臺體上升高為0. 8m，停止灌注，等待2個小時，使已灌注的混凝土有一定 強度，不向四周流動再進行第二次、第三次灌注混凝土，如此反復，每次灌注混凝土 8m3，上 升高度為0. 5-1. 0m，共分7次灌注，直至混凝土圓臺體上升至空洞頂面，保持鉆孔內(nèi)有一定 高度的混凝土，再進行多次反插，以實現(xiàn)擴大圓臺體頂面面積直徑，同時保證混凝土圓臺體 與空洞頂接觸嚴密。
權(quán)利要求
一種治理地下采空區(qū)或空洞的施工方法，其特征在于，包括以下步驟第一、從地面鉆孔直至鉆透采空區(qū)或空洞頂面，鉆孔直徑為100 450mm；第二、將一根長度大于采空區(qū)或空洞高度且直徑小于等于鉆孔直徑的鋼管用繩索垂直牽引放入鉆孔內(nèi)直至采空區(qū)或空洞底；第三、從鉆孔口分層灌入混凝土，將混凝土經(jīng)鉆孔內(nèi)鋼管分層灌入到采空區(qū)或空洞底，灌入混凝土的量由設計的圓臺體的形狀和體積確定；第四、邊從鉆孔口灌混凝土邊提升鉆孔內(nèi)鋼管，當采空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土堆上升到分層高度時，停止灌注，待混凝土凝固到不能流動的強度時，以同樣方法再進行第二次灌注、第三次灌注、如此反復灌注，直至混凝土圓臺體上升至采空區(qū)或空洞頂面；第五、當混凝土灌注至采空區(qū)或空洞頂面時，用鉆孔內(nèi)鋼管反復反插，使混凝土與采空區(qū)或空洞頂面接觸嚴密，并使采空區(qū)或空洞內(nèi)的圓臺體的頂面積擴大到符合設計要求；第六、抽出鉆孔內(nèi)鋼管，用混凝土或現(xiàn)場料填充鉆孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的施工方法，其特征在于，若鉆孔孔壁有塌方可能，先在鉆孔內(nèi) 安放一個護壁管，然后再從鉆孔口分層灌入混凝土，將混凝土經(jīng)鉆孔內(nèi)鋼管分層灌入到采 空區(qū)或空洞底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的施工方法，其特征在于，所說的在鉆孔內(nèi)安放一個護壁管 是指將護壁管從鉆孔口一直放置深入到塌方土層底標高以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的施工方法，其特征在于，在每次灌入混凝土后，為了使采 空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土圓臺體底面滿足設計要求，可利用鋼管反復反插而實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的施工方法，其特征在于，圓臺體的頂面的直徑為0.5-3m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的施工方法，其特征在于，灌注采空區(qū)或空洞內(nèi)混凝土圓臺 體的混凝土塌落度為12-18cm，強度為C10-C45。
全文摘要
一種治理地下采空區(qū)及空洞的施工方法，首先從地面鉆孔直至鉆透采空區(qū)或空洞頂面；其次將一根鋼管用繩索垂直牽引放入鉆孔內(nèi)直至采空區(qū)或空洞底；最后從鉆孔口分層灌入混凝土，將混凝土經(jīng)鉆孔內(nèi)鋼管分層灌入到采空區(qū)或空洞底；直至混凝土圓臺體上升至采空區(qū)或空洞頂面；本發(fā)明如此布置混凝土圓臺體可以大大減少填充物用量，節(jié)約費用，縮短工期，而且加固后的效果極大地優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的注漿方案。
文檔編號E21F15/00GK101906991SQ20101023178
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者劉清潔 申請人:劉清潔