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摘要：文章基于目前采空区公路建设实际情况，总结路基注浆施工工艺特点以及路基注浆施工路线选择依据，提出了采空区开展公路建设时应用注浆施工工艺的工艺流程，以供参考。
关键词：采空区公路建设;路基注浆施工工程;施工技术
一、引言
煤炭作为我国重要的战略物资，对于推动国民经济发展起到关键作用。但是在大范围开展煤炭开采作业的过程中，也对后续工程建设造成不利影响。表现出采矿作业会增加地面沉降、地裂缝、地下水污染以及地下水资源枯竭等问题的概率，其中的煤矿采空区也增加了公路工程建设难度。因此在公路工程建设中跨越采空区时，应结合施工经验合理应用路基注浆技术来处理采空区地基，确保此地区公路工程建设工作的顺利开展。
二、采空区公路建设现状
在我国加快城市建设速度的过程中，不仅加大了对各类基础设施工程的投资和建设力度，而且也在持续开展对现有和老化基础设施的重建与扩建工作。在资源型城市中开展基础设施建设工作中，往往会在工程建设时遇到要跨越采空区的情况，比如要进行大量高速公路、铁路以及隧道和桥梁工程的建设，以及其他的民用建筑和民生基础设施的建设。但是由于此区域中所建设的各类工程，在长时间运营过程中会受到荷载和地震力等因素的影响而出现安全隐患，可能会出现地面沉降等地质灾害而影响路基、路面的平整性，导致路面开裂等影响公路运营安全的问题。因此，针對采空区公路建设，通常采取架设桥梁以及治理采空区两种方式，前者虽然可以完全摆脱采空区对公路建设的影响，但是需要消耗更多的成本。后者则主要是对采空区进行完全填充或者是采取地下采空区支护的方式来减少此区域所建设的公路工程运营中的危险性。此种方法的有利于提升公路工程建设和运营的安全性，而且具有较低的施工成本，通常分为支撑加固法和填充加固法，比如目前国内通常针对不稳定的老采空区采取灌浆的方法进行加固。
三、路基注浆施工工程的特点
适合建设公路工程的采空区，通常已经闲置了至少五六年的时间，这使得采空区的稳定性较差。而且由于孔的孔径有限，无法使用废蛭石等大直径材料对采空区进行填充。此外，采空区上部的采矿区域中也容易存在分离层和裂缝等问题，导致公路工程施工和运营中的残余沉降问题。因此，为了提升此覆盖层的强度来提升其抗变形能力，通常对采空区及其上方的部分覆岩采取用浆液胶结的处理方式。通过相应的粉煤灰灌浆试验可知，通过注浆技术的应用，可以提升裂隙岩体的性能30～50%左右。而且通过数值模拟可知，受到采矿因素的影响，石灰岩层上方的岩体会出现小规模的拉伸变形问题，所以只需要对石灰岩层下方的岩体进行灌浆处理。
四、路基注浆施工路线的选择
在采空区开展公路建设之前，需要结合城市经济发展总体规划目标来选择合适的施工路线。这主要由于采空区周围存在数量较多的煤矿企业，如果在施工中出现安全事故，则会对周围的煤矿企业造成较大的危害。而且在周围煤矿持续开展采矿作业过程中，会影响公路建设之前的地质调查工作，导致此区开展公路工程设计和施工难度、施工成本和风险的增加。因此，在选择不同的施工路线时，需要衡量不同施工方案的优缺点，保证周围煤矿企业开采经济效益与采空区处理成本、公路工程建设成本之间的平衡。比如在详细调查现有干线和未来路网规划现状之后，与公路建设部门进行协调，保证所设计公路工程的宽度、与周围建筑的安全距离以及规划计划等符合相关要求，保证公路工程建设的安全性与稳定性。
五、路基注浆施工技术流程
（一）注浆施工方案设计
在采空区公路建设之前，需要全面勘察此路段的地质情况并开展室内和室外注浆试验工作，依据注浆设计理论要求来合理选择所用注浆技术工艺以及注浆材料。比如选择粉煤灰和粘土作为注浆材料，而且要尽量减少水泥的使用。在注浆施工中采取一次成孔和一次全部灌注的注浆施工方式。可以重复利用注浆管，但是不允许浆液流失。结合注浆作业要求合理开展施工组织设计，做好施工设备、材料以及人员的安排。
（二）孔位布置
针对停采时间比较长的采空区，由于其中基岩中的裂隙较多，针对其上浮岩体采取三维裂隙充填方法。在设计浆液配比时应结合三维裂隙充填方法的原理以及此采空区的实际地质条件进行设计，并且连续灌注2h浆液，控制压力为0.5MPa，可以叨叨14m左右的扩散半径要求。然后结合实际比较复杂的地质情况，合理选择布孔方式来提高地基处理效果。
（三）选择浆液材料
为了保证施工效果，需要结合采空区中富水层较多的情况以及穿过多层采空区时性质容易改变等特征，对所用水下浆液材料的凝结时间、结石率、强度等性能进行合理分析，充分利用当地比较丰富的粉煤灰材料，使用高掺量粉煤灰水泥浆液。
（四）钻孔施工
钻孔作业时通常采取一次成孔或者分段成孔的方式，通常在注浆作业时针对中间注浆孔或者是深度在50m以内的孔，可以采取孔口封闭一次全灌注注浆方式。而针对边缘孔或者是深度在50m以上的控制，则需要采取分段注浆方式。
（五）注浆施工
在注浆作业之前需要开展清孔作业，将其中的杂物清除。然后使用稀浆和浓浆间隙注浆的方式，做好间隙前的压水作业，保证间歇时间在12h以上。如果采取间歇分段注浆方式，控制上下段的间隔时间在36h以上。对于中间空则采用间歇式定量注浆的方式，按照1/2和3/4间歇的方式开展注浆作业。而边缘孔则采取间歇定量注浆方式，在上端完成单孔设计流量的1/3之后开展第二序次注浆作业。对于不同段注浆作业要严格控制注浆质量，确保地基处理效果。
六、结语
在能源型城市中大规模开展基础设施建设过程中，难免需要在采空区开展公路工程建设。但是采空区会对公路建设质量产生不利影响，这就需要分析目前常用的地基处理方式，选择注浆施工方式来处理地基，合理选择路基注浆施工路线，严格按照文章中介绍的工艺流程来确保注浆技术的应用效果，切实保证采空区公路建设质量。
参考文献：
[1] 卿伟源， 冷承东， 石辉，等. 高速公路铁矿采空区分析处理应用研究[J]. 工程建设与设计， 2019， 000（005）：24-26.
[2] 杨永刚. 山区高速公路采空区路基地基处治效果研究[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2018， v.14;No.159（03）：129-130.
[3] 汤传跃， 李尊武. 公路工程跨越采空区方案比选及注浆技术浅析[J]. 工程建设与设计， 2019， 000（010）：73-74.
作者单位：汉中市慧杰古建园林工程有限公司
关键词：采空区公路建设;路基注浆施工工程;施工技术
一、引言
煤炭作为我国重要的战略物资，对于推动国民经济发展起到关键作用。但是在大范围开展煤炭开采作业的过程中，也对后续工程建设造成不利影响。表现出采矿作业会增加地面沉降、地裂缝、地下水污染以及地下水资源枯竭等问题的概率，其中的煤矿采空区也增加了公路工程建设难度。因此在公路工程建设中跨越采空区时，应结合施工经验合理应用路基注浆技术来处理采空区地基，确保此地区公路工程建设工作的顺利开展。
二、采空区公路建设现状
在我国加快城市建设速度的过程中，不仅加大了对各类基础设施工程的投资和建设力度，而且也在持续开展对现有和老化基础设施的重建与扩建工作。在资源型城市中开展基础设施建设工作中，往往会在工程建设时遇到要跨越采空区的情况，比如要进行大量高速公路、铁路以及隧道和桥梁工程的建设，以及其他的民用建筑和民生基础设施的建设。但是由于此区域中所建设的各类工程，在长时间运营过程中会受到荷载和地震力等因素的影响而出现安全隐患，可能会出现地面沉降等地质灾害而影响路基、路面的平整性，导致路面开裂等影响公路运营安全的问题。因此，针對采空区公路建设，通常采取架设桥梁以及治理采空区两种方式，前者虽然可以完全摆脱采空区对公路建设的影响，但是需要消耗更多的成本。后者则主要是对采空区进行完全填充或者是采取地下采空区支护的方式来减少此区域所建设的公路工程运营中的危险性。此种方法的有利于提升公路工程建设和运营的安全性，而且具有较低的施工成本，通常分为支撑加固法和填充加固法，比如目前国内通常针对不稳定的老采空区采取灌浆的方法进行加固。
三、路基注浆施工工程的特点
适合建设公路工程的采空区，通常已经闲置了至少五六年的时间，这使得采空区的稳定性较差。而且由于孔的孔径有限，无法使用废蛭石等大直径材料对采空区进行填充。此外，采空区上部的采矿区域中也容易存在分离层和裂缝等问题，导致公路工程施工和运营中的残余沉降问题。因此，为了提升此覆盖层的强度来提升其抗变形能力，通常对采空区及其上方的部分覆岩采取用浆液胶结的处理方式。通过相应的粉煤灰灌浆试验可知，通过注浆技术的应用，可以提升裂隙岩体的性能30～50%左右。而且通过数值模拟可知，受到采矿因素的影响，石灰岩层上方的岩体会出现小规模的拉伸变形问题，所以只需要对石灰岩层下方的岩体进行灌浆处理。
四、路基注浆施工路线的选择
在采空区开展公路建设之前，需要结合城市经济发展总体规划目标来选择合适的施工路线。这主要由于采空区周围存在数量较多的煤矿企业，如果在施工中出现安全事故，则会对周围的煤矿企业造成较大的危害。而且在周围煤矿持续开展采矿作业过程中，会影响公路建设之前的地质调查工作，导致此区开展公路工程设计和施工难度、施工成本和风险的增加。因此，在选择不同的施工路线时，需要衡量不同施工方案的优缺点，保证周围煤矿企业开采经济效益与采空区处理成本、公路工程建设成本之间的平衡。比如在详细调查现有干线和未来路网规划现状之后，与公路建设部门进行协调，保证所设计公路工程的宽度、与周围建筑的安全距离以及规划计划等符合相关要求，保证公路工程建设的安全性与稳定性。
五、路基注浆施工技术流程
（一）注浆施工方案设计
在采空区公路建设之前，需要全面勘察此路段的地质情况并开展室内和室外注浆试验工作，依据注浆设计理论要求来合理选择所用注浆技术工艺以及注浆材料。比如选择粉煤灰和粘土作为注浆材料，而且要尽量减少水泥的使用。在注浆施工中采取一次成孔和一次全部灌注的注浆施工方式。可以重复利用注浆管，但是不允许浆液流失。结合注浆作业要求合理开展施工组织设计，做好施工设备、材料以及人员的安排。
（二）孔位布置
针对停采时间比较长的采空区，由于其中基岩中的裂隙较多，针对其上浮岩体采取三维裂隙充填方法。在设计浆液配比时应结合三维裂隙充填方法的原理以及此采空区的实际地质条件进行设计，并且连续灌注2h浆液，控制压力为0.5MPa，可以叨叨14m左右的扩散半径要求。然后结合实际比较复杂的地质情况，合理选择布孔方式来提高地基处理效果。
（三）选择浆液材料
为了保证施工效果，需要结合采空区中富水层较多的情况以及穿过多层采空区时性质容易改变等特征，对所用水下浆液材料的凝结时间、结石率、强度等性能进行合理分析，充分利用当地比较丰富的粉煤灰材料，使用高掺量粉煤灰水泥浆液。
（四）钻孔施工
钻孔作业时通常采取一次成孔或者分段成孔的方式，通常在注浆作业时针对中间注浆孔或者是深度在50m以内的孔，可以采取孔口封闭一次全灌注注浆方式。而针对边缘孔或者是深度在50m以上的控制，则需要采取分段注浆方式。
（五）注浆施工
在注浆作业之前需要开展清孔作业，将其中的杂物清除。然后使用稀浆和浓浆间隙注浆的方式，做好间隙前的压水作业，保证间歇时间在12h以上。如果采取间歇分段注浆方式，控制上下段的间隔时间在36h以上。对于中间空则采用间歇式定量注浆的方式，按照1/2和3/4间歇的方式开展注浆作业。而边缘孔则采取间歇定量注浆方式，在上端完成单孔设计流量的1/3之后开展第二序次注浆作业。对于不同段注浆作业要严格控制注浆质量，确保地基处理效果。
六、结语
在能源型城市中大规模开展基础设施建设过程中，难免需要在采空区开展公路工程建设。但是采空区会对公路建设质量产生不利影响，这就需要分析目前常用的地基处理方式，选择注浆施工方式来处理地基，合理选择路基注浆施工路线，严格按照文章中介绍的工艺流程来确保注浆技术的应用效果，切实保证采空区公路建设质量。
参考文献：
[1] 卿伟源， 冷承东， 石辉，等. 高速公路铁矿采空区分析处理应用研究[J]. 工程建设与设计， 2019， 000（005）：24-26.
[2] 杨永刚. 山区高速公路采空区路基地基处治效果研究[J]. 公路交通科技（应用技术版）， 2018， v.14;No.159（03）：129-130.
[3] 汤传跃， 李尊武. 公路工程跨越采空区方案比选及注浆技术浅析[J]. 工程建设与设计， 2019， 000（010）：73-74.
作者单位：汉中市慧杰古建园林工程有限公司