一種治理地下採空區或空洞的施工方法
2023-09-17 05:53:00 1
專利名稱：一種治理地下採空區或空洞的施工方法
技術領域：
本發明涉及一種治理地下採空區或空洞的施工方法，即在地下採空區或空洞中施 工一個混凝土圓臺體，支撐採空區或空洞頂部，可有效的防止採空區或空洞塌陷，造成地面 建築物損壞。
背景技術：
隨著工業和民用建築、鐵路、公路的不斷發展，擬建場地經常遇到地下採空區或空 洞，給地面建築物建設帶來隱患，由於地下為採空區或空洞，經常發生地面塌陷給已建成的 建築物造成嚴重破壞。鐵路及公路建設也經常遇到地下採空區或空洞。現有技術對地下採 空區或空洞的治理一般採用注漿方案或是對於小體積空洞採用整體空洞灌注混凝土。但因 採空區或空洞積水原因，整個採空區或空洞注漿或灌注混凝土使採空區或空洞內水難以及 時排出，勢必在採空區或空洞內形成水壓力，難以保證填充採空區或空洞質量。漿液採用純 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。另外由於地下採空區 或空洞複雜，填充飽和度小，很難達到保證採空區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，往往地下採空區或空洞面積大，採用注漿方案無法實現 沿路基線路加固的目的。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提出一種治理地下採空區或空 洞的施工方法，該方法對於擬建場地可根據建築物的布置針對性地在地下採空區或空洞內 施工混凝土圓臺體用以支撐空洞頂部，可以有效防止地下採空區或空洞塌陷如果地面建 築物設計樁基方案，可在樁底端的採空區或空洞設置混凝土圓臺體；如果地面擬建鐵路和 公路，可沿路基線在地下採空區或空洞布置混凝土圓臺體；本發明如此布置混凝土圓臺體 可以大大減少填充物用量，節約費用，縮短工期，而且加固後的效果極大地優於現有技術的 注漿方案。為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的一種治理地下採空區或空洞的施工方法，包括以下步驟第一、從地面鑽孔直至鑽透採空區或空洞頂面，鑽孔直徑為100-450mm;第二、將一根長度大於採空區或空洞高度且直徑小於等於鑽孔直徑的鋼管用繩索 垂直牽引放入鑽孔內直至採空區或空洞底；第三、從鑽孔口分層灌入混凝土，將混凝土經鑽孔內鋼管分層灌入到採空區或空 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、邊從鑽孔口灌混凝土邊提升鑽孔內鋼管，當採空區或空洞內混凝土堆上升 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、如此反覆灌注，直至混凝土圓臺體上升至採空區或空洞頂面；第五、當混凝土灌注至採空區或空洞頂面時，用鑽孔內鋼管反覆反插，使混凝土與
3採空區或空洞頂面接觸嚴密，並使採空區或空洞內的圓臺體的頂面積擴大到符合設計要 求；第六、抽出鑽孔內鋼管，用混凝土或現場料填充鑽孔。若鑽孔孔壁有塌方可能，先在鑽孔內安放一個護壁管，然後再從鑽孔口分層灌入 混凝土，將混凝土經鑽孔內鋼管分層灌入到採空區或空洞底。所說的在鑽孔內安放一個護壁管是指將護壁管從鑽孔口一直放置深入到塌方土 層底標高以下。在每次灌入混凝土後，為了使採空區或空洞內混凝土圓臺體底面滿足設計要求， 可利用鋼管反覆反插而實現。圓臺體的頂面的直徑為0.5-3m。灌注採空區或空洞內混凝土圓臺體的混凝土塌落度為12-18cm，強度為C10-C45。採用本發明的方法，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，採用本發明的方法不會因採空區或空洞積水原因而造成的質量隱患。
具體實施例方式下面結合實施例對本發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，地質勘察時發現該地面下為人工挖煤形成的採 空區，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。採煤形 成的空洞高度3-6m，採空區面積1500mX 300m = 45萬m2，採空空洞體積約為157萬立方米， 洞內積水高度1. 0-1. 5m,若採用注漿方案，概算為3. 9億元，工期一年，現採用本發明施工 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、從地面鑽孔直至鑽透空洞頂面，鑽孔直徑為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鑽孔內，直至空洞 底；第三、從鑽孔口安放一根長為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鑽孔內，混凝土的塌落度為14cm， 邊灌注混凝土邊提鑽孔內鋼管，第一次投料3. 8m3，用鑽孔內鋼管反覆反插，使混凝土圓臺 體底面面積直徑擴大3m，邊提升孔內鋼管使圓臺體上升高為1. 0m，停止灌注，等待2個小 時後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鑽孔內鋼管，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，採用鑽孔內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。經計算圓臺體頂面直 徑為800mm，經測量空洞內混凝土圓臺體高度為4. 2m。後經鑽孔檢測空洞內混凝土圓臺體 頂與空洞接觸嚴密；圓臺體底面面積直徑大於3. 5m,圓臺體頂面直徑大於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。在建築物下布設，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，每棟樓設計衝擊成孔灌注樁178根，樁徑Φ 700，樁長12m，地質概況為基坑底向下 ①粉質粘土層，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，若採用整體空洞注漿方案，其費用約1.2億元，對本工程不可行。後採用本發明 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。考慮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、從地面鑽孔直至鑽透空洞頂面，鑽孔徑為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鑽孔內，直至空洞 底；第三、從鑽孔口安放一根為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鑽孔內，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鋼管進行反覆反插，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，如此反覆，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，保持鑽孔內有一定 高度的混凝土，再進行多次反插，以實現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。
權利要求
一種治理地下採空區或空洞的施工方法，其特徵在於，包括以下步驟第一、從地面鑽孔直至鑽透採空區或空洞頂面，鑽孔直徑為100 450mm；第二、將一根長度大於採空區或空洞高度且直徑小於等於鑽孔直徑的鋼管用繩索垂直牽引放入鑽孔內直至採空區或空洞底；第三、從鑽孔口分層灌入混凝土，將混凝土經鑽孔內鋼管分層灌入到採空區或空洞底，灌入混凝土的量由設計的圓臺體的形狀和體積確定；第四、邊從鑽孔口灌混凝土邊提升鑽孔內鋼管，當採空區或空洞內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、如此反覆灌注，直至混凝土圓臺體上升至採空區或空洞頂面；第五、當混凝土灌注至採空區或空洞頂面時，用鑽孔內鋼管反覆反插，使混凝土與採空區或空洞頂面接觸嚴密，並使採空區或空洞內的圓臺體的頂面積擴大到符合設計要求；第六、抽出鑽孔內鋼管，用混凝土或現場料填充鑽孔。
2.根據權利要求1所說的施工方法，其特徵在於，若鑽孔孔壁有塌方可能，先在鑽孔內 安放一個護壁管，然後再從鑽孔口分層灌入混凝土，將混凝土經鑽孔內鋼管分層灌入到採 空區或空洞底。
3.根據權利要求1或2所說的施工方法，其特徵在於，所說的在鑽孔內安放一個護壁管 是指將護壁管從鑽孔口一直放置深入到塌方土層底標高以下。
4.根據權利要求1或2所說的施工方法，其特徵在於，在每次灌入混凝土後，為了使採 空區或空洞內混凝土圓臺體底面滿足設計要求，可利用鋼管反覆反插而實現。
5.根據權利要求1或2所說的施工方法，其特徵在於，圓臺體的頂面的直徑為0.5-3m。
6.根據權利要求1或2所說的施工方法，其特徵在於，灌注採空區或空洞內混凝土圓臺 體的混凝土塌落度為12-18cm，強度為C10-C45。
全文摘要
一種治理地下採空區及空洞的施工方法，首先從地面鑽孔直至鑽透採空區或空洞頂面；其次將一根鋼管用繩索垂直牽引放入鑽孔內直至採空區或空洞底；最後從鑽孔口分層灌入混凝土，將混凝土經鑽孔內鋼管分層灌入到採空區或空洞底；直至混凝土圓臺體上升至採空區或空洞頂面；本發明如此布置混凝土圓臺體可以大大減少填充物用量，節約費用，縮短工期，而且加固後的效果極大地優於現有技術的注漿方案。
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 優先權日2010年7月19日
發明者劉清潔 申請人:劉清潔