水利工程评职范文河道采空区填充处治技术

　　摘要：针对目前无序采砂形成的许多采空区，造成地下空洞的特点，采用碎石填充(粒径5-16mm)，再用袖阀管注水泥浆的方法进行处理。以期保证河道的畅通安全，减少对地质环境的破坏，防止河床变形，坡体滑动等灾害发生。结合现场试验，采用袖阀管注浆处理工艺处治河道采空区，经检验填充效果较好，能够较好地治理采空区病害。

　　关键词：河道采空区,袖阀管注浆,处治效果

　　0 前言

　　大规模、长河段无序超量的采砂，形成了河道采空区，也就是所谓的采砂葫芦坑，这种现象如果不加以治理，将造成泥沙滑动，存在巨大的安全隐患，将使河床形态发生急剧的变化，河床严重下切，改变流势和河势，深槽迫岸，掏空堤脚和桥墩基础，影响堤围和桥梁等涉水建筑物的安全。伴随河床下切，水位下降，影响沿河供水等取水工程的正常运行，甚至取不到水，供水量及保证率无法满足，危及供水安全。无序非法采砂使采掘坑范围不断扩大，河床产生严重变形，水流流态被迫发生变化，最终发生严重事故。

　　本文结合梁济运河节制闸地基加固工程，系统地研究了采用袖阀管注浆处理工艺处治河道采空区的施工方法。处理方案工艺流程：钻孔→抽泥浆→填充石屑或砂子→灌浆(水泥和粉煤灰浆液)→封孔。袖阀管注浆能定深、定量、分序、分段、间歇、重复注浆，适应性强，对砂层、粉土、淤泥层等均能达到较好的加固效果。袖阀管注浆可根据需要灌注任何一个注浆段，还可进行重复注浆。袖阀管注浆压力相对较小，一般为0.2～0.6MPa，注浆时冒浆和串浆的可能性小，一般不会破坏原有地层结构。浆液主要以渗透和劈裂形式进入充填孔隙中，可以起到充填裂缝固结土体的效果。河道采空区袖阀管注浆处理方案工艺流程：钻孔→抽泥浆→填充石屑或砂子→灌浆(水泥和粉煤灰浆液)→封孔。为了减少工程造价，且最大可能维持原天然地基的性能，充填处理不宜超强，可采用水力充填石屑、细砂，应尽量减少水泥用量，以满足浆液能有效充填为原则(和易性良好)。

　　1 袖阀管注浆施工关键步骤

　　1.1钻孔

　　使用设备为XY-150地质钻机，以原采砂井为中心，中心布置主孔1个，用作填、灌浆，直径为450mm，成孔后抽取井内泥浆。以井为中心半径2m周边布置16个井孔，其中直径220mm*8个，用作填充石子、砂、灌浆，直径110mm*8个，用作监测出浆、补浆，间隔布置。为了保护基础及便于施工，注浆孔顶部下套管护壁或注浆护壁。钻孔布置如图1所示。

　　说明：1、 代表注浆孔，直径90—110mm，孔间距1.0m;

　　2、 代表碎石填充孔与注浆孔，直径220—240mm，孔间距1.0m;

　　3、 代表采砂井;

　　4、圆形布孔直径3.5—4.5m;

　　5、根据每个采砂井造成的空洞不同情况，适当调整圆形布孔直径与钻孔个数。

　　1.2 碎石充填

　　碎石填充孔直径为220～240mm，先对8个填料孔填料，后对主孔进行填料，并进行振捣，填至碎石不在下沉为止。充填过程中在采砂井内用泥浆泵抽泥浆减压以便碎石充填密实。碎石填充图2所示。

　　注浆管

　　注浆管

　　注浆管

　　填充石子

　　注：填充碎石时要均匀下料，防止阻塞，必要时注水或人工冲击。

　　1.3 灌浆

　　孔内先浇注套壳料，后下袖阀管，再固管止浆。套壳料浇注：把φ25mm注浆管下入孔底，用注浆泵注浆，直至注浆段高度以上0.2m处。根据成孔的先后顺序，待套壳料具有一定强度后，将φ25mm带双塞的注浆管从袖阀管中下到注浆段位置，袖阀管注浆装置构造图见图3。注浆时自下而上分段注浆，分段间距不得大于2.0m;注浆压力为0.2～0.6MPa、开环压力为0.3MPa，在注浆泵压力表上观测;洞体底部和顶部注浆速度为15～20L/min，其他位置为20～30L/min，注浆量根据搅拌桶的容积、压力表和经验确定;充填碎石时，在洞顶附近难以充填密实，可能形成空腔，故在洞顶部位应适当增加注浆量，为保证地面不产生裂痕和抬升，在注浆压力下，注入量小于3～5L/min，稳压15min为终注标准或碎石顶面冒浆10～15分钟。

　　灌浆达到灌浆监测孔冒浆时停止，并对填料孔封孔。待封孔达到强度后对填料孔和灌浆检测孔进行补浆，当灌浆压力达到0.3～0.6MPa时停止灌浆，补浆完成后全部封孔。

　　在注浆过程中，应观察相邻注浆孔的冒浆情况，若周围孔有浆液冒出，说明注浆效果好。若周围注浆孔没有反应，且注浆量过大，特别是在土洞底部浆液流失过大时，应采用“间歇定量分序注浆法”进行注浆，以控制浆液扩散范围。

　　2袖阀管注浆充填效果评价

　　2.1 钻芯取样评价

　　钻芯取样，可以直观地观察芯样的固结状态，有效地分析袖阀管注浆处治采空区的效果。对采砂井进行钻芯取样，通过图4可见充填后芯样完整，连续，可见填充物，充填效果较好。

　　2.2 物探试验

　　袖阀管注浆处治河道采空区的目的是为了提高地基承载力，地基不均匀沉陷及渗透破坏。所以处治后对地基进行物探试验，检测地基承载力是否满足建筑物承载要求也是评价袖阀管注浆技术处治效果的重要手段。

　　3.结论

　　(1)为了最大可能维持原天然地基的性能，河道采空区处治手段不宜超强，袖阀管注浆压力相对较小，一般为0.2～0.6MPa，注浆时冒浆和串浆的可能性小，一般不会破坏原有地层结构，适用于填充采砂井。

　　(2)河道采空区袖阀管注浆处理方案工艺流程：钻孔→抽泥浆→填充石屑或砂子→灌浆(水泥和粉煤灰浆液)→封孔。

　　(3)采用水冲振填法填充石屑或砂子，在充填过程中用泥浆泵抽泥浆减压，能够使填充物更加密实，加强充填效果

　　(4)对于袖阀管注浆可以采用钻芯取样和对地基进行物探试验进行效果评价。

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