高速公路煤礦采空區(qū)治理施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

楊劍勇

1 工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及目標(biāo)

1.1 檢查孔與物探波速檢測側(cè)重于檢查處治工程質(zhì)量的效果

通過鉆探提取的漿液結(jié)石體打磨制成試件,進(jìn)行強(qiáng)度檢測;通過波速測井檢查注漿質(zhì)量,構(gòu)筑物范圍檢查孔,孔內(nèi)受注層物探波速若大于300 m/s,說明注漿質(zhì)量符合要求。結(jié)合鉆探和物探資料做出綜合評價,在全面分析研究這些資料的基礎(chǔ)上,最終對灌漿質(zhì)量作出綜合評價。

1.2 《高速公路兩階段施工圖設(shè)計》側(cè)重于工程基礎(chǔ)質(zhì)量的檢查與控制

通過對孔位、孔深、孔斜、鉆孔地質(zhì)、漿液配制、注漿量、泵壓、試塊強(qiáng)度的控制來達(dá)到最終的設(shè)計目的。

2 控制工程質(zhì)量的措施

2.1 控制工程質(zhì)量的組織措施

1)制定可靠可行的《施工組織設(shè)計》,并嚴(yán)格按設(shè)計和業(yè)主要求施工。2)自始至終嚴(yán)格執(zhí)行國際《ISO 9000質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,實(shí)行單項(xiàng)工程申請報驗(yàn),監(jiān)理認(rèn)可,合格工程計量的管理模式。3)工程實(shí)行承包商自檢、監(jiān)理抽檢、質(zhì)檢中心終檢的三級質(zhì)量檢測管理體系,加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量監(jiān)控。4)建立項(xiàng)目法人責(zé)任制下的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人和質(zhì)量負(fù)責(zé)人的三項(xiàng)負(fù)責(zé)制度,明確責(zé)任,共同把好質(zhì)量關(guān)。5)建立定期的工地例會制度,對施工工程質(zhì)量進(jìn)行總結(jié)、報告,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,把質(zhì)量隱患消滅在萌牙狀態(tài)。6)建立質(zhì)量獎懲制度,激勵全體員工的質(zhì)量意識。樹立“百年大計、質(zhì)量第一”觀念。7)配備必要的檢測儀器,完善質(zhì)量檢測手段,建立工地實(shí)驗(yàn)室,配足必要的質(zhì)檢人員,對項(xiàng)目的原材料質(zhì)量、成孔質(zhì)量、漿液配比質(zhì)量、試塊強(qiáng)度等進(jìn)行檢測、控制。8)加強(qiáng)對原材料的定量合格檢測管理,杜絕不合格材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。9)實(shí)施全過程、全方位的質(zhì)量追蹤管理戰(zhàn)略。

2.2 控制工程質(zhì)量的技術(shù)措施

2.2.1 鉆探施工技術(shù)要求

1)測量。a.用全站儀對設(shè)計圖紙?zhí)峁┑娜齻€導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,復(fù)測結(jié)果符合要求后以其為起算點(diǎn),進(jìn)行平面控制測量、高程控制測量。b.以控制測量為準(zhǔn),按設(shè)計單位提供的單孔坐標(biāo)進(jìn)行施工放樣、復(fù)測,結(jié)果報驗(yàn),經(jīng)監(jiān)理抽檢合格認(rèn)可后方可施工。c.在平面控制測量的同時,對孔位進(jìn)行高程測量。d.開鉆前復(fù)測坐標(biāo)與設(shè)計坐標(biāo)最大誤差不能超過1 m,否則移動鉆機(jī)。e.因地形、建筑物影響,鉆孔不能放至設(shè)計位置時,可視具體情況,并經(jīng)監(jiān)理工程師、設(shè)計代表認(rèn)可后進(jìn)行移位布設(shè),并進(jìn)行復(fù)測。

2)成孔。a.孔位由測量結(jié)果確定,要符合規(guī)定要求。b.由技術(shù)員、測量員指導(dǎo)鉆機(jī)就位,校正立軸,鉆機(jī)在接到開工通知后方可開工。c.開孔孔徑采用130mm,鉆至基巖6 m后,下入套管護(hù)壁,然后變徑為91mm。鉆至采空區(qū)中的塌陷冒落帶或煤層底板下1 m終孔,或取出底板巖芯不小于0.3 m終孔。d.先施工取芯孔,后施工無芯孔:在無芯孔施工中,先施工帷幕孔,后施工注漿孔。e.一律采用清水鉆進(jìn),不能使用泥漿,避免泥漿堵塞巖石裂隙而影響注漿質(zhì)量。f.每100 m測斜一次,終孔測斜一次,且孔斜小于2°。g.總孔數(shù)的3%～5%為取芯孔,巖芯采取率冒落帶大于30%,完整基巖大于60%。h.施工中,做好鉆探原始記錄及巖芯編錄工作,繪制鉆孔柱狀圖并報驗(yàn),終孔前技術(shù)人員和監(jiān)理旁站,并鑒定底板巖芯,通過丈量鉆具確定孔深,驗(yàn)收合格后方可終孔。

3)澆筑孔口管。a.采用回轉(zhuǎn)正循環(huán)鉆進(jìn),開孔使用130mm口徑,鉆至進(jìn)入完整基巖6 m后,視地層情況決定是否下套管。換用直徑94mm鉆頭鉆至終孔,全孔取芯,完整基巖采取率大于60%后清水洗孔。b.將一端帶托盤的φ 50孔口管下入孔內(nèi)變徑處。c.在孔口管與孔壁的環(huán)狀間隙內(nèi)灌入水灰比為1∶1.5～1∶2.0的稠水泥漿(加入水泥重量2%的速凝劑)0.06 m,快速將注漿管與孔壁密封固結(jié)。d.變徑深度超過30 m,則進(jìn)入完整巖芯6 m后下入φ 114焊管,φ 114焊管焊接長度大于20cm,垂直度小于1°。焊管與孔壁間隙全部澆筑稠水泥漿,待凝24 h后變徑鉆進(jìn)至終孔。e.攪拌1∶1.4的濃水泥漿,同時加入水泥摻量2%左右的水玻璃,通過鋁塑管自下至上注漿澆筑焊管與孔壁的環(huán)狀間隙,其澆筑深度一直到地面。如此澆筑杜絕注漿時從孔管環(huán)狀間隙冒漿現(xiàn)象。

2.2.2 注漿施工技術(shù)要求

1)漿液拌制。水泥采用礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,其物理性能及化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T 175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和GB/T 1344-1999礦渣硅酸鹽水泥的規(guī)定。

粉煤灰:粉煤灰除細(xì)度不作要求外其余指標(biāo)按GB/T 1596中的Ⅲ級標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行使用。

速凝劑可選用符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的水玻璃等,每50 t檢驗(yàn)一次。砂應(yīng)潔凈、堅(jiān)硬、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),并符合規(guī)定級配,其泥土雜物含量應(yīng)小于3%。開工前檢驗(yàn)一次即可。a.漿液拌制應(yīng)按設(shè)計漿液配合比進(jìn)行,并隨機(jī)現(xiàn)場抽查漿液的各項(xiàng)指標(biāo)(包括粘度、比重、結(jié)石率)。自檢頻率為每站每班結(jié)石率檢驗(yàn)一次,粘度、比重各三次。b.拌制漿液的計量要準(zhǔn)確,袋裝水泥按袋計量,粉煤灰用定量容器計量,并要求用磅秤抽查水泥、粉煤灰的數(shù)量。c.適當(dāng)位置設(shè)置攪拌池,攪拌機(jī)的拌合能力應(yīng)與灌漿量相適應(yīng),攪拌后的漿液應(yīng)均勻,符合圖紙規(guī)定。d.一級混合攪拌池用以拌漿,漿液每次攪拌時間不得小于3 min。二級混合攪拌池用以注漿、防沉淀。e.漿液進(jìn)入二級池就可泵送。注漿前對注漿泵的流量及攪拌池(桶)的容量進(jìn)行標(biāo)定,并報監(jiān)理工程師審批認(rèn)可,并隔幾天時間進(jìn)行一次校核。

2)灌漿施工技術(shù)要求。a.注漿施工順序?yàn)橄柔∧豢缀笞{孔,為使帷幕孔(吸漿量大或有掉鉆的孔)注漿后盡快結(jié)石凝固形成帷幕,可在漿液中加入水泥重量3%的速凝劑或采用間歇式注漿工藝和投注骨料的方法。b.灌漿濃度先稀后稠,灌漿開始后,定時觀測泵的吸漿量和泵壓。記錄灌漿過程中發(fā)生的各種現(xiàn)象,收集原始數(shù)據(jù),并報監(jiān)理工程師根據(jù)實(shí)際情況及時調(diào)整灌漿量和漿液濃度。c.開始注漿,注漿間歇前、后必須清水洗孔10 min,保證孔內(nèi)注漿通道暢通。d.注漿孔注漿,首先使用水灰比為1∶1.0的稀漿連續(xù)灌注,當(dāng)灌注量超過單孔平均設(shè)計注漿量30%,孔口仍不起壓力時,換水灰比為1∶1.1的漿液繼續(xù)灌注,當(dāng)灌注累計量超過單孔平均設(shè)計注漿量60%,孔口仍不起壓力時,可采用從孔口加入砂石或間歇式注漿工藝,直到達(dá)到符合注漿終止標(biāo)準(zhǔn)的要求為止。e.灌漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)泵壓逐漸升高,橋、隧孔灌漿量小于70 L/min,孔口管壓力在 2MPa～3MPa之間,穩(wěn)定10 min～15 min,若出現(xiàn)地表裂隙大量跑漿時,應(yīng)采取間歇式注漿,或減小泵量及采取地表充填裂隙的措施,阻止?jié){液從地面大量流失。報監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后可結(jié)束該孔的灌漿施工。

3 注漿質(zhì)量檢測方案與技術(shù)要求

檢驗(yàn)方法有鉆探、物探、漿液結(jié)石體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)測試、地表變形觀測、孔內(nèi)二次注漿和電視攝影等多種方法進(jìn)行工程質(zhì)量檢驗(yàn)。

1)鉆探檢測法。檢查孔深度為地表至采空區(qū)底板的深度,終孔直徑89mm,全孔取芯。通過孔內(nèi)取芯直接觀察采空區(qū)的漿液充填情況,鉆孔的巖芯采取率大于90%。巖芯的完整程度、循環(huán)液的漏失量大小,采空區(qū)冒落裂隙帶漏失情況等,觀察采空區(qū)冒落裂隙帶漿液結(jié)石體的充填程度、裂隙閉合情況等,觀察結(jié)石體的顏色,用耳聽錘擊結(jié)石體的聲音,手捏結(jié)石體的感覺,用指甲或小刀是否能刻劃等等物理性質(zhì),并結(jié)合鉆探過程中循環(huán)液的漏失情況及孔壁的穩(wěn)定性等評價注漿質(zhì)量,對巖芯進(jìn)行編錄、拍照、保管和存檔。2)物探檢測法。橋墩臺上布設(shè)長期變形觀測點(diǎn),直至沉降達(dá)到穩(wěn)定為止。在檢驗(yàn)孔中進(jìn)行注漿試驗(yàn)?？變?nèi)數(shù)字式攝像根據(jù)圖像的形態(tài)、顏色及光亮等信息,可以識別漿液對空洞、裂隙的充填情況和巖體的完整程度,并可用錄像帶保存攝像資料,評價采空區(qū)的處治效果。在全面分析研究這些資料后書面報送監(jiān)理工程師,最終確定灌漿質(zhì)量是否合格和是否需補(bǔ)充滿漿。

[1] 劉佑農(nóng).鐵路路基小煤窯采空處理辦法初探[J].山西建筑,2008,34(17):306-307.