高速公路采空區處治方案及設計概算編制方法

蒲翠玲

（山西省交通規劃勘察設計院有限公司，山西 太原 030032）

引言

在高速公里修建過程中，有時要經過采空區地段，妥善處治采空區是關系到高速公路未來安全運營的大事，既要妥善處治又要達到經濟環保的目的，這要求高速公路設計合理的處治方案和工程概算，設計及造價編制人員較多，每位從業人員的水平參差不齊，設計的處治方案及編制的概算文件也不盡相同，因此，規范采空區的設計方案工藝及概算編制迫在眉睫［1］。

1 采空區處治方案

1.1 采空區處治注漿漿液設計

采空區處治長度為260 m，處治面積為14 530 m2，平均埋深50 m，注漿孔98 個深度4 776 m，其中帷幕孔38 個深度1 859 m，土石比為18 ∶69 ∶13，澆筑孔口管98 個長度4 776 m，橋梁區水泥占固相的30%，粉煤灰占固相的70%；路基區水泥占固相的20%，粉煤灰占固相的80%。3 個攪拌池開挖土方10 m3，M7.5 漿砌片石池子1.8 m3，厚2 cm 水泥砂漿抹面1.2 m2；2 個蓄水池開挖土方200 m3，M7.5 漿砌片石池子30 m3，厚2 cm 水泥砂漿抹面15 m2。

根據采空區的施工技術特征，該采空區項目采用全充填壓力注漿法處治，漿液采用水泥粉煤灰漿［2］。處治設計標準為采空區處治后，橋梁地表剩余傾斜值、曲率值和水平變形值均小于允許變形值，分別為3 mm/m、0.2 mm/m2和2 mm/m；路基地表剩余傾斜值、曲率值和水平變形值均小于允許變形值，分別為4 mm/m、0.3 mm/m2和3 mm/m，橋梁段和路基段漿液結石體強度分別不小于2.0 MPa 和0.6 MPa。

1.1.1 采空區處治注漿漿液配比設計

水泥粉煤灰漿液水與固體材料質量比為1 ∶1.2。路基區水泥、粉煤灰分別占固體材料質量的20%、80%；橋梁區水泥、粉煤灰分別占固體材料質量的30%、70%。帷幕注漿時根據具體施工情況，采用在漿液中摻加2%的速凝劑或較稠的漿液，以促進漿液盡快凝固，盡快形成帷幕，減少漿液的流失。

1.1.2 采空區處治的注漿材料和質量要求

注漿材料主要有水、水泥、粉煤灰及速凝劑等，施工用水符合要求，水泥為32.5 級普通硅酸鹽水泥，粉煤灰需符合國標要求，速凝劑可選用水玻璃等，骨料選用石屑或砂應參照有關規定。

1.2 采空區處治注漿孔的設計

采空區注漿孔的設計深度為從地表至采空區底板下1 m，帷幕注漿孔和注漿孔分別布設［2］。注漿管采用直徑為114 mm 焊管，長度為地表至完整基巖下6.0 m 處的深度。

1.2.1 帷幕注漿孔布設

帷幕注漿孔為采空區處治范圍最外邊緣一排孔，間距為10 m。

1.2.2 注漿孔布設

注漿孔沿道路中心線及兩側梅花型布設，橋梁區排距12～15 m，孔距15 m，路基區排距15～20 m，孔距20 m。

1.2.3 注漿成孔工藝

鉆孔宜采用回轉式鉆機，也可采用沖擊式或回轉沖擊式鉆機。當采用沖擊式鉆進時，應加強鉆孔裂隙的沖洗。注漿鉆孔采用地表施工，鉆頭直徑為127 mm，鉆至基巖以下6 m 后，下入套管或焊管護壁，然后直徑變為91 mm 的鉆頭，在卵、礫石層鉆探過程中采用跟管鉆進，用直徑為89 mm 鉆頭鉆至采空區中塌陷冒落帶或煤層底板1 m 以下。

1.3 采空區注漿工藝與技術要求

1.3.1 施工工藝

根據采空區傾斜方位，優先從施工采空區底板較低位置及橋梁構造物處的注漿孔開始注漿孔，再沿傾斜方向由低向高、由邊部向中心展開注漿。帷幕孔施工完成后再進行注漿孔施工。注漿孔應間隔成孔，成孔后立刻注漿［2］。

1.3.2 注漿

當施工采用間歇注漿法時，每次停注時應進行間歇式注水，以防注漿管路堵塞。沖洗壓力宜為注漿壓力的80%，且≯1 MPa，沖洗時間為5～10 min。漏水量＞100 L/min 時，可停止沖洗。

1.3.3 注漿工藝

采用注漿漿液濃度先稀后稠的方法，注漿開始后，定時觀測泵吸漿量及泵壓，記錄注漿過程中的各種現象，收集數據，根據實際情況及時調整注漿量及漿液濃度。稀漿灌注量為單孔注漿量的30%為宜。注漿管直徑為114 mm 焊管，骨料直徑為小于3 mm 的石屑或砂。注漿末期，泵壓逐漸升高，當注漿量＜70 L/min 時，根據結構物類型和采空區特征，孔口壓力應控制在1.0～1.5 MPa，穩定15 min 后，方可結束注漿施工。注漿過程中出現地表裂隙大量跑漿時，可采用間歇式注漿或減小泵量及地表充填裂隙的措施，阻止漿液從大量流失。注漿前注漿孔必須用清水沖洗，壓水時間不應＜10 min。

2 采空區處治概算編制方案

依據《公路工程概算定額》（JTG/T 3831—2018）、《公路工程建設項目概算預算編制辦法》（JTG 3830—2018）及同望造價軟件對采空區進行設計概算編制，見表1。

上述過程僅編制了采空區的建筑安裝工程費。基于采空區處治范圍影響較大，施工臨時設施較多，單個工點工期較短，在進行造價編制過程中應結合項目實際工期考慮臨時占地及青苗補償費用［4］。如果采空區為一個完整的建設項目，應依據行業造價文件編制辦法以及各省工程造價主管部門補充文件規定的標準、項目批復文件、會議紀要、拆遷補償標準以及材料市場調查價，編制完整的項目總造價。

3 結語

根據山西省某在建高速公路的采空區處治規模及特征，論述了采空區的處治方案、施工工藝的設計過程，并根據其施工工藝和工程特點等，給出了合理的概算編制步驟和方法，該方法簡便易行、可操作性強。