专利名称：一种治理地下采空区或空洞的施工方法
技术领域：
本发明涉及一种治理地下采空区或空洞的施工方法，即在地下采空区或空洞中施 工一个混凝土圆台体，支撑采空区或空洞顶部，可有效的防止采空区或空洞塌陷，造成地面 建筑物损坏。
背景技术：
随着工业和民用建筑、铁路、公路的不断发展，拟建场地经常遇到地下采空区或空 洞，给地面建筑物建设带来隐患，由于地下为采空区或空洞，经常发生地面塌陷给已建成的 建筑物造成严重破坏。铁路及公路建设也经常遇到地下采空区或空洞。现有技术对地下采 空区或空洞的治理一般采用注浆方案或是对于小体积空洞采用整体空洞灌注混凝土。但因 采空区或空洞积水原因，整个采空区或空洞注浆或灌注混凝土使采空区或空洞内水难以及 时排出，势必在采空区或空洞内形成水压力，难以保证填充采空区或空洞质量。浆液采用纯 水泥浆，水泥粉煤灰浆，水泥粘土浆等。注浆方量大，工期长，费用高。另外由于地下采空区 或空洞复杂，填充饱和度小，很难达到保证采空区或空洞不塌陷的效果。给地面工程建设埋 伏了隐患。特别对铁路及公路工程，往往地下采空区或空洞面积大，采用注浆方案无法实现 沿路基线路加固的目的。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种治理地下采空区或空 洞的施工方法，该方法对于拟建场地可根据建筑物的布置针对性地在地下采空区或空洞内 施工混凝土圆台体用以支撑空洞顶部，可以有效防止地下采空区或空洞塌陷如果地面建 筑物设计桩基方案，可在桩底端的采空区或空洞设置混凝土圆台体；如果地面拟建铁路和 公路，可沿路基线在地下采空区或空洞布置混凝土圆台体；本发明如此布置混凝土圆台体 可以大大减少填充物用量，节约费用，缩短工期，而且加固后的效果极大地优于现有技术的 注浆方案。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种治理地下采空区或空洞的施工方法，包括以下步骤第一、从地面钻孔直至钻透采空区或空洞顶面，钻孔直径为100-450mm;第二、将一根长度大于采空区或空洞高度且直径小于等于钻孔直径的钢管用绳索 垂直牵引放入钻孔内直至采空区或空洞底；第三、从钻孔口分层灌入混凝土，将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采空区或空 洞底，灌入混凝土的量由设计的圆台体的形状和体积确定；第四、边从钻孔口灌混凝土边提升钻孔内钢管，当采空区或空洞内混凝土堆上升 到分层高度时，停止灌注，待混凝土凝固到不能流动的强度时，以同样方法再进行第二次灌 注、第三次灌注、如此反复灌注，直至混凝土圆台体上升至采空区或空洞顶面；第五、当混凝土灌注至采空区或空洞顶面时，用钻孔内钢管反复反插，使混凝土与
3采空区或空洞顶面接触严密，并使采空区或空洞内的圆台体的顶面积扩大到符合设计要 求；第六、抽出钻孔内钢管，用混凝土或现场料填充钻孔。若钻孔孔壁有塌方可能，先在钻孔内安放一个护壁管，然后再从钻孔口分层灌入 混凝土，将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采空区或空洞底。所说的在钻孔内安放一个护壁管是指将护壁管从钻孔口一直放置深入到塌方土 层底标高以下。在每次灌入混凝土后，为了使采空区或空洞内混凝土圆台体底面满足设计要求， 可利用钢管反复反插而实现。圆台体的顶面的直径为0.5-3m。灌注采空区或空洞内混凝土圆台体的混凝土塌落度为12-18cm，强度为C10-C45。采用本发明的方法，其成本仅为注浆法的1/5-1/3;施工速度是注浆法的 1/3-1/2;同时，采用本发明的方法不会因采空区或空洞积水原因而造成的质量隐患。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的原理进行详细说明。实施例一本实施例概况为拟建一个电厂，地质勘察时发现该地面下为人工挖煤形成的采 空区，具体地层为①杂填土层，3-5m ；②强风化岩、中风化岩及弱风化岩层，10-20m。采煤形 成的空洞高度3-6m，采空区面积1500mX 300m = 45万m2，采空空洞体积约为157万立方米， 洞内积水高度1. 0-1. 5m,若采用注浆方案，概算为3. 9亿元，工期一年，现采用本发明施工 方法，决算费用8000万元，工期三个月。实施例一的具体实施方法为第一、从地面钻孔直至钻透空洞顶面，钻孔直径为150mm ；第二、将一根长为7m，直径为114mm的钢管用细钢丝绳牵引放入钻孔内，直至空洞 底；第三、从钻孔口安放一根长为5m、直径为140mm的护壁管，在护壁管口安装一个上 口直径为600mm的喇叭形投料口。将混凝土从投料口灌入钻孔内，混凝土的塌落度为14cm， 边灌注混凝土边提钻孔内钢管，第一次投料3. 8m3，用钻孔内钢管反复反插，使混凝土圆台 体底面面积直径扩大3m，边提升孔内钢管使圆台体上升高为1. 0m，停止灌注，等待2个小 时后已灌注的混凝土有一定强度，不向四周流动时再进行第二次灌注混凝土，第二次灌注 5m3，边灌注混凝土边提升钻孔内钢管，进行反插，圆台体上升高度为1. 2m，停止灌注，待2个 小时再按同一步骤施工，共分五次灌注至空洞顶面，采用钻孔内反插多次方式使混凝土圆 台体顶面积直径扩大，同时保证混凝土圆台体与空洞顶面严密接触。经计算圆台体顶面直 径为800mm，经测量空洞内混凝土圆台体高度为4. 2m。后经钻孔检测空洞内混凝土圆台体 顶与空洞接触严密；圆台体底面面积直径大于3. 5m,圆台体顶面直径大于800mm，圆台体高 度为4. 2m。本工程设计混凝土圆台体的间距为8m，等边三角形布置。在建筑物下布设，共 布置2100个圆台体。每天同时施工40个圆台体，施工工期为二个月。实施例二
本实施例概况为某住宅小区共有8栋住宅楼，地上30层，地下一层，每栋底面积 840m2，每栋楼设计冲击成孔灌注桩178根，桩径Φ 700，桩长12m，地质概况为基坑底向下 ①粉质粘土层，平均厚度8m ；②强风化岩层，平均厚度为2m ；③中风化弱风化岩层，平均厚 度为10m，④下部为空洞，空洞高度为2-7m，地下空洞面积约为8万平方米，空洞体积约48 万立方米，若采用整体空洞注浆方案，其费用约1.2亿元，对本工程不可行。后采用本发明 施工方法，其设计方案是在桩下布置一个混凝土圆台体，支撑空洞顶。相临桩距小的桩布置 一根。考虑外放因素单栋楼共布置混凝土圆台体190个，三栋楼共布设570个，混凝土强度 为C25，塌落度为14cm。实施例二的具体施工方法为第一、从地面钻孔直至钻透空洞顶面，钻孔径为180mm ；第二、将一根长为7m，直径为140mm的钢管用细钢丝绳牵引放入钻孔内，直至空洞 底；第三、从钻孔口安放一根为2m、直径为168mm的护壁管，在护壁管口安装一个上 口直径为600mm的喇叭形投料口。将C25混凝土从投料口灌入钻孔内，混凝土的塌落度为 14cm，第一次投料10m3，边灌注混凝土边提孔内钢管进行反复反插，使混凝土圆台体底面面 积直径扩大3m，圆台体上升高为0. 8m，停止灌注，等待2个小时，使已灌注的混凝土有一定 强度，不向四周流动再进行第二次、第三次灌注混凝土，如此反复，每次灌注混凝土 8m3，上 升高度为0. 5-1. 0m，共分7次灌注，直至混凝土圆台体上升至空洞顶面，保持钻孔内有一定 高度的混凝土，再进行多次反插，以实现扩大圆台体顶面面积直径，同时保证混凝土圆台体 与空洞顶接触严密。
权利要求
一种治理地下采空区或空洞的施工方法，其特征在于，包括以下步骤第一、从地面钻孔直至钻透采空区或空洞顶面，钻孔直径为100 450mm；第二、将一根长度大于采空区或空洞高度且直径小于等于钻孔直径的钢管用绳索垂直牵引放入钻孔内直至采空区或空洞底；第三、从钻孔口分层灌入混凝土，将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采空区或空洞底，灌入混凝土的量由设计的圆台体的形状和体积确定；第四、边从钻孔口灌混凝土边提升钻孔内钢管，当采空区或空洞内混凝土堆上升到分层高度时，停止灌注，待混凝土凝固到不能流动的强度时，以同样方法再进行第二次灌注、第三次灌注、如此反复灌注，直至混凝土圆台体上升至采空区或空洞顶面；第五、当混凝土灌注至采空区或空洞顶面时，用钻孔内钢管反复反插，使混凝土与采空区或空洞顶面接触严密，并使采空区或空洞内的圆台体的顶面积扩大到符合设计要求；第六、抽出钻孔内钢管，用混凝土或现场料填充钻孔。
2.根据权利要求1所说的施工方法，其特征在于，若钻孔孔壁有塌方可能，先在钻孔内 安放一个护壁管，然后再从钻孔口分层灌入混凝土，将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采 空区或空洞底。
3.根据权利要求1或2所说的施工方法，其特征在于，所说的在钻孔内安放一个护壁管 是指将护壁管从钻孔口一直放置深入到塌方土层底标高以下。
4.根据权利要求1或2所说的施工方法，其特征在于，在每次灌入混凝土后，为了使采 空区或空洞内混凝土圆台体底面满足设计要求，可利用钢管反复反插而实现。
5.根据权利要求1或2所说的施工方法，其特征在于，圆台体的顶面的直径为0.5-3m。
6.根据权利要求1或2所说的施工方法，其特征在于，灌注采空区或空洞内混凝土圆台 体的混凝土塌落度为12-18cm，强度为C10-C45。
全文摘要
一种治理地下采空区及空洞的施工方法，首先从地面钻孔直至钻透采空区或空洞顶面；其次将一根钢管用绳索垂直牵引放入钻孔内直至采空区或空洞底；最后从钻孔口分层灌入混凝土，将混凝土经钻孔内钢管分层灌入到采空区或空洞底；直至混凝土圆台体上升至采空区或空洞顶面；本发明如此布置混凝土圆台体可以大大减少填充物用量，节约费用，缩短工期，而且加固后的效果极大地优于现有技术的注浆方案。
文档编号E21F15/00GK101906991SQ20101023178
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者刘清洁 申请人:刘清洁