CN111535297A - 一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法以及一种水力充填装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及溶洞充填技术领域，提供了一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法，特别是深覆盖型(埋深大于30.0米)大空间溶洞以及巷道的充填方法，包括确定钻孔位置、覆盖土层钻进、下设输料套管、基岩段钻进、水力冲填法填料和注浆。本发明先采用水力冲填法向地下空洞内充填砂石料，再进行注浆，凝固充填的砂石料，提高充填材料的整体性。充填的砂石料既可占据地下空洞内空间，大幅减小注浆量，降低处理成本，又可封堵或减小空洞与洞外的连接通道，提高地下空洞的充填处理效果，解决了深覆盖型大空间溶洞以及巷道的充填处理难题。本发明还提供了一种水力充填装置，利用发明的水力充填装置向地下空洞内充填砂石料，充填速度快，充填效果好。
Description
技术领域
本发明涉及地下空洞充填技术领域，特别涉及一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法以及一种水力充填装置。
背景技术
岩溶发育区可溶岩中的裂隙都很发育，在一定水动力条件下，覆盖型溶洞以上的覆盖土层中会逐渐形成土洞，土洞的进一步发育会影响地基稳定性和其上结构物的安全使用。为阻止溶洞和土洞发育对其上建(构)筑物的危害，多采用向洞内灌(注)入水泥浆、砂浆、混凝土等材料的方法，达到充填溶洞、堵塞地下水径流通道、防止溶洞顶板坍落、提高溶洞以上地基稳定性的目的。达到上述目的往往对充填物强度的要求不高，但应尽可能将空洞充填密实。对发育规模大、未充填或半充填、连通性好的覆盖型溶洞，特别是深覆盖型(埋深大于30米)或空间较大的溶洞，采用上述充填处理时，会遇到充填材料难以顺利充填到溶洞内，灌(注)入材料量大，充填范围无法有效控制、注浆压力很难达到设计要求等问题，导致溶洞处理的费用很高，且达不到理想的处理效果。
此外，地下矿山开采过程中要开掘大量的巷道，矿山开采后有些巷道会遗留在地层深处，成为永久性的废弃地下空间。这些废弃地下空间若不处理会存在巨大的安全隐患，还会引发地面沉陷等一系列环境问题。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法以及一种水力充填装置。利用本发明的方法充填覆盖型溶洞和废弃采矿巷道，能够大幅减小注浆量，降低处理成本，有利于注浆压力的提升，充填处理效果好。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法，包括以下步骤：
(1)根据地下空洞的位置确定钻孔位置；所述钻孔位置为地下空洞的正上方；
(2)在确定的钻孔位置处对覆盖土层进行钻进，钻穿基岩以上的覆盖土层；
(3)向钻孔内下入输料套管，使输料套管的底部进入基岩段，利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭；
(4)继续对基岩段进行钻进，至钻穿地下空洞顶板；
(5)采用水力充填法由钻孔向地下空洞内填充砂石料；
(6)由钻孔向地下空洞内进行注浆。
优选的，所述基岩层地下空洞为覆盖型溶洞或基岩层废弃采矿巷道。
优选的，所述步骤(2)中对覆盖土层钻进形成的钻孔的直径不小于填充所用砂石料最大粒径的4倍。
优选的，所述步骤(3)中输料套管底部进入基岩段的深度不小于0.5m；所述输料套管的直径为146～168mm；所述输料套管顶部设置有法兰。
优选的，所述利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭的方法为：利用钻杆向输料套管底部注入1.5～2m深的水泥浆，然后提起输料套管0.5～1m，再下放到原位。
优选的，所述步骤(5)中填充砂石料所用装置为水力充填装置；所述水力充填装置包括冲料管、底部与所述冲料管的主体连通的填料漏斗；所述冲料管两端分别设置有泥浆泵接头和接头法兰；所述冲料管的管壁上和接头法兰靠近的一端还设置有排气管；所述冲料管通过接头法兰和输料套管连通。
优选的，所述填充砂石料的方法具体为：将泥浆泵接头和泥浆泵的送水管连接，开启泥浆泵进行送水后向填料漏斗内填入砂石料，砂石料在水力作用下被冲入地下空洞内；所述填料过程中水和砂石料的质量比为5:1～10:1。
优选的，所述步骤(6)中注浆的方法具体为：向钻孔内放入注浆管，使注浆管底端伸入地下空洞内，注浆管顶部与钻孔的间隙使用混合浆液封孔，混合浆液凝固至少24h后开始注浆。
优选的，钻孔的孔口压力大于1.0MPa时，停止注浆。
本发明还提供了一种水力充填装置，包括冲料管2、底部与所述冲料管的主体连通的填料漏斗3；所述冲料管2两端分别设置有泥浆泵接头1和接头法兰5；所述冲料管的管壁上和接头法兰5靠近的一端还设置有排气管4。
本发明提供了一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法，包括确定钻孔位置、覆盖土层钻进、下设输料套管、基岩段钻进、水力冲填法填料和注浆；所述地下空洞为溶洞或废弃采矿巷道。本发明先采用水力冲填法向地下空洞内填入砂石料，再向地下空洞内注浆，凝固充填的砂石料，提高充填材料的整体性，充填的砂石料既可占据地下空洞内空间，大幅减小注浆量，降低处理成本，又可堵塞或减小地下空洞与洞外的连接通道，有利于注浆压力的提升，控制浆液扩散范围，提高地下空洞的充填处理效果。
本发明还提供了一种水力充填装置。利用发明提供的水力充填装置向溶洞或废弃采矿巷道内充填砂石料，充填速度快，操作方便，且充填效果好。
附图说明
图1为水力冲填装置结构示意图；
图2为水力冲填法填料的工作状态示意图；
图3为注浆时的工作状态示意图；
其中，1—泥浆泵接头；2—冲料管；3—填料漏斗；4—排气管；5—接头法兰；6—水力冲填装置；7—输料套管；8—地下空洞；9—地下空洞内充填物；10—地下空洞内填入的砂石料；11—注浆管；12—水泥水玻璃浆凝固体；13—高压胶管；14—压力表；15—排气管(压力表安装管)；16—覆盖土层；17—基岩。
具体实施方式
本发明提供了一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据地下空洞位置确定钻孔位置；所述钻孔位置为地下空洞的正上方；
(2)在确定的钻孔位置处对覆盖土层进行钻进，钻穿基岩以上的覆盖土层；
(3)向钻孔内下入输料套管，使输料套管的底部进入基岩段，利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭；
(4)继续对基岩段进行钻进，至钻穿地下空洞顶板；
(5)采用水力充填法由钻孔向地下空洞内填充砂石料；
(6)由钻孔向地下空洞内进行注浆。
本发明首先根据地下空洞的位置确定钻孔位置。在本发明中，所述地下空洞位于基岩层内，基岩层上为覆盖土层，所述基岩层地下空洞具体优选为覆盖型溶洞或基岩层废弃采矿巷道；本发明的方法适用于深覆盖型(埋深＞30m)大空间溶洞和废弃采矿巷道的充填。
本发明优选根据岩溶勘察确定地下空洞位置，然后根据地下空洞位置确定钻孔位置，所述钻孔的位置设置在地下空洞的正上方；在本发明的具体实施例中，可以直接使用溶岩勘查时的勘查孔。
确定钻孔位置后，本发明在确定的钻孔位置处对覆盖土层进行钻进，钻穿基岩以上的覆盖土层。本发明优选采用勘察钻机进行钻进，钻孔的直径应考虑计划填入砂石料的最大粒径和基岩段钻进的设计孔径；在本发明中，所述覆盖土层的钻孔的直径优选不小于填充所用砂石料最大粒径的4倍，更优选为砂石料最大粒径的4～6倍；在本发明的具体实施例中，为保证填料顺利进行，所述覆盖土层的钻孔的直径优选为146mm～168mm，具体可以为146mm或168mm；在本发明的具体实施例中，优选采用泥浆护壁钻进，钻孔的垂直度偏差优选不大于1％。当利用勘察孔时，优选按岩溶治理设计的孔径要求对勘查孔进行扩孔。
钻穿覆盖土层后，本发明向钻孔内下入输料套管，使输料套管的底部进入基岩段，利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭。在本发明中，所述输料套管的直径(外径)优选为146mm～168mm，具体可以为146mm或168mm，在本发明的具体实施例中，优选根据覆盖土层钻孔的直径选择输料套管的直径；所述输料套管顶部优选设置有法兰，用于和水力充填装置连接。在本发明中，所述输料套管底部进入基岩段的深度优选不小于0.5m，更优选为0.5～1m。
在本发明中，所述利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭的方法优选为：利用钻杆向输料套管底部注入1.5～2m深的水泥浆，然后提起输料套管0.5～1m，再下放到原位。本发明通过注入水泥浆、提起输料套管再下放的方式，使套管内外充满水泥浆，确保水泥浆凝固后套管底部与覆盖土层之间能够有效封闭(封闭长度为1.5～2m)。在本发明中，所述水泥浆优选由水和水泥配制得到，所述水泥浆的水灰比(重量比)优选0.6～0.8，更优选为0.6；本发明优选待水泥浆凝固后再进行基岩段的钻进。本发明通过下入输料套管在水力冲填法填料时保护覆盖土层，防止冲坍钻孔。
将输料套管和覆盖土层之间封闭后，本发明优选继续对基岩段进行钻进，至钻穿地下空洞顶板。在本发明中，对基岩段钻进优选使用基岩钻头；所述基岩段钻孔的直径优选比覆盖土层钻孔的直径小一径；在本领域中，常用勘察钻头的直径依次为：89mm、108mm、127mm、146mm、168mm、219mm，当覆盖土层的钻孔直径为146mm时，基岩段的钻孔直径优选为127mm，当覆盖土层的钻孔直径为168mm时，所述基岩段的钻孔直径优选为146mm。本发明将基岩段钻孔的直径设置成比覆盖土层钻孔的直径小一径，有助于提高钻进速度。在本发明中，对基岩段进行钻进时，优选采用清水钻进，钻进时优选采用减压钻进，以保证钻孔的垂直度。
钻穿地下空洞顶板后，本发明优选将钻杆放入地下空洞底部，检查和验证岩溶勘察确定的地下空洞参数，然后提出钻杆；所述地下空洞参数包括洞高、有无充填物、充填物的类型等。
提出钻杆后，本发明采用水力充填法由钻孔向地下空洞内填充砂石料。在本发明中，所述填充砂石料用装置优选为水力充填装置；所述水力充填装置的结构示意图如图1所示，包括冲料管2、底部与所述冲料管的主体连通的填料漏斗3；所述冲料管两端分别设置有泥浆泵接头1和接头法兰5；所述冲料管的管壁上和接头法兰靠近的一端还设置有排气管4；所述冲料管通过接头法兰和输料套管连通。在本发明中，所述冲料管的内径优选为127mm，管壁厚度优选为8mm；所述冲料管上填料入口(即与填料漏斗连通处)的尺寸优选为500×500mm；所述排气管的内径优选为50mm；所述排气管和接头法兰的距离优选为200mm。
在本发明中，所述填充砂石料的方法具体优选为：将水力充填装置的泥浆泵接头和泥浆泵的送水管连接，开启泥浆泵进行送水后向填料漏斗内填入砂石料，砂石料在水力作用下被冲入地下空洞内；所述泥浆泵优选为3PNL泵；所述泥浆泵的流量优选为108m3/h。在本发明中，为防止钻孔堵塞，开始填料时，优选先冲水后填入砂石料，停止填料时，优选先停止填入砂石料，后停止冲水；在本发明的具体实施例中，孔口处优选有专人监视，发现填料漏斗处有骨料堆积、孔口喷气、孔口溢水、孔内异响时应立即停止填料，进行分析和处理；填料过程中应注意检查地下空洞内的填料高度，所述填料高度优选不超过地下空洞顶板，在本发明的具体实施例中，优选在填料高度距地下空洞顶板0.5m时停止填料。在本发明中，采用水力充填法进行填料的工作状态示意图如图2所示，图2中：6—水力冲填装置；7—输料套管；8—地下空洞；9—地下空洞内充填物；10—地下空洞内填入的砂石料；16—覆盖土层；17—基岩。
在本发明中，所述填料过程中水和砂石料的重量比优选为5:1～10:1，更优选为6:1～8:1；所述砂石料的最大粒径优选不超过30mm；本发明对所述砂石料的组分没有特殊要求，使用本领域技术人员熟知的级配砂石料即可。
本发明采用水力冲填法向地下空洞内填入砂石料，充填的砂石料既可占据地下空洞内空间，大幅减小注浆量，降低处理成本，又可堵塞或减小地下空洞与洞外的连接通道，有利于注浆压力的提升，控制浆液扩散范围，提高地下空洞的充填处理效果。
填料完成后，本发明由钻孔向地下空洞中进行注浆。注浆前，本发明优选先拆除所述水力充填装置。在本发明中，所述注浆的方法具体优选为：向钻孔内放入注浆管，使注浆管底端伸入地下空洞内，注浆管顶部与钻孔的间隙使用混合浆液封孔，混合浆液凝固至少24h后开始注浆。在本发明中，所述注浆管优选采外径为1～1.5英寸的钢管；所述混合浆液优选为水泥浆和水玻璃浆的混合浆液；所述水泥浆的水灰比(重量比)优选为0.6；所述水玻璃浆优选为30°Bé水玻璃；所述水泥浆和水玻璃浆优选分开搅拌，在使用时按照水泥浆：水玻璃浆＝1:0.5的体积比同时倒入封孔部位。在本发明中，所述封孔的长度优选不小于2.0m，更优选为2.0～3.0m。
本发明优选在封孔部位设置一排气管，即将排气管的底部伸入封孔部位以下，排气管的顶部暴露在封孔部位以上；所述排气管用于注浆过程中排出地下空洞内的气体，并且用于安装压力表，以监测注浆时钻孔孔口处的压力。
本发明优选待混合浆液凝固至少24h后开始注浆，更优选凝固24～48h后开始注浆；所述注浆用浆液优选由凝胶材料和水配制得到；所述凝胶材料优选包括主剂和辅助剂；所述主剂优选为水泥；所述辅助剂优选粉煤灰和/或膨润土；在本发明的具体实施例中，所述粉煤灰和/或膨润土的掺入比例优选根据浆液凝固体的设计强度确定，优选不大于水泥添加量的50wt％；所述浆液的水胶比(重量比)优选为0.6～1.2，更优选为0.8～1。
在本发明的具体实施例中，优选将注浆管和注浆泵连接，然后按照先注稀浆，后注浓浆的顺序进行注浆；所述稀浆的水胶比(重量比)优选为0.8～1.2，更优选为1.0～1.2，浓浆的水胶比(重量比)优选为0.6～0.8，更优选为0.6～0.7；本发明对所述稀浆和浓浆的具体注入体积没有特殊要求，根据经验进行确定即可；在本发明的具体实施例中，当注浆量达到设计量的50～80％，但注浆压力很小或注浆压力无明显提升时，后续注浆优选采用间歇注浆的方法，必要时可在浆液中加入2～5wt％的水玻璃，以降低浆液的凝固时间，控制浆液扩散范围。
在本发明中，开始注浆时，排气管管口处优选不安装压力表，待排气管管口处无气体排出时再将压力表安装到管口。
在本发明中，注浆时的工作状态示意图如图3所示；图3中：9—地下空洞内充填物；10—地下空洞内填入的砂石料；11—注浆管；12—水泥水玻璃浆凝固体；13—高压胶管；14—压力表；15—排气管(压力表安装管)；16—覆盖土层；17—基岩。
本发明优选在钻孔的孔口压力大于1.0MPa时停止注浆，更优选在钻孔的孔口压力为1.5MPa时停止注浆，在本发明的具体实施例中，优选在孔口压力达到要求压力后保持压力稳定15min，然后再停止注浆。停止注浆后，即完成地下空洞的充填。
注浆完成后，本发明优选将注浆管取出，采用水泥砂浆将钻孔封闭，具体的封闭方法不做具体限定，采用常规方法即可。
本发明还提供了一种水力充填装置，其具体结构如图1所示，包括冲料管2、底部和冲料管主体连通的填料漏斗3；所述冲料管两端分别设置有泥浆泵接头1和接头法兰5；所述冲料管和接头法兰靠近的一端还设置有排气管4，各个部件的尺寸和上述方案一致，在此不再赘述。使用本发明的水力充填装置向溶洞或废弃采矿巷道内充填填料，充填速度快、操作方便。
下面结合实施例对本发明提供的方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
唐山市位于岩溶裂隙发育浅埋区，历史上地下水动态变化使第四系覆盖层结构受到了不同程度的破坏，曾发生多次岩溶塌陷。唐山市体育场岩溶塌陷地质灾害治理工程采用本发明所述方法实施岩溶塌陷治理，以J2岩溶治理孔为例说明本发明所述填料注浆充填覆盖型溶洞的方法的实施过程。
岩溶勘察表明，J2孔处第四系覆盖土层厚度39.8m，其下为基岩，45.1～55.7m处为溶洞，溶洞内无充填物。
(1)确定钻孔位置：本项目利用岩溶勘察时的勘察孔，钻孔布置在溶洞的正上方。
(2)覆盖层钻进；采用勘察钻机采用泥浆护壁钻进，钻孔的垂直度偏差按不大于1％进行控制。考虑填入砂石料的最大粒径为30mm，基岩段的设计钻孔孔径为127mm，覆盖层的设计钻孔直径为168mm。因利用勘察孔，治理时对勘察孔进行扩孔，使钻孔直径达到168mm。孔位处覆盖层厚度39.8m，钻进至40.3m后停钻，准备下入输料套管。
(3)下设输料套管；下入输料套管的目的是水力冲填法填料时保护覆盖土层，防止冲坍钻孔。钻穿基岩面以上的覆盖土层后，向钻孔内下入Φ146mm的输料套管，输料套管的长度为40.5m，壁厚为4.5mm，下入后套管底部进入基岩0.5m。下入套管后利用钻杆向孔底注入2.0m深的水泥浆，然后提起输料套管0.5～1.0m再下放到原位，使套管内外充满水泥浆，确保水泥浆凝固后套管与覆盖层之间能够有效封闭。水泥浆的水灰比采用0.6，水泥浆凝固后再进行基岩段的钻进。
(4)基岩段钻进；更换基岩钻头后进行基岩段的钻进，基岩段钻孔直径为127mm。基岩段采用清水钻进，钻进时采用减压钻进，以保证钻孔的垂直度，直至钻孔穿透溶洞顶板进行下伏的溶洞。钻穿溶洞顶板后继续向下放入钻杆，放入溶洞底后检查和验证岩溶勘察确定的溶洞参数，查明溶洞高度10.0m、洞底处有0.6m充填物、充填物为红黏土夹基岩碎块。
(5)水力冲填法填料；在输料套管顶部安装水力冲填装置，水力冲填装置的尾部与3PNL泵的送水管相连，开启3PNL泵后向填料漏斗内填入砂石料，砂石料在水力作用下被冲入溶洞内。为防止堵塞钻孔，充填砂石料时应先冲水后填料，中间暂停填料时应先停料后停水。填料过程中水与砂石料的比例按5:1～10:1控制，砂石料的最大粒径为30mm。
填料过程中，孔口处应有专人监视，发现填料漏斗处有骨料堆积、孔口喷气、孔口溢水、孔内异响时应立即停止填料，进行了及时处理。
填料过程中应注意检查溶洞内的填料高度，填料高度距溶洞顶板0.5m时停止填料。最终本孔共填入级配碎石150.3m3。
(6)注浆：拆除水力冲填装置后，在钻孔内放入注浆管，注浆管伸入溶洞内0.5m，注浆孔顶部2.0m采用水泥和水玻璃的混合浆液封孔，并在封孔部位安装一排气管，浆液凝固24h后开始注浆。注入浆液的胶凝材料选择水泥和粉煤灰，粉煤灰的掺量为水泥用量的50wt％，按照先注稀浆、后注浓浆的顺序进行注浆，注入稀浆的水胶比为1.0，浓浆的水胶比为0.7。
本孔共注入水泥粉煤灰浆578.71m3，注浆结束时注浆管的孔口压力1.5MPa，稳压15min后停止注浆。
治理工程完工后，采用标贯试验、瑞雷波法等进行检查，结果表明，标贯击数由4～6击提高到18～38击，治理区的波速有了明显提高，无低速区存在，说明治理效果非常明显。
实施例2
森泽煤铝有限责任公司采空巷道治理区位于山西省柳林县境内，治理区域东西长约150m、南北宽约45m，为上世纪90年代私人开采铝土矿而开挖的巷道。因巷道塌陷，已在地表产生沉降，导致道路破裂、山体开裂。采用本发明所述方法实施治理，根据设计方案，对已查明的治理区进行填料注浆治理(初步布孔14个，机动孔3个)。以Z3治理孔为例说明本发明所述方法的实施过程。
Z3孔处空洞为采矿巷道，巷道走向基本为南北方向，巷道断面为马蹄形，高度约2.0m，宽度约2.0m，埋深31.5m～33.5m。两端分别通向山体(南侧)和道路外侧(北侧)。巷道保存较完整，巷道内基本无充填物。
(1)确定钻孔位置：根据勘察资料，钻孔布置在巷道的正上方。
(2)覆盖层钻进；采用XY—150型勘察钻机泥浆护壁钻进，钻孔的垂直度偏差按不大于1％进行控制。考虑填入砂石料的最大粒径为30mm，基岩段的设计钻孔孔径为127mm，覆盖层的设计钻孔直径为146mm。孔位处覆盖层厚度18.3m，钻进至18.8m后停钻，准备下入输料套管。
(3)下设输料套管；下入输料套管的目的是水力冲填法填料时保护覆盖土层，防止冲坍钻孔。钻穿基岩面以上的覆盖土层后，向钻孔内下入Φ146mm的输料套管，输料套管的长度为19m，壁厚为4.5mm，下入后套管底部进入基岩0.5m。下入套管后利用钻杆向孔底注入2.0m深的水泥浆，然后提起输料套管0.5～1.0m再下放到原位，使套管内外充满水泥浆，确保水泥浆凝固后套管与覆盖层之间能够有效封闭。水泥浆的水灰比采用0.6，水泥浆凝固后再进行基岩段的钻进。
(4)基岩段钻进；更换基岩钻头后进行基岩段的钻进，基岩段钻孔直径为127mm。基岩段采用清水钻进，钻进时采用减压钻进，以保证钻孔的垂直度，直至钻孔穿透巷道顶板进行下伏的巷道。钻穿巷道顶板后继续向下放入钻杆，放入巷道底后检查和验证勘察确定的空洞参数，查明巷道高度2.0m，经井下电视检查，巷道保存较完整，巷道内基本无充填物，巷道向两侧延伸较长。
(5)水力冲填法填料；在输料套管顶部安装水力冲填装置，水力冲填装置的尾部与3PNL泵的送水管相连，开启3PNL泵后向填料漏斗内填入砂石料，砂石料在水力作用下被冲入巷道内。为防止堵塞钻孔，充填砂石料时应先冲水后填料，中间暂停填料时应先停料后停水。填料过程中水与砂石料的比例按5:1～10:1控制，砂石料的最大粒径为20mm。
填料过程中，孔口处应有专人监视，发现填料漏斗处有骨料堆积、孔口喷气、孔口溢水、孔内异响时应立即停止填料，进行了及时处理。
填料过程中应注意检查巷道内的填料高度，填料高度距巷道顶板0.2m时停止填料。最终本孔共填入级配砂石料122.6m3。
(6)注浆：拆除水力冲填装置后，在钻孔内放入注浆管，注浆管伸入巷道内0.5m，注浆孔顶部2.0m采用水泥和水玻璃的混合浆液封孔，并在封孔部位安装一排气管，浆液凝固24h后开始注浆。注入浆液的胶凝材料选择水泥和粉煤灰，粉煤灰的掺量为水泥用量的30wt％，按照先注稀浆、后注浓浆的顺序进行注浆，注入稀浆的水胶比为1.0，浓浆的水胶比为0.7。
本孔共注入水泥粉煤灰浆128.5m3，注浆结束时注浆管的孔口压力1.2MPa，稳压15min后停止注浆。
工程完工后采用钻探、物探等手段进行注浆效果检测，在检测孔中直接钻探出水泥浆结石、水泥浆与空洞填充物混合体，并且在后施工治理孔中钻探到水泥浆与基岩结石体；物探检测发现注浆处理后，采空巷道及裂隙填充导致物电特性变化情况明显，检测结果表明：注浆治理效果显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种填料注浆充填基岩层地下空洞的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据地下空洞的位置确定钻孔位置；所述钻孔位置为地下空洞的正上方；
(2)在确定的钻孔位置处对覆盖土层进行钻进，钻穿基岩以上的覆盖土层；
(3)向钻孔内下入输料套管，使输料套管的底部进入基岩段，利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭；
(4)继续对基岩段进行钻进，至钻穿地下空洞顶板；
(5)采用水力充填法由钻孔向地下空洞内填充砂石料；
(6)由钻孔向地下空洞内进行注浆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基岩层地下空洞为覆盖型溶洞或基岩层废弃采矿巷道。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中对覆盖土层钻进形成的钻孔的直径不小于填充所用砂石料最大粒径的4倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中输料套管底部进入基岩段的深度不小于0.5m；所述输料套管的直径为146～168mm；所述输料套管顶部设置有法兰。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用水泥浆将输料套管底部和覆盖土层之间进行封闭的方法为：利用钻杆向输料套管底部注入1.5～2m深的水泥浆，然后提起输料套管0.5～1m，再下放到原位。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中填充砂石料所用装置为水力充填装置；所述水力充填装置包括冲料管、底部与所述冲料管的主体连通的填料漏斗；所述冲料管两端分别设置有泥浆泵接头和接头法兰；所述冲料管的管壁上和接头法兰靠近的一端还设置有排气管；所述冲料管通过接头法兰和输料套管连通。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述填充砂石料的方法具体为：将泥浆泵接头和泥浆泵的送水管连接，开启泥浆泵进行送水后向填料漏斗内填入砂石料，砂石料在水力作用下被冲入地下空洞内；所述填料过程中水和砂石料的质量比为5:1～10:1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)中注浆的方法具体为：向钻孔内放入注浆管，使注浆管底端伸入地下空洞内，注浆管顶部与钻孔的间隙使用混合浆液封孔，混合浆液凝固至少24h后开始注浆。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，钻孔的孔口压力大于1.0MPa时，停止注浆。
10.一种水力充填装置，包括冲料管(2)、底部与所述冲料管的主体连通的填料漏斗(3)；所述冲料管(2)两端分别设置有泥浆泵接头(1)和接头法兰(5)；所述冲料管的管壁上和接头法兰(5)靠近的一端还设置有排气管(4)。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200814 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |