采空区可能会出现塌陷，需要进行路基灌浆加固处理，提高煤矿采空区路基承载能力，在灌浆施工过程中，对于各种参数的设置，施工工艺，质量控制等都是影响灌浆效果好坏的决定性因素，需要对施工工艺参数选择进行细致安排。

通过钻孔灌浆方法加固煤矿采空区路基，提高路基的整体性和稳定性，增加路基承载能力，达到采空区加固的目的。

采空区注浆加固机理

(1)泥浆中掺人水泥则形成粘土水泥浆,由水泥水化作用生成Ca(OH)2,在水中电离出大量的Ca2+,并代换了粘土中的Na+离子,导致粘土颗粒的电动电位下降,扩散层及水化膜变薄,体系由分散转为凝结,而放出的水又为水泥的充分水化提供了必要的条件,加快了水泥的水化,放出更多水,这样反复循环,使得粘土水泥浆浆液变稠直至固化。

(2)灌浆是借助压力将具有胶凝能力的粘土水泥浆液过一定的管路,注入土层中的空隙与空洞中,将其中的空气和水份挤走,把松散的破碎的岩(土)层胶结起来,填充孔隙,形成整体,以达到改善岩(土)层性能(如降低岩土层的渗透性,提高岩土层的强度及承载能力,减少岩土层的变形等)的目的。

(3)钻孔灌浆可有效消除形成空腔的条件,减少地面塌陷的不利因素。

灌浆加固范围

(1)处理宽度及深度,按设计要求,路堤从两侧坡脚处、路堑从路肩处与垂直线成30°扩散角直线与采空顶面相交范围为处理宽度。深度从地面至煤层底板1.0m。

(2)钻孔布置,结合洞探对巷道的位置已经了解清楚时,沿铁路自线路中心向外按设计要求的排距(线路方向)布置灌浆孔,如图2。施工中根据采空区分布情况,可适当调整灌浆孔的排距和孔距,孔位移动范围控制在0.5m以内,特别困难亦不得大于1.0m。若巷道的位置了解不够清楚时,则在路基灌浆范围内布置梅花型钻孔试探,发现有巷道的钻孔,除直接作为灌浆孔外,并相应调整相邻孔位。

灌浆材料

用当地黄土质砂粘土加10%的425号普通硅酸盐水泥拌匀,再加水配制水泥浆,水土比重为1:1,水泥、黄土、水重量配合比为1:1:10。灌浆时,先稀后稠,若遇大空洞久不升压时,可加砂、碎石等粗骨料,控制粗骨料粒径不大于3cm。

钻孔灌浆施工工艺流程图