深度解析：採空區地面塌陷勘察與設計！

本文從採空區塌陷勘察、採空區塌陷治理設計兩方面展開：

採空區塌陷勘察

• 高速公路採空區（空洞）勘察設計與施工治理手冊；

• 岩土工程勘察規範；

• 鐵路工程不良地質勘察規程；

按採煤方法與頂板管理方法分類：

• 長壁陷落法採空區：由長壁大冒頂採煤法形成的採空區

• 短壁陷落法採空區：由短壁自由冒頂採煤法形成的採空區

• 巷柱或房柱式採空區：由巷柱或房柱式採煤法形成的採空區

• 條帶法或填充法採空區：由條帶或填充採煤法形成的採空區

按採煤深厚比可分為以下幾類：

• 淺層採煤區：開採深、厚比小於40的採空區；

• 中深層採空區：開採深、厚比大於40，但小於200的採空區；

• 深層採空區：開採深、厚比等於或大於200的採空區。

按煤礦採空區形成和停採的時間分類：

可以分為新採空區和老採空區兩種。

新採空區是指現采空的採空區，其地表移動、變形尚未發生或正在發生過程中，或位於正在採煤的採區、採煤工作面近旁的採空區已放頂，地表移動、變形和移動盆地正在發生、發展中。

老採空區是指已停采閉礦的礦區或已停採的採空區，其地表移動、變形和移動盆地等已形成並趨於穩定的採空區。

採空區地面變形災害包括地面塌陷、地面沉降、地面開裂（地裂縫）等。勘察範圍應大於地面變形範圍。

1998年5月發生的臨澧縣衫板鄉石膏礦塌陷，直徑達47米。

(一) 主要任務

查明老採空區上覆岩層的穩定性,預測現採空區和未來採空區的地表移動和變形特徵，對工程場地的適宜性進行評價。在此基礎上，提出預防、整治的對策和方案。

可行性研究勘察階段

該階段應以收集資料、工程地質調查、採礦情況調查為主，輔之以大比例尺航衛片解譯，必要時可布置少量勘探工作。其工作內容是：

• 收集礦區地質圖、綜合地質柱狀圖、剖面圖、採掘工程平面圖及井上下對照圖、地質勘探報告、沉降觀測等有關資料；

  
  
  

• 調查勘察範圍內的氣象、水文、地形地貌、地震、地層岩性、地質構造特徵；

  
  
  

• 調查勘察區內採空區(空洞)的分佈及開採時間、範圍、深度、采厚、開採方法、採取率、頂板岩性和厚度、頂板管理方法及遠景開採規劃；

• 調查或收集供水井的抽排水狀況及其對採空區穩定性的影響；

  
  
  

• 在有條件的地方宜進行井下調查、測量、測繪出採掘工程平面圖，查明採空區的頂板塌陷及積水情況；

  
  
  

• 調查採空區覆岩破壞、地表陷落、建築物破壞特徵及其與採空區開採邊界的關係，劃分出中間區和邊緣區；

  
  
  

• 調查由於地表塌陷而引起的其他不良地質現象類型、分佈位置和規模；

  
  
  

• 定性或半定量地初步評價採空區的穩定性。

初步設計勘察階段

本階段勘察應以現場地質和採礦調查、測繪和物探工作方法為主，輔之以鑽探工作及簡易水文地質觀測試驗，必要時進行地表變形觀測。

本階段應進一步收集地質、採礦資料，並通過地質調查、物探、鑽探、沉降觀測、簡易抽水試驗等綜合勘察手段，初步查明採空區的工程地質條件、水文地質條件，採空區的範圍、埋深、形狀、充填、垮落情況，開採層數及剩餘沉降量、「三帶」界限、地表塌陷等情況，為確定採空區治理方案提供依據。

施工圖設計勘察階段

本階段採空區(空洞)勘察應以鑽探工作為主，輔之以必需的補充物探及調查測繪工作。工作內容：

• 查明初勘階段尚未查明的工程地質問題；

  
  
  

• 確定採空區地表變形範圍、變形量大小及其變化規律，分析採空區沉降變形發展趨勢，研究地表變形與採空區、區域地質構造、開採邊界、採煤工作面推進方向的關係，確定其危害程度；

  
  
  

• 查明採空區近旁的礦井或供水井的抽排水的時間、水量、水質、地下水位變幅和影響半徑及其對採空區的穩定性、治理工程的影響；

• 修正、完善採空區及其覆岩的三維地質構造模型、覆岩破壞的「三帶"界限，核實採空區的剩餘空隙體積；

  
  
  

• 查清地表塌陷範圍、破壞形式、發展趨勢；

  
  
  

• 評價採空區的穩定性，確定採空區的治理方案；

  
  
  

• 測繪影響範圍內採空區工程地質平面圖(比例尺1：1000—1：2000)及工程地質縱、橫斷面(剖面)圖等。

(二) 勘察範圍及深度

在整個採空區勘察過程中，勘察寬度可視勘察階段、採空區埋深等具體情況而定。如工程可行性研究階段勘察寬度要大，初步設計勘察階段寬度適當減小，施工圖設計勘察階段寬度再減小。但各階段勘察工作寬度不能小於公式計算寬度，且應考慮到上山、下山方向的差別，因為公式計算的寬度是採空區影響的最小寬度。一般外延100—500m。

勘探深度，對於單層採空區，各階段的勘探深度不得小於採空區底板以下3m；對於多層採空區，各階段勘探深度不得小於最下層採空區底板以下3m。

（三）勘查方法的選擇

勘察前，應收集研究地質資料，全面調查人類活動的歷史、方式、範圍與強度，以及已產生塌陷的發育特徵，在綜合分析的基礎上合理布置勘察評價工作。

勘察方法採取工程地質測繪、工程物探、工程鑽探、室內試驗及原位測試、高精度形變觀測。條件許可時應開展井下工程地質調查。

01

工程地質測繪

工程地質調查與測繪的目的是研究採空區及其附近的區域地質構造、地層岩性、水文地質條件、地下採空區的分佈位置、採礦狀況、地面塌陷程度等。調查所採礦層頂底板的岩性、厚度及礦層上覆岩性的組合類型，條件許可時應進行井下測量工作，繪製採空區地質剖面圖。初步確定工作區的三維工程地質結構和物探探測範圍。比例尺一般以1：1000—1：2000為宜。

採礦調查內容一覽表

採空區(空洞)現場勘察內容一覽表

採空區(空洞)地表變形調查內容一覽表

02

工程物探

用於採空區(空洞)探測的工程物探方法主要有電法勘探（高密度電法和電測深法）、電磁勘探、地震勘探、重力勘探和氡氣勘探。

• 電法勘探

電法勘探常採用高密度電法和電測深法。高密度電法最適宜的採空區探測深度範圍是100m以內，最大深度不超過150m，採空區埋深與其直徑的比h／D≤40。影響探測深度的因素：測距的長短；目標地質體的直徑與深度的比；目標體與圍岩電性差異；地電斷層如有高(低)阻屏蔽層；干擾水平大小。

• 地震勘探

主要用來確定基岩埋深、頂界起伏程度、風化程度及厚度；斷層破碎帶的寬度及平面位置，岩體工程地質分類、地基改造效果檢查，採空區和自然溶洞的埋深和形態等。

常採用的方法有折射波法和面波法。折射法探測地下採空區(空洞)時，一般可探測表層10～100m深度。當採空區(空洞)的尺寸與折射波的波長接近時，才能較清晰地反映在記錄圖上，即採空區(空洞)的尺度約接近10m才有反映，小於10m則效果不好，難以探測到。

面波勘探深度與精度：面波勘探對波長的l／2深度內有效，對一般的土層有效深度約為40～50m。在基岩埋深較淺的地方可以更深，約100m。精度上，只要採空區(空洞)尺寸不小於其埋深的1／10，便可以探測出來，精度範圍一般可控制在±5％之內。

• 電磁勘探

電磁勘探包括了瞬變電磁勘探、地質雷達和井間無線電透視(井間CT)等。其中以瞬變電磁法和地質雷達較為常用。瞬變電磁法相對於其他探測方法而言，對地層的分辨能力強，受地形小，在劃分地層、確定電性參數、礦體及採空區空間位置和產狀等方面有其獨特的優越性。

• 微重力勘探

微重力勘探，用於探測埋藏淺、範圍小的地質體或小構造。對地下100m以內洞穴的探測，可以較準確地確定其平面位置，而埋深可以用重力反演方法得到。由於受採空區(空洞)的幾何尺寸、充填物及埋藏深度的制約，重力異常的量值一般在幾十微伽以內，因此，只能用高精度的微重力勘探方法探測。一般在勘察區內以5m×5m的間距布點。

• 氡氣勘探

氡射氣探測可指示斷裂構造、地裂縫、巷道的展示方向，以及地下隱伏採空區(空洞)分佈範圍。

優點：不受電、磁、聲干擾；受地形結構、地貌障礙影響小；施工簡便，靈敏度高，成本低；儀器輕便，工作靈活，工效高。

不足：氡運移受斷裂、裂隙控制，隨斷裂及裂隙的變化而變化，因此，其異常不能準確反映地下空洞的平面位置，只能夠概略地反映輪廓，屬於定性測量。另外，測氡作業還受降水、季節等因素的影響。

在進行物探工作時要注意以下幾點：

• 工程物探成果判釋時應考慮其多解性，區分有用信號與干擾信號。

  
  
  

• 應採用多種物探方法探測，進行綜合判釋。在物探工作前，應在條件類似的已知採空區地表進行物探方法有效性現場試驗，確定該地區的物探方法及其最佳組合。

  
  
  

• 要有已知的物探參數或一定數量的鑽孔

  
  
  

• 工程地質、岩土工程和工程物探技術人員要密切配合，共同選擇物探方法，制定探測方案，分析解釋物探成果。

03

工程鑽探

目的是對地質測繪、採礦區調查資料及採空區地球物理探測成果進行驗證和控制。

• 以查明工作區地層結構；

  
  
  

• 地下採空區的埋深、厚度、頂、底板岩性；

  
  
  

• 查明採空區引起的垮落帶、裂隙帶和彎曲帶的埋深、具體高度和發育狀況；查明地下水的埋深及其對混凝土的侵蝕性；

  
  
  

• 採集岩、土樣品，測試岩土物理力學性質，特別是採空區頂板及上覆岩層的岩性及其物理力學性質，進行空洞、採空區發展演化分析；

  
  
  

• 進行必要的原位測試及壓水注漿試驗，測試基岩物理力學性質、裂隙發育及風化程度；利用鑽孔進行井中物探，如彈性波CT等探測工作。

鑽探位置的確定方法：

根據工程地質測繪資料、物探異常、形變觀測資料確定。如形變沉降中心可能是空洞及採空區的位置，可布鑽孔驗證。在確定鑽孔位置時，必須對地質、物探等各種資料進行綜合分析，以提高驗證鑽孔的命中率，減少鑽孔數量。

各勘察階段鑽孔布置

可行性研究階段：一般不進行鑽探，應儘可能收集已有的鑽孔資料，加以鑒別利用。若無現成資料，可布置1～2個鑽孔。

初勘階段：為了初步判明下伏採空區(空洞)及其三帶，同時查明採空區(空洞)控制性地層單元及岩土性質，鑽孔原則上布置在地貌、地質構造、地層變化大且有代表性的地段。

初勘階段鑽孔間距表

詳勘階段：詳細查明採空區(空洞)及其三帶分佈情況，以及由於採空區的影響，造成的地層結構破壞及岩土工程性質變化，為施工圖設計及防護工程施工圖設計提供地質依據。

詳勘階段鑽孔間距表

鑽探地質描述除滿足一般工程地質地層描述的要求外，還應重點注意採空區及其三帶的描述。將鑽孔資料與物探資料進行對比分析，以確定採空區的範圍、埋藏深度，劃分「三帶」界面。

採空區鑽探現場描述要點與三帶識別標誌

04

室內試驗

室內試驗，無論埋深多少，都必須對採空區的頂板取樣，確定其物理力學性質。當採空區(空洞)埋深小於50m時，對每個孔內岩石力學性質相接近的岩層，如砂岩、灰岩、砂質頁岩、泥岩等均應採取試樣。取樣位置原則上以深度相接近、岩性一致或接近的岩層作為一組。

岩石樣品的試驗項目通常有：

相對密度、重力密度、孔隙率、吸水率、飽和吸水率、抗壓強度(干抗壓強度，濕抗壓強度)、變形模量、泊松比、抗剪強度(內摩擦角、粘聚力)、彈性波速等。

土樣的室內試驗項目通常有：

相對密度、重力密度、天然含水量、壓縮係數(壓縮模量)、抗剪強度(內摩擦角、粘聚力)等。其中，抗剪強度根據工程實際需要，可分為慢剪、快剪、固結快剪等。土的物理力學性質測試數據除用作施工圖設計外，還應提供土的工程性能指標，以便作為治理工程的填料。

5

原位測試

選擇與地下采空空洞的治理有關的試驗項目開展。如旁壓儀試驗、縱波速度和橫波速度的測試、注水試驗、壓水試驗和灌漿試驗等。用於測定岩體的變形模量和強度參數，判別岩層的完整性，場地岩土類型的劃分，測定采空垮落帶、導水裂隙帶和彎曲變形帶的發育程度及風化狀況。

採空區地表變形觀測

確定了採空區範圍之後，為判斷下伏採空區(空洞)對地表建築物的影響，測定地表變形速率及形變特徵需布設高精度水準觀測網和高精度水平形變觀測網，以定量評價下伏採空區(空洞)的穩定性。

觀測點的布置及觀測周期：

觀測線應綜合考慮礦層走向、開採方法及上覆地層產狀，並平行或垂直礦層方向呈「十字型」布設，其長度應超過移動盆地的範圍。觀測線上觀測點應等間距布置。在觀測地表變形的同時，應觀測地表裂縫、陷坑、台階的發展和建築物的變形情況。

觀測線上觀測點布置間距參考值

觀測周期可根據地表變形速度按下式計算：

式中：

t——觀測周期（月）；

n——水準測量平均誤差(mm)；

s——地表變形的月下沉量(mm／月)；

k——係數(一般取2～3)。

地表觀測應在工程可行性研究階段布設，若可行性研究階段無法確定線路位置，可在可行性研究階段後期或初步設計階段前布設。

控制性觀測點應選擇在採空區以外的穩定區，觀測點標誌要醒目，便於識別和保護，觀測點不得少於3個；控制性觀測樁應保護到採空區治理工程竣工后一年，以便於統一、連續地監測採空區的地表變化量。

地面變形觀測的精度要求：

垂直位移測量中變形點的高程誤差為±1.0mm，相鄰變形點的高差誤差為±0.5mm，水平位移測量中變形點的點位誤差為±6.0mm。

觀測資料整理：

• 繪製下沉曲線、下沉等值線圖、水平變形分布圖等。

  
  
  

• 根據地表變形量結合工程允許地表變形值進行分區，劃分出對工程具有不同危害程度的區域。

  
  
  

• 計算地表變形特徵值，包括最大沉降值、最大傾斜值、最大豎曲率值、最大水平移動值、最大水平變形值等。計算方法按「建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程」執行。

(四) 工程岩體基本質量分級

岩體基本質量由岩石堅硬程度和岩體完整程度所決定。應把岩體基本質量的定性特徵和岩體基本質量指標(BQ)兩者相結合。參照《工程岩體分級標準》劃分。

岩體基本質量分級

(五) 採空區場地適宜性評價

採空區場地的建築適宜性評價應根據開採情況，地表移動盆地特徵和地表移動，變形的大小劃分為不宜建築場地，相對穩定場地，可以建築場地，並應符合下列條件：

下列地段不宜作為建築場地：

在開採過程中可能出現非連續變形的地段;地表移動活躍的地段;特厚煤層（礦層）和傾角大於55°的厚煤層（礦層）露天地段;由於地表移動和變形引起邊坡失穩和山崖崩塌的地段;地下水位埋深小於建築物可能下沉量與基礎埋深之和的地段;地表傾斜大於10mm／m或地表水平變形大於6mm／m的地段。

下列地段作為建築場地時，應評價其適宜性:

• 采深采厚比小於30的地段。

• 采深小，上覆岩層極堅硬並採用非正規開採方法的地段。

• 地表傾斜為3～10mm／m，地表曲率為0.2×10－3～0.6×10－3m或地表水平變形為2～6mm/m的地段。

礦山採空區地面塌陷、沉陷的預測,要考慮地表移動持續時間，判定是否穩定。

T=7+2H/C

T—地表移動持續時間，H—礦層埋深，C—工作面推進速度（m/月）或T=2.5H

經驗：開採深度為100—200m，T=1—2年，開採深度200—400m,T=2—3年。一般10年後，地表處於基本穩定狀態。

(六) 小窯採空區的勘察和穩定性評價

1

地表變形特徵

小窯採空區一般采空範圍較窄，開採深度淺，採空區一般分佈無規律或呈網格狀，大多不支撐或臨時支撐，任其自由塌落，其變形特徵：

• 由於採空區範圍較窄，地表不出現移動盆地，但由於開採深度淺，頂板又任其自由塌落，故地表變形劇烈，多產生較大裂縫，陷坑。

  
  
  

• 地表裂縫分佈常與開採工作面的推進方向平行，並隨開採工作面的推進，裂縫不斷向前發展。

2

任務

• 礦層的分佈範圍，開採和停采時間，開採深度、厚度和開採方法，主巷道的位置、大小和塌落、支撐、回填、充水情況，以及開採計劃和規劃等。

  
  
  

• 地表陷坑、裂縫的位置、外形大小、深度、延伸方向及其與採空區和地質構造的關係。

  
  
  

• 採空區四周的工農業抽水等人類工程活動對採空區的影響。

3

勘察方法

小窯採空區勘察工作通過收集資料，調查訪問和物探工作，配以適量的鑽探工作。

地表產生裂縫和塌陷地段，屬於不穩定地段，不適於建築。在四周建築時，需有一定的安全距離，安全距離的大小視建築物的性質而定，一般應大於5～15m。

（七） 治理方案選擇

首先要根據工程的重要性、對沉降變形的要求等來確定你的處治方案。

採空區治理的方法主要是充填法，充填的材料選擇、工藝選擇都是根據工程對變形的要求來選擇。

採空區治理，重在充填，至於對充填體強度則要求不高，無論你充填砂子、粉煤灰、粘土、還是水泥漿，效果差別不大。這樣處理的結果，採空區仍然還會有少量的沉降，因為你實際上不可能將空洞完全充填，加上開採時已經產生了部分變形，這樣，治理后仍然會出現少量沉降。

對於一些一般的工程基本可以滿足對變形的要求，而對於重要的工程、大橋等則不能滿足對變形的要求，要盡量避繞採空區。

• 闡述勘察工作概況，包括勘察的依據、目的、任務、勘察的時間、方法、過程及工作量；

  
  
  

• 論述場地的自然地理概況，包括地理位置、地形地貌、水文、交通、氣候；

  
  
  

• 介紹區域地質概況，包括地層岩性、地質構造、水文地質、工程地質、地震烈度；

  
  
  

• 介紹各採空區綜合勘察成果，包括工程地質調查成果、物探、鑽探成果及沉降觀測成果，確定採空區影響範圍及採空區採煤的層數、采厚、頂板岩性、開採時間、采出率、開採方法、頂板管理方法、塌陷狀況等基本特徵；

• 採空區剩餘空隙體積估算及評價採空區的危害性；

  
  
  

• 論述採空區地面變形特徵，計算剩餘沉降量，預測變形的發展趨勢，評價工程場地的穩定性；

  
  
  

• 提出採空區治理方案的建議；

  
  
  

• 勘察工作的結論、建議及存在的問題。

圖表部分包括下列內容：

• 採空區工程地質平面圖(比例尺1：1000～1：2000)；

• 採空區地段線狀工程地質縱斷面圖、橫斷面圖；

• 采空塌陷區分布圖(含地面塌陷坑、塌陷槽、裂縫)；

• 地表沉降(下沉)等值線圖，比例尺1：1000～1：2000；

• 採空區剩餘空隙體積估算表；

• 鑽孔柱狀圖；

• 簡易水文地質觀測成果；

• 岩石試驗成果報告；

• 水質分析報告。

二

採空區塌陷治理設計

(一) 概述

採空區治理方法主要有注漿法和非注漿法。其中，非注漿法主要有干砌方法、漿砌法、開挖回填方法和橋跨方法。

注漿法系對地基土顆粒的空隙、土層界面或岩層的空隙或採空區的垮落帶注入漿液材料，以便硬化后增加其強度或降低滲透性。

干砌方法是在採礦后形成的空洞內，用片石人工回填砌築，砌體與洞頂板緊密接觸，使堆砌物起到支撐頂板作用，從而保證採空區上方覆岩的穩定性。該方法主要適用於礦層開採后未完全塌落、空間較大的採空區，且應具備採空區內通風良好、易於人工作業、材料運輸等施工條件。

漿砌方法的適用條件與干砌方法的適用條件基本上相同，其不同之處在於要求堆砌物具有較高的整體強度。

開挖回填方法是對淺層採空區先進行開挖，然後採用干砌或漿砌方式回填。

橋跨方法是以橋的形式跨越採空區不穩定的路段，橋的墩台應在穩定的岩體中。該方法主要適用於煤層開採規模較小、開採深度幾米至幾十米的採空區。

選擇治理方法的主要條件

選擇採空區治理方法時，應綜合考慮以下主要條件：採空區的特徵、工程的重要性、施工條件。

如淺採空區可以用開挖回填方法治理。一般工程的採空區，可採用以充填為主的水泥粉煤灰注漿法治理，其水泥用量不可大於20％；重要工程的下伏採空區地段，採用以加固地基為主的水泥漿或水泥含量大於50％的水泥粉煤灰漿的注漿法治理。當注漿可引起地下水位的變化，會給鄰近礦井的生產帶來危害等，在選擇方法時要作全面的考慮，儘可能減小對周圍環境的危害。

1、治理設計的原則

• 設計前應詳細研究勘察報告。

• 根據採空區的形成時間、埋深、采空厚度、採礦方法、頂板或覆岩岩性及其力學性質、水文地質及工程地質條件等選擇治理方案或方法。

• 施工前應開展相關試驗，按設計注漿鑽孔總數5％一lO％的孔進行現場注漿試驗，其內容包括漿液的配比、成孔工藝、注漿施工工藝、注漿設備等。

• 在分析與總結試驗階段成果的基礎上優化設計。

2、不同設計階段的要求：

可行性研究設計階段，應盡量避開採空區，特別是重要的構造物不應設計在採空區地基上。如無法完全避開，穿越採空區的範圍越小越好。

初步設計階段，著重解決注漿材料、漿液類型、成孔工藝、注漿工藝等問題，並相應地進行技術經濟論證，提出最佳的設計方案。

施工圖設計階段，確定注漿材料和漿液類型，設計注漿鑽孔的位置、結構、孔深及相應的注漿量，設計注漿方法、成孔工藝及注漿施工工藝，並相應地提出採空區治理的經濟指標和工程預算。

3、採空區注漿治理範圍

注漿範圍與採空區的分佈、埋藏深度、上覆岩性及工程的類型(挖方、填方)因素有關。採空區治理的長度、寬度應考慮覆岩移動角影響範圍內的治理範圍。採空區治理的深度原則上為鑽至礦層底板以下3．Om處。

4、注漿材料

• 水：應符合拌制混凝土用水要求，其pH值大於4。

  
  
  

• 水泥：水泥標號不應低於325號，應優先選用礦渣水泥，其次是普通硅酸鹽水泥或其他類型水泥。如果是採空區中的水對漿液結石體有強至中等腐蛀性，應採用抗硫酸水泥。

  
  
  

• 粉煤灰：應符合國家二、三級的質量標準。

  
  
  

• 粘土：塑性指數不宜小於14，粘粒(粒徑小於O．05mm)含量不宜低於25％，含砂量不大於3％。

  
  
  

• 骨料：砂應為質地堅硬的天然砂或人工砂，粒徑不宜大於2．5mm：有機物含量不宜大於3％。石屑或礦渣最大粒徑與溶洞、空洞和裂隙的寬度有關，一般情況下不宜大於1．0cm，有機物含量不宜大於3％。

  
  
  

• 外加劑技術指標要求：水玻璃模數宜為2．4～3．O，濃度宜為30～45波美度。

5、注漿鑽孔

鑽孔布設，注漿孔的排距、孔距一般經現場試驗確定。當無法進行試驗時，宜根據採礦方法、覆岩地層結構及岩性、采出率、頂板管理方法、垮落帶和斷裂帶的空隙、裂隙之間的連通性，按照經驗值設計。

注漿孔和帷幕孔排距和孔距經驗值一覽表

鑽孔結構及技術要求

• 孔深：注漿孔或帷幕孔應鑽至採空區(或煤層)底板以下3m處。

  
  
  

• 孔徑：鑽孔開孔孔徑宜控制在130～150mm之間，終孔孔徑不應小於91mm

  
  
  

• 變徑位置：注漿孔和帷幕孔均應進入完整基岩8～l0m處變徑。

  
  
  

• 取芯孔：取芯孔的數量應為注漿孔和帷幕孔總數的3％～5％，採空區部位岩芯採取率不應小於30％，其他部位岩心採取率不應小於60％。

  
  
  

• 鑽孔測斜：鑽孔每50m測斜一次，每百米孔斜不應超過2°。

  
  
  

• 注漿管徑：應選用直徑不小於50mm或127mm的鋼管，需投入骨料時，管徑不應小於89mm。

6、止漿要求

只有一個煤層採空區，止漿可一次完成，宜採用似法蘭盤簡易止漿法或止漿塞、套管等方法止漿。水泥漿灌注高度不應小於8m。

治理兩個以上煤層採空區，注漿鑽孔止漿需兩次以上完成；下行法注漿宜選用套管止漿，上行式(法)注漿宜用止漿塞止漿。

下行式分段注漿宜採用套管止漿。

其方法是：開孔孔徑進入完整基岩8m，灌注0.5：1(1：2)或更濃的加水玻璃的水泥漿。其水泥漿柱高度不小於8m，接著下入止漿管(是護壁管又是孔口管和注漿管)，待水泥漿終凝或24h后再變徑鑽至第一個煤層採空區的設計深度。在孔口管上安裝注漿用的三通管即可注漿。該層段注漿結束，待水泥漿終凝后掃孔並鑽至第二個注漿段深度。如此注漿、掃孔的多次重複直至將最下層採空區注漿結束止。

治理多層採空區，宜採用自上而下(簡稱下行式)的分段注漿法。該方法簡單易行，而且工程質量好，其缺點是工期長。

上行式分段注漿法宜用止漿塞止漿。此法要求止漿塞下置在裂隙不發育的完整基岩內。對多層采空垮裂帶裂隙十分發育，此法不宜用。

7、注漿及其相關參數

漿液配比，漿液的濃度使用，應由稀到濃，逐級採用5：l、3：1、2：1、1：1、0.8：1、0.7：1、0.6：1等7個濃度比級。當然，根據工程目的、施工現場的具體情況，可選用其中3個或4個濃度比級。當採空區充水時，宜採用濃度較大的3或4個濃度比級。

注漿壓力是控制注漿質量、提高注漿效益的重要因素。結束壓力與采空垮裂帶的空隙、裂隙的大小或多少、水文地質及工程性質條件等相關，一般是通過現場注漿試驗后確定。一般採用孔口壓力值來控制工程質量。應先確定注漿壓力值，該值可隨注漿深度的增加而增大，取地下水的靜水壓力的1．5～2倍，然後，估算孔口壓力值。

結束吸漿量，煤炭系統採用小於20L／min，交通系統治理採空區注漿，採用小於50L／min。一般來說，在注漿壓力達到設計值(結束壓力)時，結束吸漿量越小工程質量越好。

漿液結石體強度，採空區治理宜用水泥粉煤灰漿液。當對採空區公路路基的穩定性要求較高時，應選用純水泥漿。對於一級公路，漿液結石體的無側限抗壓強度不應小於0.2MPa；對於高速公路、橋樑、涵洞等構造物，漿液結石體的無側限抗壓強度不應小於0.3MPa。

注漿量計算：

注漿總量可按公式計算

Q總=A·S·m·K·△V·n／C

• Q總--採空區總注漿量。

  
  
  

• S—為採空區治理面積，其值為採空區治理長度與採空區治理寬度的乘積。當採空區治理寬度不一致時，可採用平均值。

  
  
  

• M—採空區煤層厚度(m)。

  
  
  

• △V—採空區剩餘空隙率：即煤層被采出后，原空間經塌陷冒落岩塊充填后剩餘的空隙，其取值在0.2~1之間。

  
  
  

• K--煤層回採率。一般通過採礦實際調查確定。

  
  
  

• A--注漿總量漿液損耗係數，取值在1.0～1.5之間。

  
  
  

• n--注漿充填係數，取值在0.75～0.95之間。該值宜根據公路工程的性質確定，對於路基範圍內的採空區取值在0.75～0.85之間；對於構築物範圍的採空區取值在0.85～0.95之間。

  
  
  

• C--漿液結石率，取值在0.7～0.95之間。一般經試驗確定。

8、質量檢查與評價方法

檢查注漿效果的方法有：

一般須在漿液達到終凝后打檢查孔，取芯並進行壓水試驗，如漏失量大，則應補充注漿。

檢查孔宜布置在下列地段：

• 地質條件複雜地段，如岩石破碎，有洞穴或構造破碎帶，或單位吸水量大的地段；

• 注漿施工實踐結果與設計出入較大的地段；

• 注漿過程中，曾出現過事故或注漿質量較差的地段。

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