1.概况
我标段铝土矿采空区位于王家庄村东北约300m，地貌为黄土和基岩缓坡。采空区影响主线范围K5+400～ K6+300（对应于勘察报告中的C区，采空区长度900m），工程类型为路基。
根据地质勘查报告，铝土矿赋存于石炭系中统本溪组（C2b）下部，采空区埋深6～44m，巷道式开采，采厚1.5～2.5m，回采率20%，岩层产状120oo∠8o，铝土矿顶底板均为泥岩。
路线影响范围内共10个井口。巷道宽度1.4～2.0m，巷道高度1.1～2.0m。 我标段铝土矿采空区分布于黄土丘陵低山区。地面高程680～700m，山坡以中缓坡为主，地形起伏较大，沟谷发育。山坡顶部覆盖为第四系的Q3 、Q2 黄土，黄土覆盖较厚且下伏岩性为泥页岩路段，部分路段出露有第三系静乐组红粘土。植被以农作物为主。
我标段采空区影响主线长度900m，预计空洞体积11670m3，平定北连接线上煤矿采空区影响长度2330m，采空区剩余空洞体积195725m3。同时，根据地勘报告我标段内尚有平硐、竖井如下表：
二标平硐竖井一览表：
序 号 井口 开拓 里程桩号及位编号 L7 L9 L11 L18 L27 L28 L29 L34 方式 平硐 平硐 平硐 竖井 平硐 平硐 平硐 竖井 置 K4+510左40m K4+595右2m K4+640左30m K5+510右26m K5+740左40m K5+820左20m K5+820左5m K5+890右30m 巷道尺寸 宽度（m） 高度（m） 1.5 2.5 2.0 1.0 1.7 2.0 2.0 2.0 3.0 2.4 1.9 2.0 2.0 开（停）采年限 85年—92年 87年—92年 87年—92年 89年—92年 58年—93年 58年—93年 58年—93年 58年—93年 埋深（m） 13.1 2 3 4 5 6 7 8 0 8.5 5.5 15.0 7.0 8.5 9.0 12.0 12.0 15.10 L36 平硐 K6+000左50m 2.7 1.3 87年—93年 0 1.0（直径）12.0（深度） 1.0（直径）12.0（深度） 9 L35 竖井 K5+875右20m 58年—93年 11 12 13 L37 L38 L43 不详 平硐 平硐 K6+030左40m K6+000左30m K6+200 15m直径塌陷坑 1.4 2.0 1.1 1.8 87年—93年 87年—93年 87年—93年 8.0 8.0 15.0 2.处治原则和方法 2.1处治原则
采空区处治后，地基变形应满足公路工程对地基稳定性的要求，即：经处治后的采空区，在公路施工和运营过程中，地基能有效地承受公路和车辆荷载，不产生破坏和影响公路工程正常使用的变形，保证公路安全营运。
2.2处治方法
我标段采空区主要为路基，根据设计给出地处治设计，采用井下巷道干浆砌片块石法和全充填压力注浆法来处治铝土矿采空区。
注浆法主要参数如下：
（1）围护带（B）：k5+400～k6+300路基B取值10米。 （2）注浆材料：水泥、粉煤灰比固相比为1.5:8.5。 （3）注浆压力：终孔压力为1.0～1.5Mpa。 （4）充填率：85～90%。 3.处治工程设计 3.1处治方案的选取择
本段采空区处治采用全充填压力注浆法。即在地表施工钻孔，钻孔深度达到采空底板，将注浆管密封在煤矿采空区上覆岩层中，采用泥浆泵，将浆液注入煤矿采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙带中，浆液的结石体阻止上覆岩层及地表的进一步变形，从而达到治理采空区之目的。浆液类型采用水泥粉煤灰浆。此方案优点是：施工简单、安全可靠、经济合理；缺点是：施工周期长，材料用量较大。
3.2采空区处治范围
处治长度是以采空塌陷区边界为起点所确定的长度，本段长度计为900m。处治宽度为围护边带外侧向两侧按岩体扩散角考虑所确定的边界宽度。
公式为：L=D+2B+2（H1?ctgφ+ H2?ctgβ） 式中：
L——处治宽度（m）； D——路基宽度（24.5m）；
B——围护带（取值10m）； H1——松散层厚度（m）； H2——覆岩厚度（m）；
φ——松散层移动角，取值45o；
β——采空区覆岩岩体扩散角，取值72o； 采空区处治宽度为中心线两侧各25m。
3.3灌浆孔
灌浆孔分帷幕孔和注浆孔。帷幕孔孔距为15m，注浆孔孔距为15m。 采空区灌浆孔的设计深度为地表至采空区底板以下1.0m。
孔口管注浆采用φ=50mm钢管，注浆管长度为地面之上1m至完整基岩下6.0m处的深度。
每百米孔斜不超过2°。 3.4浆液配合比设计
注浆浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:1.5～1:1.0。水泥占固相的15%，粉煤灰占固相的85%。帷幕孔根据具体情况，采用较稠的浆液或在浆液中掺加水泥重量的2%速凝剂，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。路基工程处治标准及参数如下：
路基工程处治标准参数
结 水水 泥 1参:1 数 1:1.2 3.5采空区注浆量设计
采空区剩余空洞体积指采空区治理范围内的采出煤层体积，扣除采空区因顶板冒落而已发生的变形。考虑在注浆过程中浆液损失，注浆量按公式：
.33 0 8.5 1.5 1.5 1.5 8~90 85 .34 水粉煤灰 878 851~2 0.10 1.26 .03 ） 材料重量配合比 石率 （%%） 填率 （项目 固比 充注浆压力（MPa） 天 0728天 1抗压强度（MPa） Q总=A·ΔV·η/c 式中：
A——浆液损耗系数，取值1.1； ΔV——采空区剩余空隙体积(m3)； η——浆液充填率，取值0.9~0.95； C——浆液结石率，取值80~85%； 预计本段11670m3。 3.6工程量
1．帷幕孔74个，注浆孔41个，钻孔总数115个，钻探总进尺2124m； 2．浇铸注浆管：水泥浆浇铸体积8.1m3，注浆管长度838m； 3．注浆总量：11670m3；
4．浆液材料：水为5743m3，水泥1037吨，粉煤灰5861吨，速凝剂10吨，砂或碎石8m3。
5．检查孔3个，总深度55m。 4.注浆工艺 4.1注浆系统 （1）注浆系统构成
注浆系统由料场、一级搅拌池（机）、二级搅拌池（机）、供水系统、注浆泵、压力表、封孔装置、注浆管道和投砂漏斗等组成。
（2）注浆系统配置要求
a) 料场：堆放材料的料场场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌机，使材料便于运输、搬运、要求设有防潮、防雨措施。
b）搅拌机：要求能满足正常施工要求，搅拌后的浆液应均匀。
c）搅拌池：修建的搅拌池应满足正常施工要求，池为圆柱体，中间设置搅拌机，使得搅拌后的浆液均匀。
d）水池：制浆站应根据施工注浆总量需要，建立数个水池，以保证正常施工，水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。
e）注浆泵：宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于200L/min，注浆泵压力应大于3Mpa。
f）压力表：注浆用压力表最大指数应小于10MPa。
g）封孔装置：采用50mm钢管注浆，在管子前端20～30cm处焊接一圆形法兰托盘(托
盘直径120～130mm之间)，下入孔内变径处。
h）注浆管：采用50mm钢管，丝扣联接。
i) 投砂漏斗：附有筛网和球形阀，对于空洞较大部位投入适量的砂或石屑。 4.2施工工艺及要求
本工程施工工艺流程如下图： 定点 成孔及下套管 下注浆管、浇筑孔口管 灌浆 终止灌浆 观察注浆情况、抽样试验
（1）定点
注浆孔应用全站仪进行实地测量放样，钻孔实际位置原则上不应超过设计位置1.0m。因受地形影响，钻孔不能放在设计位置时，可视具体情况在设计代表和工程监理的认可下予以调整。
（2）成孔工艺
钻孔均在地表施工。用φ127mm钻头开孔，钻至完整基岩6m后，下入φ114mm套管或焊管护壁，然后变径为φ91mm。在第四系卵、砾石层的钻探过程中采用跟管钻进。
（3）钻探技术要求
a、布置3~5%的钻孔进行全取芯，以便指导钻探和注浆施工。对于全取芯孔，采空区冒落带部位岩芯采取率不应小于30%，其它部位岩芯采取率不应小于60%。
b、做好钻探原始记录和岩芯编录及拍照工作。
c、钻孔施工过程中如发现漏水、掉钻、埋钻等现象要详细记录其深度、层位和耗水量。
（4）注浆材料的配制
a、浆液配制应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。
b、原材料：水用水表或定量容器计量；水泥按袋或按定量容器（散装水泥）计量；粉煤灰用定量容器计量，并要求用磅称抽查水泥、粉煤灰的数量。
c、 制浆工艺如图：
备 料 拌制浆液