4.2　設　計

4.2.1　灌注充填法地基處理面積及處理深度可按本規范附錄A計算。

4.2.2　灌注孔布設應符合下列規定：

1　灌注孔宜采用三角形布設，對于水平或近水平煤層采空區，可采用正三角形布設；

2　灌注孔間距應根據現場試驗確定，在有經驗的地區，也可根據覆巖地層結構及巖性、回采率及采空區“三帶”連通性，按表4.2.2確定；

3　采空區地基處理范圍邊緣部位應設置帷幕孔，并宜按多排、三角形布置，間距可取灌注孔間距的1/2～2/3，且不宜大于10m；

4　對存在采空區積水的特殊場地，帷幕孔的布設應滿足注漿擠壓排水工藝的要求；

5　取芯孔的數量應為注漿孔、帷幕孔總數的3% ～5%。取芯孔應全孔取芯，每回次巖芯采取率對完整、較完整巖石應大于80%，對破碎巖石應大于70%，并應統計巖石質量指標RQD。

4.2.3　灌注材料、配比應符合下列要求：

1　灌注材料宜以水泥、粉煤灰、黏性土等材料為主，在滿足設計要求的條件下，可選用其他替代材料；

2　當采空區空洞、裂隙發育或存在采空區積水時，可配合灌注砂、石屑、礫石、礦渣等粗骨料，粗骨料粒徑的控制標準以滿足可灌注施工為準，灌注材料的規格應按表4.2.3確定；

3　灌注材料的配比應結合當地經驗，按采空區地基處理設計等級并通過現場試驗確定；漿液水固比宜取1∶1.0～1∶1.3，并可摻入適量減水劑，當采空區存在積水時宜取小值；水泥應占固相的15%～35%，地基處理設計等級為甲級或乙級時宜取高值。

4.2.4　全灌注充填法灌注量在缺乏經驗地區可按下式估算：

式中：Qg——灌注量（m3）；

τ——灌注量損耗系數，可取1.2～1.5；

S——采空區地基處理面積（m2）；

η——充填系數；

M——采出煤層法向厚度（m）；

N——煤層回采率（%）；

n——采空區剩余空隙率（%）；

c——漿液結石率（%），以試驗或地區經驗確定，并不小于80%；

α——煤層傾角（°）。

4.2.5　鉆孔直徑、止漿位置設計應根據注漿工藝確定，并應符合下列規定：

1　灌注鉆孔開孔直徑宜為130mm～150mm，終孔直徑不宜小于89mm，需投入骨料時終孔直徑不應小于110mm；

2　止漿位置應選擇在孔壁圍巖穩定、巖石無縱向裂隙發育地段。

4.2.6　灌注施工工藝參數應符合下列規定：

1　灌注壓力應通過現場灌注試驗確定，以不出現地表隆起為控制標準；

2　灌注終孔壓力宜為注漿壓力的1.5倍～2.0倍，注漿壓力達到灌注終孔壓力后，單位灌注量小于50L/min且穩定15min以上作為結束灌注控制標準。

4.2.7　灌注順序及工藝應符合下列規定：

1　應先施工邊緣帷幕孔，后施工中間灌注孔，以形成有效的止漿帷幕；

2　鉆孔應按次序間隔成孔，成孔過程中應根據前序次注漿孔注漿情況，結合地層及采空區特征對后次序的孔位、孔距、孔數、孔深進行調整；

3　灌注施工順序應防止漿液無序擴散，并應遵循“分序間隔灌注”的原則；

4　傾斜煤層應先施工沿傾向深部采空區邊緣孔，并應采取從深到淺的施工順序；

5　單層采空區且采厚小于2m的，可采用全孔一次性灌注施工；

6　多層采空區礦層間隔較小且各礦層的垮落、斷裂帶互相貫通時，可采用一次成孔，自下而上分段灌注施工；

7　多層采空區礦層間隔較大，宜自上而下分段成孔，并應分段灌注施工；

8　對于充水采空區，可灌注石粉、砂礫石等粗骨料，或采用低壓濃漿灌注、添加速凝劑、間歇灌注及疏排水等措施保障灌注效果；治理方案應進行專項技術論證。

4.2.8　采空區灌注成孔和灌注工藝應根據采空區頂板覆巖性質、垮落帶與斷裂帶裂隙的發育程度、連通性與透水性確定。對于缺乏灌注經驗或采用新的灌注工藝或灌注材料時，在大面積灌注施工前，應根據采空區特征選擇代表性區段進行鉆孔工藝性成孔試驗和灌注試驗，試驗段孔數宜為設計灌注孔總數的3%～5%。

4.2.9　采空區灌注處理設計應根據灌注要求、材料、工藝及采空區特征等制定施工質量驗收標準，灌注充填法設計施工檢測標準應符合表4.2.9的規定。