张立合

摘要：住宅小区多层采空区场地的综合治理是比较关键的前提条件，也是当前研究重点内容，本文就重点以蓝庭国际小区为例，首先分析了该区域多层采空区的场地特点，然后又依据相应特点探讨了如何进行治理，希望相关治理工艺能够具备参考借鉴作用。

关键词：多层采空区；特点；治理工艺

一、徐州市蓝庭国际小区为贾汪区棚户区改造重点工程，建设场地位于小煤矿开采的多层老采空区上，也是涉煤城市废弃采空区场地再利用示范工程。通过对该工程的治理工艺的研究，对完善废弃多层采空区场地治理方法做出一点贡献，治理成果具有重要的实践意义和参考价值。

（一）工程概况

蓝庭国际小区位于徐州市贾汪区，贾汪是因煤而生的城镇，煤矿绝大部分已经关闭，大部分土地位于采空区上方，废弃采空区土地再利用显得尤为重要，该小区为贾汪区棚户区改造重点工程，建设场地位于小煤矿开采的多层老采空区上，也是涉煤城市废弃采空区场地再利用示范工程。

（二）多层采空区特征

贾汪地层属“华北地层鲁西分区徐宿小区”，但发育不全，上元古界青白口系土门群系区内分布的最老地层，其上为震旦系城山组～魏集组，古生界寒武系、奥陶系中下统、石炭系中上统和二迭系及新生界第四系中上更新统和全新统。

拟建场地范围内下伏的基岩地层为石炭系上统太原组，岩性以灰岩、砂岩、页岩、砂页岩夹煤层为主，多被第四系所覆盖。

研究区位于泉东二井井田范围内，含煤地层为石炭系太原组，F21断层（矿井编号韩1断层）以西整体上为一单斜构造，岩层走向近SN向，倾向W、WN，倾角15-20°左右。

对拟建场地有影响需要处理的采空区主要为泉东二井的17、20、21煤3层，各含煤地层的特征为：

17煤：为主采煤层，层位稳定，分布普遍，顶板为页岩，底板为砂页岩。拟建场地内17煤埋深约10～64m，煤层厚度约0.40～0.75m，场地内17煤采空区的开采深度约20～57m。

20煤：为主采煤层，层位稳定，分布普遍，煤层顶板为石灰岩，煤层底板为砂岩。拟建场地内20煤埋深约10～80m，煤层厚度约0.40～0.75m，场地内20煤采空区的开采深度约28～70m。

21煤：为局部开采煤层，层位稳定，分布普遍，煤层顶板为石灰岩，煤层底板为砂质页岩。拟建场地内21煤埋深约10～105m，煤层厚度0.20～0.75m，场地内21煤采空区的开采深度约20～105m。

二、该场地多层采空区治理方法

结合该工程特征，综合比较后，采用灌注充填治理方案，即向采空區注入水泥粉煤灰浆液，充填采空区内的空洞和裂隙。

（一）注浆工艺

目前国内外类似工程，在多层采空区注浆充填治理中，大多采用孔口封闭一次全灌注注浆工艺，其注浆流程如图1所示。

由于孔口封闭一次全灌注注浆工艺虽然在单层采空区治理中有着很好的治理效果，但在多层采空区的治理应用中，受多层采空区之间连通状况等因素的影响，很难保证对每一层采空区的治理效果。

本研究为保证多层采空区的注浆充填效果，采用从上层到下层，分层钻孔、分层注浆的施工工艺，其注浆充填流程如图2所示。

（二）止浆装置选择

目前常用的效果良好的止浆装置多为止浆塞，止浆塞是在静压注浆中，实现分段注浆，合理使用注浆压力和有效控制浆液分布范围，保证注浆质量的重要设备。它在注浆孔中的安设位置，应选择在孔壁围岩稳定、岩性完整、无纵向裂隙和孔径规则的孔段。目前常用的止浆塞主要有机械式、水力膨胀式两种。

在机械式止浆塞中，最为成熟、常用的为卡瓦式（KWS型）止浆塞。

水力膨胀式止浆塞是借助于密封元件内的高压水来实现密封元件膨胀的，因此，它不需要支点，能在注浆孔的任意深度内实现多次封隔止浆，是一种新型结构的止浆塞。

由于KWS型止浆塞相比于水力膨胀式止浆塞结构简单、易于加工制作，而且操作方便，使用灵活，结合本研究多层采空区的现状，本研究选用KWS型止浆塞作为止浆装置。

三、质量检测

在治理施工结束3个月后，对该工程进行了质量检测，检测采用钻探取芯、波速测试、钻孔成像等多种方法对场地注浆效果进行综合检测，不同检测方法依据不同原理，优势互补、相互验证，可更准确的反映注浆效果。根据各检测方法成果资料，结合场地具体情况综合分析，得出以下结论：

（一）检测孔施工时，各采空区注浆段及岩石裂隙可见水泥-粉煤灰体，钻进过程中未见掉钻及严重漏水现象，说明注浆对岩石裂隙及采空区空洞充填密实，充填效果较好，达到了本研究设计要求。

（二）根据剪切波速实测结果，采空区影响范围内基岩段波速值一般多在800-1500m/s左右，注浆结石体的波速值一般在400-500m/s左右，大于设计要求的不小于300m/s，满足本研究设计要求。

（三）对检测孔进行钻孔成像结果表明，浆液对裂隙及空洞的充填率较高，大于95%，未见明显的大空洞存在，注浆对裂隙充填效果明显，满足本设计要求。

（四）根据检测结果综合分析，研究区蓝庭国际小区建筑场地检测范围内17、20、21煤采空区注浆充填治理工程的工程质量达到了研究设计要求，满足场地稳定性要求。

四、结语：

蓝庭国际小区场地位于多层老采空区之上，通过灌注充填法，采用从上到下采空区分层钻孔、分层注浆工艺施工，对场地的治理达到了预期的效果，对类似多层采空区治理工程有重要的借鉴和参考作用。