4.2　设　计

4.2.1　灌注充填法地基处理面积及处理深度可按本规范附录A计算。

4.2.2　灌注孔布设应符合下列规定：

1　灌注孔宜采用三角形布设，对于水平或近水平煤层采空区，可采用正三角形布设；

2　灌注孔间距应根据现场试验确定，在有经验的地区，也可根据覆岩地层结构及岩性、回采率及采空区“三带”连通性，按表4.2.2确定；

3　采空区地基处理范围边缘部位应设置帷幕孔，并宜按多排、三角形布置，间距可取灌注孔间距的1/2～2/3，且不宜大于10m；

4　对存在采空区积水的特殊场地，帷幕孔的布设应满足注浆挤压排水工艺的要求；

5　取芯孔的数量应为注浆孔、帷幕孔总数的3% ～5%。取芯孔应全孔取芯，每回次岩芯采取率对完整、较完整岩石应大于80%，对破碎岩石应大于70%，并应统计岩石质量指标RQD。

4.2.3　灌注材料、配比应符合下列要求：

1　灌注材料宜以水泥、粉煤灰、黏性土等材料为主，在满足设计要求的条件下，可选用其他替代材料；

2　当采空区空洞、裂隙发育或存在采空区积水时，可配合灌注砂、石屑、砾石、矿渣等粗骨料，粗骨料粒径的控制标准以满足可灌注施工为准，灌注材料的规格应按表4.2.3确定；

3　灌注材料的配比应结合当地经验，按采空区地基处理设计等级并通过现场试验确定；浆液水固比宜取1∶1.0～1∶1.3，并可掺入适量减水剂，当采空区存在积水时宜取小值；水泥应占固相的15%～35%，地基处理设计等级为甲级或乙级时宜取高值。

4.2.4　全灌注充填法灌注量在缺乏经验地区可按下式估算：

式中：Qg——灌注量（m3）；

τ——灌注量损耗系数，可取1.2～1.5；

S——采空区地基处理面积（m2）；

η——充填系数；

M——采出煤层法向厚度（m）；

N——煤层回采率（%）；

n——采空区剩余空隙率（%）；

c——浆液结石率（%），以试验或地区经验确定，并不小于80%；

α——煤层倾角（°）。

4.2.5　钻孔直径、止浆位置设计应根据注浆工艺确定，并应符合下列规定：

1　灌注钻孔开孔直径宜为130mm～150mm，终孔直径不宜小于89mm，需投入骨料时终孔直径不应小于110mm；

2　止浆位置应选择在孔壁围岩稳定、岩石无纵向裂隙发育地段。

4.2.6　灌注施工工艺参数应符合下列规定：

1　灌注压力应通过现场灌注试验确定，以不出现地表隆起为控制标准；

2　灌注终孔压力宜为注浆压力的1.5倍～2.0倍，注浆压力达到灌注终孔压力后，单位灌注量小于50L/min且稳定15min以上作为结束灌注控制标准。

4.2.7　灌注顺序及工艺应符合下列规定：

1　应先施工边缘帷幕孔，后施工中间灌注孔，以形成有效的止浆帷幕；

2　钻孔应按次序间隔成孔，成孔过程中应根据前序次注浆孔注浆情况，结合地层及采空区特征对后次序的孔位、孔距、孔数、孔深进行调整；

3　灌注施工顺序应防止浆液无序扩散，并应遵循“分序间隔灌注”的原则；

4　倾斜煤层应先施工沿倾向深部采空区边缘孔，并应采取从深到浅的施工顺序；

5　单层采空区且采厚小于2m的，可采用全孔一次性灌注施工；

6　多层采空区矿层间隔较小且各矿层的垮落、断裂带互相贯通时，可采用一次成孔，自下而上分段灌注施工；

7　多层采空区矿层间隔较大，宜自上而下分段成孔，并应分段灌注施工；

8　对于充水采空区，可灌注石粉、砂砾石等粗骨料，或采用低压浓浆灌注、添加速凝剂、间歇灌注及疏排水等措施保障灌注效果；治理方案应进行专项技术论证。

4.2.8　采空区灌注成孔和灌注工艺应根据采空区顶板覆岩性质、垮落带与断裂带裂隙的发育程度、连通性与透水性确定。对于缺乏灌注经验或采用新的灌注工艺或灌注材料时，在大面积灌注施工前，应根据采空区特征选择代表性区段进行钻孔工艺性成孔试验和灌注试验，试验段孔数宜为设计灌注孔总数的3%～5%。

4.2.9　采空区灌注处理设计应根据灌注要求、材料、工艺及采空区特征等制定施工质量验收标准，灌注充填法设计施工检测标准应符合表4.2.9的规定。