采空区不“踩空”

　　“这条隧道被业内专家称为‘五毒俱全’的隧道，堪称‘隧道不良地质博物馆’。多亏了这全断面帷幕注浆工艺，原本瓦斯密集、四处塌陷的采空区，彻底变成了严严实实、固若金汤的‘安全区’。”中交一公局五公司华蓥山隧道项目常务副经理韩文抢说。2024年5月，项目近1万平方米采空区处置工作全部完成。

　　项目正在建设的广(安)邻(水)快速通道华蓥山隧道全长6.5公里，是四川省内在建最长、地质最复杂的煤(岩)与瓦斯突出隧道，也是我国第一条正穿煤矿采空区的公路瓦斯隧道。而目前隧道正穿越的高顶山煤矿采空区，属于深层采空区、急倾煤层采空区、老采空区，关闭已达二十年有余，具有众多可以预见和难以遇见的施工难题和安全风险。整个采空区对本条隧道的影响区域长达740米左右，而隧道主洞正穿采空区的20米段落正是该采空区的冒落带，其岩层具有不规则性、碎胀性和密实度差等特点，可谓是险上加险的“雷区”。此外，已探明的采空区瓦斯浓度高达70%，称得上隧道施工难度中“天花板”级别的存在。“采空区内部密布陷阱，除了顶部需要多重加固，路基下方也必须保证有足够的支撑力，否则会在后期使用中出现沉降，影响整条公路的质量和交通安全，并带来惊人的后期修复成本。”韩文抢介绍。由于项目建设所面临的采空区具备隐蔽性强、空间分布规律性差、顶板冒落塌陷情况难以预测等特点，带来了严峻的施工安全风险，项目团队不敢丝毫懈怠，组织了多次前期技术探讨，反复推敲后设计出一套系统的施工方案。根据方案设计的流程，项目团队首先要做的就是摸清煤矿巷道、采空区范围的具体分布情况，并以超前探测辅助施工，做到彻底处置隐患。

　　然而在探测工作中，采空区埋藏深度不一、地质及填充条件复杂、有毒有害气体含量大等条件都给勘察工作带来了极大挑战。为此，项目技术攻关小组查阅了当地煤管局大量历史档案资料，多次邀请煤矿专家、隧道专家开展技术咨询论证。在经过数次比选试验后，项目团队决定采用地质调查法为基础、超前钻探法为主的探测方式为采空区“把脉问诊”。该项技术是将钻探设备向采空区内部钻探一定深度并取岩芯，通过观察和分析岩芯的构造情况，对采空区域内的几何地形、地质构成、含水情况等信息精准定位。

　　一连两个月，项目团队坚守在幽暗的隧道深处，进行复杂条件下采空区的精细探测任务。通过BIM技术、量离子遥感技术了解采空区空间形态特征和构造，根据探测结果将采空区内部结构划分为“四区三带”，即ABCD四区以及冒落带、裂隙带、弯曲带三带。“我们就好像给采空区做了个全身CT，把原本错综不明的地质结构，变成了如指掌的施工图，为接下来的掘进施工奠定了坚实基础。”韩文抢说。

　　经探测采空区内有毒有害气赋存含量高、围岩破碎程度大，同时伴随着老窑积水流出。为达到止水封气、加固围岩的目标，项目团队开展技术攻关，借鉴其他隧道施工经验，在充分研讨后，决定采用全断面帷幕注浆的加固措施通过采空区。全断面帷幕注浆共计8环、148个孔，主要用于加固隧道掌子面前方30米及隧道洞周5米范围内的岩体，通过钻孔，注入高强度、高压力水泥浆，利用浆液扩散原理，使得破碎的岩体在水泥浆的作用下胶结，达到封堵围岩裂隙、加固岩体、防止有毒有害气体溢出，同时还能有效防止隧道发生突泥涌水的风险。

　　“全断面帷幕注浆相当于给整个洞体加上一个‘金钟罩’，既提高了隧道施工安全性，也保障了对地质危害处置效果，确保项目采空区不‘踩空’。”看着取芯机取出的岩层芯样数据，韩文抢高兴地说。

　　同时，为保证采空区掘进过程中的稳定性，项目团队在管棚作业时采用内嵌式整体钢筋笼坚固围岩，为采空区“强筋壮骨”，并进行竖向基底处治，开展深孔注浆、吹砂、混凝土填筑等工序。经过长达4个月的治理，486个基底灌注孔全部处治完成，原本高瓦斯密集、四处坍塌的采空区，逐步变得严严实实、固若金汤。采空区变作安全区，为后续施工及运营提供了坚实安全保障。