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申请/专利权人：河南交院工程技术集团有限公司;河南交通职业技术学院(河南省交通电视中等专业学校)

摘要：本发明公开了一种高速公路穿越煤层采空区段施工方法及系统，该施工方法包括以下步骤：根据地质勘察结果，分析多层采空区的深度、范围及岩土特性；使用专业钻机在不同层采空区的关键位置设立注浆孔；采用高精度测量设备对采空区的空洞大小进行实时监测，并根据土壤地质条件和注浆材料选择注浆设备；利用所述注浆设备进行分层立体交叉注浆；实时监测地基内部存在的潜在危险现象；采用地质雷达对注浆效果进行检测，分析检测数据；评估是否需要结合其他地基加固技术。本发明高精度测量设备能够实时监测采空区的空洞大小及时获取空洞尺寸、深度及形态信息，有助于及时发现潜在的安全隐患，提高地基加固工程的精确性。

主权项：1.一种高速公路穿越煤层采空区段施工方法，其特征在于，该施工方法包括以下步骤：S1、根据地质勘察结果，分析多层采空区的深度、范围及岩土特性，得到不同层采空区的空洞大小和形状；S2、根据不同层采空区的空洞大小和形状，选择适用于采空区条件的注浆材料，使用专业钻机在不同层采空区的关键位置设立注浆孔，并对所述注浆孔的孔口进行加固；S3、采用高精度测量设备对采空区的空洞大小进行实时监测，并根据土壤地质条件和注浆材料选择注浆设备；S4、利用所述注浆设备进行分层立体交叉注浆，并使用注浆管道将浆液输送至注浆孔；S5、采用阀门调节浆液的进出，实时监测地基内部存在的潜在危险现象，并调整注浆参数；S6、采用地质雷达对注浆效果进行检测，分析检测数据，评估加固效果；S7、根据注浆加固结果和地质条件，评估是否需要结合其他地基加固技术；所述根据地质勘察结果，分析多层采空区的深度、范围及岩土特性，得到不同层采空区的空洞大小和形状包括以下步骤：S11、根据工程需求，设定采掘方案，并收集采空区段施工现场的地质勘察数据；S12、对所述地质勘察数据进行分析，得到采空区的基本情况；S13、根据所述采空区的基本情况和所述采掘方案，识别出多层采空区的具体位置、深度和范围，并分析开采过程中造成的地基变形和稳定性问题；S14、根据所述采空区的基本情况研究不同层采空区的岩土特性，对不同层采空区的空洞大小和形状进行计算；所述根据不同层采空区的空洞大小和形状，选择适用于采空区条件的注浆材料，并使用专业钻机在不同层采空区的关键位置设立注浆孔，加固孔口防止塌陷包括以下步骤：S21、根据不同层采空区的岩土特性、空洞大小和形状选择合适的注浆材料；S22、分析不同层采空区的结构特点，确定注浆孔的关键位置；S23、使用专业钻机在关键位置钻设注浆孔，并对所述注浆孔的孔口进行加固；S24、依据注浆孔的关键位置的具体情况，制定注浆方案；S25、根据所述注浆方案，使用专业注浆设备对各个所述注浆孔进行注浆处理；所述分析不同层采空区的结构特点，确定注浆孔的关键位置包括以下步骤：S221、获取不同采空区的地质勘察数据、开采历史及监测数据；S222、根据地质勘察数据、开采历史及监测数据确定不同采空区的几何形状、岩层结构和物料特性；S223、按照不同采空区的几何形状、岩层结构和物料特性划分网格，并为网格中每个单元分配相应的材料属性；S224、设置边界条件和载荷，采用求解器，对有限元模型进行求解，得到采空区的变形和应力分布情况；S225、将所述采空区的变形和应力分布情况输入有限元模型，计算得出，出现塌陷、空洞连通密集和易产生渗漏的关键位置；S226、根据计算结果和工程实际情况，对注浆孔的位置进行综合判断并确定注浆孔的关键位置；所述采用高精度测量设备对采空区的空洞大小进行实时监测，并根据土壤地质条件和注浆材料选择注浆设备包括以下步骤：S31、选用高精度测量设备，对采空区的空洞大小进行实时监测并获取空洞尺寸、深度及形态信息；S32、根据监测数据分析空洞的稳定性、存在的风险以及周围土壤地质条件；S33、采用数值模拟法评估空洞稳定性；S34、根据土壤地质条件和空洞特点，选择合适的注浆材料；S35、综合考虑土壤地质条件、空洞特征和注浆材料的性能，并以施工项目综合耗损值最低为优化目标建立设备选型优化模型，得到施工项目中各施工工序的优选注浆设备；S36、根据空洞的具体情况和注浆方案，部署优选注浆设备并进行施工，监测注浆效果，确保采空区的稳定性和安全。

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