公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论内蒙古讲座

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1、公路采空区稳定性评价公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论与勘察设计相关问题的讨论张 志 沛2011年4月13991888068采空区工程地采空区工程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空区注浆施工和质量控制采空区注浆施工和质量控制及其检测标准及其检测标准采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容123456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论1 1 公路公路采空区研究现状采空区研

2、究现状 公路下伏煤矿采空区由于深埋地下松散沉积物覆盖再加之公路下伏煤矿采空区由于深埋地下松散沉积物覆盖再加之公路下伏煤矿采空区由于深埋地下松散沉积物覆盖再加之公路下伏煤矿采空区由于深埋地下松散沉积物覆盖再加之很多地区煤矿开采的无序，大多数煤矿采空区的埋藏情况不明，很多地区煤矿开采的无序，大多数煤矿采空区的埋藏情况不明，很多地区煤矿开采的无序，大多数煤矿采空区的埋藏情况不明，很多地区煤矿开采的无序，大多数煤矿采空区的埋藏情况不明，对公路建设存在很大的危害。国内在采空塌陷危害性评价及治对公路建设存在很大的危害。国内在采空塌陷危害性评价及治对公路建设存在很大的危害。国内在采空塌陷危害性评价及治对公路

3、建设存在很大的危害。国内在采空塌陷危害性评价及治理加固技术方面己经积累了一些理论和实践经验，但在煤矿采理加固技术方面己经积累了一些理论和实践经验，但在煤矿采理加固技术方面己经积累了一些理论和实践经验，但在煤矿采理加固技术方面己经积累了一些理论和实践经验，但在煤矿采空上方修建高速公路也还处于不成熟的阶段。在煤矿采空区建空上方修建高速公路也还处于不成熟的阶段。在煤矿采空区建空上方修建高速公路也还处于不成熟的阶段。在煤矿采空区建空上方修建高速公路也还处于不成熟的阶段。在煤矿采空区建设高速公路主要体现在一下四个方面：设高速公路主要体现在一下四个方面：设高速公路主要体现在一下四个方面：设高速公路主要体现

4、在一下四个方面：地下采空区的勘察技术、地下采空区的勘察技术、地下采空区的勘察技术、地下采空区的勘察技术、地下采空区的稳定性评价技术、地下采空区处治技术及地下采地下采空区的稳定性评价技术、地下采空区处治技术及地下采地下采空区的稳定性评价技术、地下采空区处治技术及地下采地下采空区的稳定性评价技术、地下采空区处治技术及地下采空区质量监控和检测技术以及成本控制空区质量监控和检测技术以及成本控制空区质量监控和检测技术以及成本控制空区质量监控和检测技术以及成本控制。 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （1 1）采空区的勘察技术）采空区的勘察技术 采空

5、区的勘察目前国内外主要以采矿情况调查、工程钻探、地采空区的勘察目前国内外主要以采矿情况调查、工程钻探、地球物理勘探为主，辅以变形观测、水文试验等。高速公路工程对路球物理勘探为主，辅以变形观测、水文试验等。高速公路工程对路基质量要求较高，采空区治理范围的准确界定是工程建设的首要任基质量要求较高，采空区治理范围的准确界定是工程建设的首要任务。结合公路工程的特点，寻求精度高、系统性强、经济实用的采务。结合公路工程的特点，寻求精度高、系统性强、经济实用的采空区探测技术方法，并进行最优组合，建立矿区公路采空区探测的空区探测技术方法，并进行最优组合，建立矿区公路采空区探测的方法体系，是当前采空区问题要解决

6、的关键技术之一。目前，世界方法体系，是当前采空区问题要解决的关键技术之一。目前，世界发达国家对地下采空区的勘察主要采用地球物理勘探技术，其种类发达国家对地下采空区的勘察主要采用地球物理勘探技术，其种类繁多，主要有繁多，主要有电法、电磁法、地震波法、声波法、重力法电法、电磁法、地震波法、声波法、重力法等几类。等几类。 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （2 2）采空区稳定性评价技术）采空区稳定性评价技术）采空区稳定性评价技术）采空区稳定性评价技术 由于高速公路涉及的范围大，服务的年限长，对路基的由于高速公路涉及的范围大，服务的年限长，对路基

7、的由于高速公路涉及的范围大，服务的年限长，对路基的由于高速公路涉及的范围大，服务的年限长，对路基的稳定性和变形有较高的要求。因此，预测采空区地表在使用年稳定性和变形有较高的要求。因此，预测采空区地表在使用年稳定性和变形有较高的要求。因此，预测采空区地表在使用年稳定性和变形有较高的要求。因此，预测采空区地表在使用年限内的剩余位移变形量是稳定性评价重要一环。限内的剩余位移变形量是稳定性评价重要一环。限内的剩余位移变形量是稳定性评价重要一环。限内的剩余位移变形量是稳定性评价重要一环。 稳定性分析方法包括预计法、解析法、半预测半解析法及稳定性分析方法包括预计法、解析法、半预测半解析法及稳定性分析方法包

8、括预计法、解析法、半预测半解析法及稳定性分析方法包括预计法、解析法、半预测半解析法及数值模拟方法，评价主要是通过计算地基承载力、剩余地表变数值模拟方法，评价主要是通过计算地基承载力、剩余地表变数值模拟方法，评价主要是通过计算地基承载力、剩余地表变数值模拟方法，评价主要是通过计算地基承载力、剩余地表变形量及残留空洞的稳定性、地表破坏范围等来进行。形量及残留空洞的稳定性、地表破坏范围等来进行。形量及残留空洞的稳定性、地表破坏范围等来进行。形量及残留空洞的稳定性、地表破坏范围等来进行。 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （3）采空区治理技术）采

9、空区治理技术 第一类是针对路堤采取措施，按照柔性原则、刚性原则或综第一类是针对路堤采取措施，按照柔性原则、刚性原则或综合措施提高路堤抗变形能力。合措施提高路堤抗变形能力。 第二类是桥跨或板跨法通过采空区，此法因其对下伏采空区第二类是桥跨或板跨法通过采空区，此法因其对下伏采空区有一定要求，造价较高，较少采用。有一定要求，造价较高，较少采用。 第三类是释放采空区沉降潜力，可以采用井下复采或爆破法，第三类是释放采空区沉降潜力，可以采用井下复采或爆破法，堆载预压法，或高能级强夯法，水诱导沉降法等，主要是针对浅部堆载预压法，或高能级强夯法，水诱导沉降法等，主要是针对浅部采空区。采空区。 第四类是针对采空

10、区进行加固处理，可细分为全充填注浆加第四类是针对采空区进行加固处理，可细分为全充填注浆加固法，或注浆加固采空区围岩结构法或局部支撑加固法，因其安全固法，或注浆加固采空区围岩结构法或局部支撑加固法，因其安全性较高，工程造价相对较低，故国内外常采用此法来处理地下采空性较高，工程造价相对较低，故国内外常采用此法来处理地下采空区。区。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论（4）采空区治理质量监控问题）采空区治理质量监控问题 高速公路采空区治理工程属于隐蔽工程，其质量监控包括高速公路采空区治理工程属于隐蔽工程，其质量监控包括2方面的工作：方面的工作：施工

11、过程的监控，主要是监理工作。施工过程的监控，主要是监理工作。施工结施工结束后的质量检测工作。束后的质量检测工作。 高速公路下伏采空区注浆处治后质量和效果的检验及评价需高速公路下伏采空区注浆处治后质量和效果的检验及评价需考虑高速公路工程的自身特点，必须首先了解公路工程对地基处考虑高速公路工程的自身特点，必须首先了解公路工程对地基处理的要求、技术指标、处理范围和深度，然后根据采空区冒落充理的要求、技术指标、处理范围和深度，然后根据采空区冒落充填情况，采空区处理原理、施工情况、处理材料性能等提出多种填情况，采空区处理原理、施工情况、处理材料性能等提出多种检验手段综合的评价方法。检验手段综合的评价方法

12、。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区工程地采空区工程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空区质量控制采空区质量控制及其检测标准及其检测标准采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容123456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论2 2 采空区工程地质条件分析采空区工程地质条件分析水平矿层开采岩层移动形态 倾斜矿层开采岩层移动形态

13、 急倾斜条件下岩层的下盘移动 急倾斜矿层开采时岩层以悬臂梁形式移动 地表移动地表移动变形规律变形规律 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论开采沉陷参数：破裂角破坏移动区开采沉陷参数：破裂角破坏移动区移动角变形区采空区移动角变形区采空区边界角稳定区保安煤柱边界角稳定区保安煤柱（1）边界角边界角(Angle of draw) 边界角用来确定下沉影响范围及边界。下沉值为10mm的点作为下沉盆地的边界。并将开采达到或接近充分采动时的移动盆地主断面上的盆地边界点和采空区边界点的连线，与水平线在采空区外侧的夹角称为边界角。0、0、0依次表示下山、上山方向

14、和走向的边界角，急倾斜矿层底板边界角用0表示。（2）移动角移动角(Angle of critical deformation) 地表的移动和变形会引起地面建筑物的破坏，将刚刚对地表建筑物产生影响的变形值称为临界变形值，它们的大小为：在达到或接近充分采动时的移动盆地主断面上，临界变形点和采空区边界点的连线与水平线之间在采空区外侧的夹角称为移动角。移动角又分为表土移动角和基岩移动角。表土移动角以表示，下山、上山和走向方向的移动角分别以、和表示，急倾斜矿层底板移动角以表示。 （3）裂缝角裂缝角(Angle of break) 为了确定地面产生裂缝的范围，可以利用裂缝角。其定义为在达到或接近充分采动时

15、的情况下，采空区上方地表最外侧的裂缝位置和采空区边界点的连线与水平线之间在采空区外侧的夹角称为裂缝角。下山、上山方向和走向裂缝角分别以、和表示，急倾斜矿层底板裂缝角由表示。 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论开采沉陷参数：破裂角破坏移动区开采沉陷参数：破裂角破坏移动区移动角变形区采空区移动角变形区采空区边界角稳定区保安煤柱边界角稳定区保安煤柱公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论塌陷形成池塘、房屋裂缝塌陷形成池塘、房屋裂缝公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察

16、设计相关问题的讨论塌陷形成地裂缝、房屋裂缝塌陷形成地裂缝、房屋裂缝公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路工程破坏公路工程破坏公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论煤矿采空区覆岩移动破坏规律 采空区上覆岩层“三带”分析 (1)垮落带(

17、冒落带)； (2)断裂带(裂隙带) (3)弯曲带 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 上覆岩层力学性质的影响：上覆岩层力学性质的影响：上覆岩层力学性质的影响：上覆岩层力学性质的影响： 在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表下沉量小拐点平移距大坚在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表下沉量小拐点平移距大坚在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表下沉量小拐点平移距大坚在覆岩坚硬的条件下，岩层及地表下沉量小拐点平移距大坚硬岩层破裂后碎胀系数大，移动角大，地表变形量减小，危险移硬岩层破裂后碎胀系数大，移动角大，地表变形量减小，危险移硬岩层破裂后碎胀系数大，移动角大，地表变形

18、量减小，危险移硬岩层破裂后碎胀系数大，移动角大，地表变形量减小，危险移动范围减小。根据国内的统计分析，坚硬岩层地表下沉量约为采动范围减小。根据国内的统计分析，坚硬岩层地表下沉量约为采动范围减小。根据国内的统计分析，坚硬岩层地表下沉量约为采动范围减小。根据国内的统计分析，坚硬岩层地表下沉量约为采厚的厚的厚的厚的27%54%27%54%，中硬岩层为采厚的，中硬岩层为采厚的，中硬岩层为采厚的，中硬岩层为采厚的54%84%54%84%，软弱岩层为采，软弱岩层为采，软弱岩层为采，软弱岩层为采厚的厚的厚的厚的85%100%85%100%。坚硬岩层走向移动角为。坚硬岩层走向移动角为。坚硬岩层走向移动角为。坚

19、硬岩层走向移动角为75807580，中硬岩层，中硬岩层，中硬岩层，中硬岩层70757075，软弱岩层，软弱岩层，软弱岩层，软弱岩层60706070，而表土移动角为，而表土移动角为，而表土移动角为，而表土移动角为4545。 采矿对地采矿对地表沉陷的表沉陷的影响影响 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 上覆岩层组成对地表变形的影响：上覆岩层组成对地表变形的影响：上覆岩层组成对地表变形的影响：上覆岩层组成对地表变形的影响： 地表有软弱覆盖层比无软弱覆盖层时移动更平缓均匀连续性更好。地表有软弱覆盖层比无软弱覆盖层时移动更平缓均匀连续性更好。地表有软

20、弱覆盖层比无软弱覆盖层时移动更平缓均匀连续性更好。地表有软弱覆盖层比无软弱覆盖层时移动更平缓均匀连续性更好。 采空区上部松散层对地表移动特征的影响：采空区上部松散层对地表移动特征的影响：采空区上部松散层对地表移动特征的影响：采空区上部松散层对地表移动特征的影响： 当松散层厚度大于当松散层厚度大于当松散层厚度大于当松散层厚度大于75W0tana75W0tana（W0W0为地表最大下沉值，为地表最大下沉值，为地表最大下沉值，为地表最大下沉值，a a为煤层倾为煤层倾为煤层倾为煤层倾角）时，基岩移动产生的水平移动就不能到达地表。角）时，基岩移动产生的水平移动就不能到达地表。角）时，基岩移动产生的水平移

21、动就不能到达地表。角）时，基岩移动产生的水平移动就不能到达地表。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 煤层倾角的影响煤层倾角的影响 对覆岩移动形式破坏形态的影响：当煤层地层倾角在对覆岩移动形式破坏形态的影响：当煤层地层倾角在035之之间时，岩层移动的主要形式是法向弯曲和崩落；煤层地层倾角在间时，岩层移动的主要形式是法向弯曲和崩落；煤层地层倾角在3654之间时，岩层移动形式除有法向弯曲外，还伴随层面的剪之间时，岩层移动形式除有法向弯曲外，还伴随层面的剪切移动和岩石的下滑；当煤层地层倾角超过切移动和岩石的下滑；当煤层地层倾角超过54后，冒落到采空

22、区内后，冒落到采空区内的煤和岩块，除了单块滚动还会沿煤层倾斜方向滑动。的煤和岩块，除了单块滚动还会沿煤层倾斜方向滑动。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 煤层倾角对地表移动参数的影响：煤层倾角对地表移动参数的影响：煤层倾角对下山移动角和煤层倾角对下山移动角和边界角影响较大：边界角影响较大： 当煤层倾角大于当煤层倾角大于6070，下山移动角下山移动角和和边界角边界角不再随煤层倾角不再随煤层倾角的增大而减小。的增大而减小。 对水平移动值的影响：对水平移动值的影响：在水平和缓倾斜煤层开采时一般地表最大水平移动值为在水平和缓倾斜煤层开采时一般地表最

23、大水平移动值为 ，急倾斜煤层开采时地表最大水平移动值可大于地表最大下沉值。，急倾斜煤层开采时地表最大水平移动值可大于地表最大下沉值。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 开采厚度和开采深度的影响开采厚度和开采深度的影响 地表移动变形值既与采厚成正比又与采深成反比，常用深地表移动变形值既与采厚成正比又与采深成反比，常用深厚比（厚比（H/m）作为衡量开采条件对地表沉陷影响的估计指标。深）作为衡量开采条件对地表沉陷影响的估计指标。深厚比越大，地表移动变形值越小，移动变形就越平缓深厚比越小，厚比越大，地表移动变形值越小，移动变形就越平缓深厚比越小，地

24、表移动变形就越剧烈。在深厚比很小的情况下，地表将出现大地表移动变形就越剧烈。在深厚比很小的情况下，地表将出现大裂缝、台阶状断裂，甚至出现塌陷坑。裂缝、台阶状断裂，甚至出现塌陷坑。 采煤方法及顶板管理方法的影响采煤方法及顶板管理方法的影响 采煤方法实际上决定了覆岩及地表移动的形式、先后顺序采煤方法实际上决定了覆岩及地表移动的形式、先后顺序和方向。顶板管理方法决定了采出空间的大小，从而决定覆岩及和方向。顶板管理方法决定了采出空间的大小，从而决定覆岩及地表破坏程度、移动量大小。地表破坏程度、移动量大小。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 断层对地

25、表移动的影响主要表现在以下三方面：断层对地表移动的影响主要表现在以下三方面：断层对地表移动的影响主要表现在以下三方面：断层对地表移动的影响主要表现在以下三方面： 断层露头处地表产生台阶状裂缝断层露头处地表产生台阶状裂缝断层露头处地表产生台阶状裂缝断层露头处地表产生台阶状裂缝断层处地表变形增大断层处地表变形增大断层处地表变形增大断层处地表变形增大使地表移动范围增大或缩小。使地表移动范围增大或缩小。使地表移动范围增大或缩小。使地表移动范围增大或缩小。断层对地表断层对地表移动的影响移动的影响 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区工程地采空区工

26、程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空区质量控制采空区质量控制及其检测标准及其检测标准采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容123456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论3 3稳定性评价分析方法稳定性评价分析方法定性评价定性评价 （1）停采）停采5年以上，周围无新的开采扰动，开采深厚比大于年以上，周围无新的开采扰动，开采深厚比大于200的的采空区；或开采深度大于采空区；或开采深度

27、大于200m，开采厚度小于，开采厚度小于1m的薄矿层采空区，的薄矿层采空区，其地表应属于稳定型，采空区不经治理即可进行公路建设；其地表应属于稳定型，采空区不经治理即可进行公路建设； （2）停采）停采35年，开采深厚比年，开采深厚比40200之间的采空区；或开采深之间的采空区；或开采深度度100200m的薄矿层采空区，其地表为过渡稳定型，采空区应在勘的薄矿层采空区，其地表为过渡稳定型，采空区应在勘察、评价的基础上经重点治理后方可进行公路建设；察、评价的基础上经重点治理后方可进行公路建设； （3）停采时间少于三年，或停采）停采时间少于三年，或停采3年以上又有新的开采扰动，开采年以上又有新的开采扰动

28、，开采深厚比小于深厚比小于40的采空区；或开采深度小于的采空区；或开采深度小于100m的薄矿层采空区，其的薄矿层采空区，其地表属不稳定型，采空区必须经过适当治理之后方可进行公路建设。地表属不稳定型，采空区必须经过适当治理之后方可进行公路建设。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论煤科总院西安院煤科总院西安院 刘天林刘天林 研究员研究员 电话：电话：1399285929813992859298第一章第一章第一章第一章 煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术稳定性评价方法预计方法数值计算法结构力学法概率积分法典型

29、曲线法剖面函数法有限元离散元边界元二维梁（板）柱模型三维无梁楼盖模型长长壁壁式式开开采采老老采采空空区区部部分分开开采采老老采采空空区区定量评价定量评价公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 “ “建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程程程程，19991999 ” ”规范理论计算规范理论计算规范理论计算规范理论计算 概率积分法目前已可用于水平概率积分法目前已可用于水平概率积分法目前已可用于水

30、平概率积分法目前已可用于水平 缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层和其缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层和其缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层和其缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层和其它非层状矿物开采的地表移动预计。目前主要采用以下基本参数表它非层状矿物开采的地表移动预计。目前主要采用以下基本参数表它非层状矿物开采的地表移动预计。目前主要采用以下基本参数表它非层状矿物开采的地表移动预计。目前主要采用以下基本参数表示地表移动，其中：示地表移动，其中：示地表移动，其中：示地表移动，其中： 最大下沉量：最大下沉量：最大下沉量：最大下沉量：WmaxWmaxmm；式中：；式中：；式中：；式中： 为下沉系数，与矿层倾角、为下沉系数，与矿层倾角、为

31、下沉系数，与矿层倾角、为下沉系数，与矿层倾角、开采方法和顶板管理方法有关，宜取开采方法和顶板管理方法有关，宜取开采方法和顶板管理方法有关，宜取开采方法和顶板管理方法有关，宜取0.40.40.950.95，mm为采厚。为采厚。为采厚。为采厚。 最大倾斜量：最大倾斜量：最大倾斜量：最大倾斜量：ImaxImaxWmax/rWmax/r= = Wmax/H/tgWmax/H/tg；式中：；式中：；式中：；式中：WmaxWmax为为为为最大下沉量（最大下沉量（最大下沉量（最大下沉量（mmmm），），），），r r为地表主要影响范围半径，其值与埋深为地表主要影响范围半径，其值与埋深为地表主要影响范围半径，

32、其值与埋深为地表主要影响范围半径，其值与埋深（H H）成正比，与煤层影响角（）成正比，与煤层影响角（）成正比，与煤层影响角（）成正比，与煤层影响角（ ）的正切值成反比，即）的正切值成反比，即）的正切值成反比，即）的正切值成反比，即r rH/H/tgtg。 最大曲率值：最大曲率值：最大曲率值：最大曲率值：KmaxKmax1.52Wmax/r21.52Wmax/r2。 最大水平移动值：最大水平移动值：最大水平移动值：最大水平移动值：UmaxUmaxbWmaxbWmax。式中：。式中：。式中：。式中：b b为水平移动系数，为水平移动系数，为水平移动系数，为水平移动系数，取值范围在取值范围在取值范围在

33、取值范围在0.250.350.250.35之间。之间。之间。之间。 最大水平变形值：最大水平变形值：最大水平变形值：最大水平变形值：maxmax1.52bWmax/r1.52bWmax/r。 定量评价定量评价公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 波兰学者波兰学者B.Batkiewicz经大量煤矿开采的观测数据得出，系经大量煤矿开采的观测数据得出，系数数c主要与开采深度、开采速度及覆岩岩性有关，一般条件下主要与开采深度、开采速度及覆岩岩性有关，一般条件下1.0 c 3.0。图给出了。图给出了c值与地表下沉持续时间之间的关系及下值与地表下沉持续时

34、间之间的关系及下沉特征曲线。沉特征曲线。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 洞室理论计算洞室理论计算洞室理论计算洞室理论计算 在煤矿采空区地段进行公路的修建时，公路地基的稳定性可用下在煤矿采空区地段进行公路的修建时，公路地基的稳定性可用下在煤矿采空区地段进行公路的修建时，公路地基的稳定性可用下在煤矿采空区地段进行公路的修建时，公路地基的稳定性可用下列公式近似计算，作用在煤矿采空区顶板上的压力为：列公式近似计算，作用在煤矿采空区顶板上的压力为：列公式近似计算，作用在煤矿采空区顶板上的压力为：列公式近似计算，作用在煤矿采空区顶板上的压力为： Q

35、=G+2aR-2F Q=G+2aR-2F 式中：式中：式中：式中：QQ为采空区单位长度顶板上所受的压力（为采空区单位长度顶板上所受的压力（为采空区单位长度顶板上所受的压力（为采空区单位长度顶板上所受的压力（t t）；）；）；）；GG为采空区为采空区为采空区为采空区单位长度顶板上岩层的总重量（单位长度顶板上岩层的总重量（单位长度顶板上岩层的总重量（单位长度顶板上岩层的总重量（t t）；）；）；）；a a为采空区宽度的为采空区宽度的为采空区宽度的为采空区宽度的1/21/2（mm）；）；）；）；R R为建筑物地基的单位压力（为建筑物地基的单位压力（为建筑物地基的单位压力（为建筑物地基的单位压力（t/

36、m2t/m2）；）；）；）；F F为采空区单位长度侧壁的摩擦阻为采空区单位长度侧壁的摩擦阻为采空区单位长度侧壁的摩擦阻为采空区单位长度侧壁的摩擦阻力（力（力（力（t t）。当）。当）。当）。当H H达到一定程度时，顶板上方岩层恰好能保持自然平衡而达到一定程度时，顶板上方岩层恰好能保持自然平衡而达到一定程度时，顶板上方岩层恰好能保持自然平衡而达到一定程度时，顶板上方岩层恰好能保持自然平衡而不塌陷，此时不塌陷，此时不塌陷，此时不塌陷，此时Q=0Q=0，H H称为临界深度，设其为称为临界深度，设其为称为临界深度，设其为称为临界深度，设其为H0H0，则有：，则有：，则有：，则有： 式中：式中：式中：式

37、中： 为顶板上覆岩层的容重（为顶板上覆岩层的容重（为顶板上覆岩层的容重（为顶板上覆岩层的容重（t/m3t/m3）；）；）；）；H H为顶板的埋藏深度为顶板的埋藏深度为顶板的埋藏深度为顶板的埋藏深度（mm）；）；）；）；为岩层的内摩擦角。当为岩层的内摩擦角。当为岩层的内摩擦角。当为岩层的内摩擦角。当H HH0H0，路基稳定，不需要治理；，路基稳定，不需要治理；，路基稳定，不需要治理；，路基稳定，不需要治理；HH0HH0，路基不稳定，需要治理。，路基不稳定，需要治理。，路基不稳定，需要治理。，路基不稳定，需要治理。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的

38、讨论数值模拟数值模拟 数值计算模拟方法是随着计算机技术广泛应用而形成的一种数值计算模拟方法是随着计算机技术广泛应用而形成的一种数值计算模拟方法是随着计算机技术广泛应用而形成的一种数值计算模拟方法是随着计算机技术广泛应用而形成的一种分析计算方法，其包括：有限元法（分析计算方法，其包括：有限元法（分析计算方法，其包括：有限元法（分析计算方法，其包括：有限元法（Finite Element Method,Finite Element Method,简简简简称称称称FEMFEM）、边界元法（）、边界元法（）、边界元法（）、边界元法（Boundary Element Method,Boundary El

39、ement Method,简称简称简称简称BEMBEM）、）、）、）、离散元法（离散元法（离散元法（离散元法（Discrete Element MethodDiscrete Element Method，简称，简称，简称，简称DEMDEM）等方法。）等方法。）等方法。）等方法。 到目前为止，有限元数值模拟方法在矿山工程中的巷道压力、到目前为止，有限元数值模拟方法在矿山工程中的巷道压力、到目前为止，有限元数值模拟方法在矿山工程中的巷道压力、到目前为止，有限元数值模拟方法在矿山工程中的巷道压力、采场地应力、岩层移动和边坡稳定性等研究领域均已广泛的应用。采场地应力、岩层移动和边坡稳定性等研究领域均已

40、广泛的应用。采场地应力、岩层移动和边坡稳定性等研究领域均已广泛的应用。采场地应力、岩层移动和边坡稳定性等研究领域均已广泛的应用。已在矿山岩土工程领域推广应用的数值分析通用程序有：已在矿山岩土工程领域推广应用的数值分析通用程序有：已在矿山岩土工程领域推广应用的数值分析通用程序有：已在矿山岩土工程领域推广应用的数值分析通用程序有：FlacFlac、AdinaAdina、MarcMarc、Sap5Sap5、Ncap-1lNcap-1l等。这些软件系统齐全，适用范等。这些软件系统齐全，适用范等。这些软件系统齐全，适用范等。这些软件系统齐全，适用范围广，提供为解决矿山与岩土工程问题的组合模型为弹围广，提

41、供为解决矿山与岩土工程问题的组合模型为弹围广，提供为解决矿山与岩土工程问题的组合模型为弹围广，提供为解决矿山与岩土工程问题的组合模型为弹- -塑性、粘塑性、粘塑性、粘塑性、粘- -弹性、弹弹性、弹弹性、弹弹性、弹- -粘粘粘粘- -塑性、弹塑性、弹塑性、弹塑性、弹- -脆性、弹脆性、弹脆性、弹脆性、弹- -粘粘粘粘- -脆性、弹脆性、弹脆性、弹脆性、弹- -粘粘粘粘- -塑塑塑塑- -脆性分析脆性分析脆性分析脆性分析计算模型。计算模型。计算模型。计算模型。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1. 1. 垮落带高度垮落带高度垮落带高度垮落带高

42、度 （1 1）理论计算公式）理论计算公式）理论计算公式）理论计算公式 若矿层覆岩内存在极坚硬岩层，矿层回采后能形成悬顶，而开采若矿层覆岩内存在极坚硬岩层，矿层回采后能形成悬顶，而开采若矿层覆岩内存在极坚硬岩层，矿层回采后能形成悬顶，而开采若矿层覆岩内存在极坚硬岩层，矿层回采后能形成悬顶，而开采空间及垮落岩层本身的空间只能由碎胀的岩石填满，这种条件下垮落带空间及垮落岩层本身的空间只能由碎胀的岩石填满，这种条件下垮落带空间及垮落岩层本身的空间只能由碎胀的岩石填满，这种条件下垮落带空间及垮落岩层本身的空间只能由碎胀的岩石填满，这种条件下垮落带最大高度可由下式计算。最大高度可由下式计算。最大高度可由下

43、式计算。最大高度可由下式计算。 式中：式中：式中：式中：mm矿层开采厚度，矿层开采厚度，矿层开采厚度，矿层开采厚度，mm；K0K0垮落岩石的残余碎胀系数；垮落岩石的残余碎胀系数；垮落岩石的残余碎胀系数；垮落岩石的残余碎胀系数； 矿层的倾角。矿层的倾角。矿层的倾角。矿层的倾角。 若矿层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或其互层时，开采空若矿层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或其互层时，开采空若矿层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或其互层时，开采空若矿层顶板为坚硬、中硬、软弱和极软弱岩层或其互层时，开采空间和垮落岩层本身的空间可由顶板的下沉和垮落岩石的碎胀来填满。其间和垮落岩层本身的空间可由顶

44、板的下沉和垮落岩石的碎胀来填满。其间和垮落岩层本身的空间可由顶板的下沉和垮落岩石的碎胀来填满。其间和垮落岩层本身的空间可由顶板的下沉和垮落岩石的碎胀来填满。其垮落带的最大高度为垮落带的最大高度为垮落带的最大高度为垮落带的最大高度为： 式中：式中：式中：式中：ww垮落过程中顶板的下沉值。垮落过程中顶板的下沉值。垮落过程中顶板的下沉值。垮落过程中顶板的下沉值。覆岩破坏覆岩破坏最大高度最大高度 缓倾斜及中倾斜矿层（054） 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （2 2）统计经验公式）统计经验公式）统计经验公式）统计经验公式 当矿层顶板为坚硬、中硬

45、、软弱、极软弱岩层或其互层时，垮落当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，垮落当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，垮落当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，垮落带最大高度的统计经验公式列于表带最大高度的统计经验公式列于表带最大高度的统计经验公式列于表带最大高度的统计经验公式列于表3-13-1中。计算公式中的第二项为中中。计算公式中的第二项为中中。计算公式中的第二项为中中。计算公式中的第二项为中误差，误差，误差，误差， mm为累计厚度，单层开采厚度不超过为累计厚度，单层开采厚度不超过为累计厚度，单层开采厚度不超过为累计厚度，单层开采厚度不超过1.01.0

46、3.0m3.0m，累计采厚不，累计采厚不，累计采厚不，累计采厚不超过超过超过超过15m15m。覆岩岩性（单向抗拉强度及主要岩石名称）计算公式（m）坚硬（4080Mpa，石英砂岩、石灰岩、砂质页岩、砾岩）中硬（2040Mpa，砂岩、泥质灰岩、砂质页岩、页岩）软弱（1020Mpa，泥岩、泥质砂岩）极软弱（10Mpa，铝土岩、风化泥岩、粘土、砂质粘土）覆岩破坏覆岩破坏最大高度最大高度 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论2. 2. 导水裂隙带高度导水裂隙带高度导水裂隙带高度导水裂隙带高度岩 性计算公式之一（m）计算公式之二（m）坚 硬中 硬软 弱极

47、软弱覆岩破坏覆岩破坏最大高度最大高度 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，急倾当矿层顶板为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时，急倾斜矿层开采形成的冒落带和导水裂隙带最大高度（斜矿层开采形成的冒落带和导水裂隙带最大高度（Hc、Hf）的统）的统计经验公式列于表中。式中计经验公式列于表中。式中h为开采阶段垂高。为开采阶段垂高。急倾斜矿层（急倾斜矿层（55 90 ） 覆岩岩性垮落带高度（m）导水裂隙带高度（m）坚硬中硬、软弱覆岩破坏覆岩破坏最大高度最大高度 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题

48、的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 工程地质模式是指在特定的工程地质条件下，经受特定形式的工程地质模式是指在特定的工程地质条件下，经受特定形式的工程地质作用，经历特定的工程地质过程，产生特定的工程地质现工程地质作用，经历特定的工程地质过程，产生特定的工程地质现象。所以工程地质模式包括工程地质条件模式、工程地质作用模式象。所以工程地质模式包括工程地质条件模式、工程地质作用模式和工程地质现象模式。对采空区而言，由于所处的地质环境的复杂和工程地质现象模式。对采空区而言，由于所处的地质环境的复杂性，决定了其工程地质条件的多样性，它经受的工程地质作用除采性，决定了其工程地质条件的多样性，

49、它经受的工程地质作用除采矿作用外，还叠加着其他人类活动和自然地质作用，所经受的工程矿作用外，还叠加着其他人类活动和自然地质作用，所经受的工程地质过程复杂多变。根据地层产状、地质构造、深厚比、采矿方法、地质过程复杂多变。根据地层产状、地质构造、深厚比、采矿方法、采矿时间等因素，可将采空区划分为以下模式类型。采矿时间等因素，可将采空区划分为以下模式类型。 采空区稳定性工采空区稳定性工程地质模式类型程地质模式类型 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区稳定模式 采空区基本稳定模式 采空区不稳定模式 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公

50、路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论开采沉陷对铁路、公开采沉陷对铁路、公路及其构筑物损害路及其构筑物损害 1. 1. 地表横向倾斜移动变形损害地表横向倾斜移动变形损害地表横向倾斜移动变形损害地表横向倾斜移动变形损害 横向不均匀移动变形将导致铁路轨道横向移动扭曲变形，两条轨横向不均匀移动变形将导致铁路轨道横向移动扭曲变形，两条轨横向不均匀移动变形将导致铁路轨道横向移动扭曲变形，两条轨横向不均匀移动变形将导致铁路轨道横向移动扭曲变形，两条轨道分离或挤压，使高速行驶的火车行使困难，脱轨掉道，甚至发生翻道分离或挤压，使高速行驶的火车行使困难，脱轨掉道，甚至发生翻道分离或挤压，使高速行驶的火车行使

51、困难，脱轨掉道，甚至发生翻道分离或挤压，使高速行驶的火车行使困难，脱轨掉道，甚至发生翻车事故。车事故。车事故。车事故。 2. 2. 地表纵向倾斜移动变形损害地表纵向倾斜移动变形损害地表纵向倾斜移动变形损害地表纵向倾斜移动变形损害地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大，两站之间的区间坡度大地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大，两站之间的区间坡度大地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大，两站之间的区间坡度大地表纵向倾斜变形使道路爬行坡度增大，两站之间的区间坡度大于于于于1:801:80（12.512.5）车辆行使困难，可能会破坏列车的正常运行和调车）车辆行使困难，可能会破坏列车的正常运行和调车）车辆行使困难

52、，可能会破坏列车的正常运行和调车）车辆行使困难，可能会破坏列车的正常运行和调车场的工作，为此就需要增加列车的牵引力和制动力场的工作，为此就需要增加列车的牵引力和制动力场的工作，为此就需要增加列车的牵引力和制动力场的工作，为此就需要增加列车的牵引力和制动力, ,影响列车的正常运影响列车的正常运影响列车的正常运影响列车的正常运行。行。行。行。 3. 3. 地表波浪起伏沉陷损害地表波浪起伏沉陷损害地表波浪起伏沉陷损害地表波浪起伏沉陷损害开采地表压缩变形的挤压力，通过路基传递给路面，一般情况下，开采地表压缩变形的挤压力，通过路基传递给路面，一般情况下，开采地表压缩变形的挤压力，通过路基传递给路面，一般

53、情况下，开采地表压缩变形的挤压力，通过路基传递给路面，一般情况下，公路路面的抗挤压能力很小，在挤压变形作用下，公路路面波浪起伏，公路路面的抗挤压能力很小，在挤压变形作用下，公路路面波浪起伏，公路路面的抗挤压能力很小，在挤压变形作用下，公路路面波浪起伏，公路路面的抗挤压能力很小，在挤压变形作用下，公路路面波浪起伏，在这种条件下高速行驶的车辆会腾空，引发翻车事故，同时在行车的在这种条件下高速行驶的车辆会腾空，引发翻车事故，同时在行车的在这种条件下高速行驶的车辆会腾空，引发翻车事故，同时在行车的在这种条件下高速行驶的车辆会腾空，引发翻车事故，同时在行车的作用下会加速路面的破坏。作用下会加速路面的破坏

54、。作用下会加速路面的破坏。作用下会加速路面的破坏。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 4. 4. 地表拉伸变形损害地表拉伸变形损害地表拉伸变形损害地表拉伸变形损害 纵向水平移动变形会引起铁路钢轨衔接处鱼尾板的断裂、轨缝闭纵向水平移动变形会引起铁路钢轨衔接处鱼尾板的断裂、轨缝闭纵向水平移动变形会引起铁路钢轨衔接处鱼尾板的断裂、轨缝闭纵向水平移动变形会引起铁路钢轨衔接处鱼尾板的断裂、轨缝闭合、以及钢轨的纵向弯曲表现为侧向弯曲或向上凸起，严重时会导致合、以及钢轨的纵向弯曲表现为侧向弯曲或向上凸起，严重时会导致合、以及钢轨的纵向弯曲表现为侧向弯曲或

55、向上凸起，严重时会导致合、以及钢轨的纵向弯曲表现为侧向弯曲或向上凸起，严重时会导致轨道脱离路基悬空，引起火车掉道、行车事故。采动地表纵向移动变轨道脱离路基悬空，引起火车掉道、行车事故。采动地表纵向移动变轨道脱离路基悬空，引起火车掉道、行车事故。采动地表纵向移动变轨道脱离路基悬空，引起火车掉道、行车事故。采动地表纵向移动变形会引起公路路基、路面开裂破坏或挤压隆起形成波浪起伏路面。公形会引起公路路基、路面开裂破坏或挤压隆起形成波浪起伏路面。公形会引起公路路基、路面开裂破坏或挤压隆起形成波浪起伏路面。公形会引起公路路基、路面开裂破坏或挤压隆起形成波浪起伏路面。公路路面的开裂后，雨水浸入路面在热胀冷缩

56、及冻溶作用下，路面更易路路面的开裂后，雨水浸入路面在热胀冷缩及冻溶作用下，路面更易路路面的开裂后，雨水浸入路面在热胀冷缩及冻溶作用下，路面更易路路面的开裂后，雨水浸入路面在热胀冷缩及冻溶作用下，路面更易破坏。破坏。破坏。破坏。 5. 5. 开采沉陷引起路基稳定性损害开采沉陷引起路基稳定性损害开采沉陷引起路基稳定性损害开采沉陷引起路基稳定性损害 采动地表沉陷过程的拉伸、压缩、倾斜变形减小了路基的内摩擦采动地表沉陷过程的拉伸、压缩、倾斜变形减小了路基的内摩擦采动地表沉陷过程的拉伸、压缩、倾斜变形减小了路基的内摩擦采动地表沉陷过程的拉伸、压缩、倾斜变形减小了路基的内摩擦力和内聚力，会引起路基承载能力

57、的下降，导致边坡的滑移甚至滑坡力和内聚力，会引起路基承载能力的下降，导致边坡的滑移甚至滑坡力和内聚力，会引起路基承载能力的下降，导致边坡的滑移甚至滑坡力和内聚力，会引起路基承载能力的下降，导致边坡的滑移甚至滑坡灾害发生。灾害发生。灾害发生。灾害发生。 6. 6. 铁路、公路保护（损害）分级铁路、公路保护（损害）分级铁路、公路保护（损害）分级铁路、公路保护（损害）分级 我国在我国在我国在我国在建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程程程程中规定

58、：一等火车站、高速公路为中规定：一等火车站、高速公路为中规定：一等火车站、高速公路为中规定：一等火车站、高速公路为级保护对象；二等火车站、级保护对象；二等火车站、级保护对象；二等火车站、级保护对象；二等火车站、一级公路为一级公路为一级公路为一级公路为级保护物；三、四等火车站，为级保护物；三、四等火车站，为级保护物；三、四等火车站，为级保护物；三、四等火车站，为级保护物。国外将国级保护物。国外将国级保护物。国外将国级保护物。国外将国铁、高等级公路列为铁、高等级公路列为铁、高等级公路列为铁、高等级公路列为保护物，普通公路列为保护物，普通公路列为保护物，普通公路列为保护物，普通公路列为保护物。保护物

59、。保护物。保护物。开采沉陷对铁路、公开采沉陷对铁路、公路及其构筑物损害路及其构筑物损害 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区工程地采空区工程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空区质量控制采空区质量控制及其检测标准及其检测标准采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容123456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 采空区的勘察宜

60、以搜集资料、调查访问为主采空区的勘察宜以搜集资料、调查访问为主采空区的勘察宜以搜集资料、调查访问为主采空区的勘察宜以搜集资料、调查访问为主 对老采空区和现采空区，当工程地质调查不能查明采空区的特征时，应进对老采空区和现采空区，当工程地质调查不能查明采空区的特征时，应进对老采空区和现采空区，当工程地质调查不能查明采空区的特征时，应进对老采空区和现采空区，当工程地质调查不能查明采空区的特征时，应进行物探和钻探。行物探和钻探。行物探和钻探。行物探和钻探。 对现采空区和未来采空区，应通过计算预测地表移动和变形的特征值，计对现采空区和未来采空区，应通过计算预测地表移动和变形的特征值，计对现采空区和未来采

61、空区，应通过计算预测地表移动和变形的特征值，计对现采空区和未来采空区，应通过计算预测地表移动和变形的特征值，计算方法可按现行标准算方法可按现行标准算方法可按现行标准算方法可按现行标准 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程程程程执行。执行。执行。执行。 采空区宜根据开采情况，地表移动盆地特征和变形大小，划分为不宜建筑采空区宜根据开采情况，地表移动盆地特征和变形大小，划分为不宜建筑采空区宜根据开采情况，地表移动盆地特征和变形大小，划分为不宜建

62、筑采空区宜根据开采情况，地表移动盆地特征和变形大小，划分为不宜建筑的场地和相对稳定的场地。的场地和相对稳定的场地。的场地和相对稳定的场地。的场地和相对稳定的场地。 其中：下列地段不宜作为建筑场地：其中：下列地段不宜作为建筑场地：其中：下列地段不宜作为建筑场地：其中：下列地段不宜作为建筑场地： l l）在开采过程中可能出现非连续变形的地段；）在开采过程中可能出现非连续变形的地段；）在开采过程中可能出现非连续变形的地段；）在开采过程中可能出现非连续变形的地段； 2 2）地表移动活跃的地段；）地表移动活跃的地段；）地表移动活跃的地段；）地表移动活跃的地段； 3 3）特厚矿层和倾角大于）特厚矿层和倾角

63、大于）特厚矿层和倾角大于）特厚矿层和倾角大于 5555的厚矿层露头地段；的厚矿层露头地段；的厚矿层露头地段；的厚矿层露头地段； 4 4）由于地表移动和变形引起边坡失稳和山崖崩塌的地段；）由于地表移动和变形引起边坡失稳和山崖崩塌的地段；）由于地表移动和变形引起边坡失稳和山崖崩塌的地段；）由于地表移动和变形引起边坡失稳和山崖崩塌的地段； 5 5）地表倾斜大于）地表倾斜大于）地表倾斜大于）地表倾斜大于3 310mm10mmm m ，地表曲率大于，地表曲率大于，地表曲率大于，地表曲率大于0.20.20.6mm/m20.6mm/m2或地表水或地表水或地表水或地表水平变形大于平变形大于平变形大于平变形大于

64、 6 mm6 mmmm的地段。的地段。的地段。的地段。岩土工程岩土工程勘察规范勘察规范 4 4对采空区勘察工作认识对采空区勘察工作认识公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 采深小、地表变形剧烈且为非连续变形的小窑采空区，应通过采深小、地表变形剧烈且为非连续变形的小窑采空区，应通过搜集资料、调查、物探和钻探等工作，查明采空仄和巷道的位置、搜集资料、调查、物探和钻探等工作，查明采空仄和巷道的位置、大小、埋藏深度、开采时间、开采方式、回填塌落和充水等情况；大小、埋藏深度、开采时间、开采方式、回填塌落和充水等情况；并查明地表裂缝、陷坑的位置、形状、大

65、小、深度、延伸方向及并查明地表裂缝、陷坑的位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区的关系。其与采空区的关系。 小窑采空区的建筑物应避开地表裂缝和陷坑地段。对次要建筑小窑采空区的建筑物应避开地表裂缝和陷坑地段。对次要建筑且采空区采深采厚比大于且采空区采深采厚比大于30，地表已经稳定时可不进行稳定性评，地表已经稳定时可不进行稳定性评价；当采深采厚比小于价；当采深采厚比小于30 时，可根据建筑物的基底压力、采空区时，可根据建筑物的基底压力、采空区的埋深、范围和上覆岩层的性质等评价地基的稳定性，并根据矿的埋深、范围和上覆岩层的性质等评价地基的稳定性，并根据矿区经验提出处理措施的建议。区经验提出处理

66、措施的建议。岩土工程岩土工程勘察规范勘察规范 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 初堪：查明采空区范围、埋藏深度、空间大小、顶板岩层厚度、初堪：查明采空区范围、埋藏深度、空间大小、顶板岩层厚度、地质构造特点；查明采空区地表变形和塌陷分布规律、发展趋势地质构造特点；查明采空区地表变形和塌陷分布规律、发展趋势及其诱发的不良地质现象类型、位置和规模；查明采空区顶板管及其诱发的不良地质现象类型、位置和规模；查明采空区顶板管理办法、塌落情况和采空区充填程度。理办法、塌落情况和采空区充填程度。 勘探：当采空区的有关资料齐全时，能充分说明采空区位置、勘探

67、：当采空区的有关资料齐全时，能充分说明采空区位置、范围、大小及变形的基本特征以及变形的发展趋势和稳定条件时，范围、大小及变形的基本特征以及变形的发展趋势和稳定条件时，可不进行勘探，否则应进行必要的物探工作，查明采空区的范围、可不进行勘探，否则应进行必要的物探工作，查明采空区的范围、埋藏深度、采空的空间大小、采空区上部第四系沉积物和岩层厚埋藏深度、采空的空间大小、采空区上部第四系沉积物和岩层厚度以及断裂构造的位置等。度以及断裂构造的位置等。公路工程公路工程地质勘察规地质勘察规范范 初堪：初堪：公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 详堪：查明路线

68、经过区采空区的稳定条件、变形值大小、变形详堪：查明路线经过区采空区的稳定条件、变形值大小、变形发展程度、稳定与发展趋势；查明由于地表变形或塌陷引起的各种发展程度、稳定与发展趋势；查明由于地表变形或塌陷引起的各种不良地质现象的类型、位置、规模、发展趋势，对公路危害程度。不良地质现象的类型、位置、规模、发展趋势，对公路危害程度。 调查与测绘：对路线经过的采空区进行工程地质测绘，应以收调查与测绘：对路线经过的采空区进行工程地质测绘，应以收集采空区有关资料为主，除校核、补充、完善初勘的资料外，重点集采空区有关资料为主，除校核、补充、完善初勘的资料外，重点收集矿层的开采时间、塌落时间、塌落情况，采空区内

69、充填和积水收集矿层的开采时间、塌落时间、塌落情况，采空区内充填和积水情况；采空区附近抽水排水对采空区稳定性的影响情况。路线压矿情况；采空区附近抽水排水对采空区稳定性的影响情况。路线压矿时，应收集矿体的分布范围、矿层层数厚度、埋藏深度、矿体产时，应收集矿体的分布范围、矿层层数厚度、埋藏深度、矿体产状、上覆地层岩性、总厚度、地质构造的特点、开采计划等。对地状、上覆地层岩性、总厚度、地质构造的特点、开采计划等。对地表移动盆地应进行工程地质测绘，查明地表变形范围、变形规律；表移动盆地应进行工程地质测绘，查明地表变形范围、变形规律；地表陷坑、塌陷台阶，塌陷裂缝的位置、形状、规模、深度、延伸地表陷坑、塌陷

70、台阶，塌陷裂缝的位置、形状、规模、深度、延伸方向、发展趋势；地去变形与采空区。区域地质构造、开采边界、方向、发展趋势；地去变形与采空区。区域地质构造、开采边界、工作面推进方向的关系；地表塌陷引起的不良地质现象的类型、分工作面推进方向的关系；地表塌陷引起的不良地质现象的类型、分布位置、规模等。测图比例尺为布位置、规模等。测图比例尺为1：10001：10000。 详堪：详堪：公路工程公路工程地质勘察规地质勘察规范范 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 勘探：当采空区的有关资料收集不全，而又必须查明时，应勘探：当采空区的有关资料收集不全，而又必须

71、查明时，应进行勘探工作。一般情况在路摹影响范围内，平行路线布设进行勘探工作。一般情况在路摹影响范围内，平行路线布设35条物探勘探线，在地丧移动盆地的中间区和内外边缘分别布设条物探勘探线，在地丧移动盆地的中间区和内外边缘分别布设23条垂直路基的物探勘探线，主要勘察方法宜采用电探、震探及地条垂直路基的物探勘探线，主要勘察方法宜采用电探、震探及地质雷达等综合物探，必要时布置少量钻孔，验证物探成果，估算质雷达等综合物探，必要时布置少量钻孔，验证物探成果，估算空间采空区体积井采样进行岩土试验空间采空区体积井采样进行岩土试验 定位观测：详勘时，如能通过收集资料、测绘、勘探寸查明采定位观测：详勘时，如能通过

72、收集资料、测绘、勘探寸查明采空区的基本特征和变形规律，可不进行定位观测，否则应进行定空区的基本特征和变形规律，可不进行定位观测，否则应进行定位观测工作。位观测工作。公路工程公路工程地质勘察规地质勘察规范范 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.可行性研究勘察阶段可行性研究勘察阶段 地质和采矿调查、测绘及收集资料的内容包括：地质和采矿调查、测绘及收集资料的内容包括： 收集区域和矿区的地质图或地形地质图、综合地质柱状图、勘探线剖面图、收集区域和矿区的地质图或地形地质图、综合地质柱状图、勘探线剖面图、采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、

73、沉降观测等有关资料。采掘工程平面图及井上下对照图、地质勘探报告、沉降观测等有关资料。 调调查勘察范围内的交通、气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特查勘察范围内的交通、气象、水文、地形地貌、地震、地层岩性、地质构造特征等。征等。 调查勘察区内采空区（空洞）的分布及开采时间、范围、深度、采厚、调查勘察区内采空区（空洞）的分布及开采时间、范围、深度、采厚、开采方法、采取率、顶板岩性、厚度、顶板管理方法及远景开采规划等。开采方法、采取率、顶板岩性、厚度、顶板管理方法及远景开采规划等。 调调查或收集采空区及其附近矿区、供水井的抽排水状况及其对采空区稳定性的影查或收集采空区及其附近矿区、供水井

74、的抽排水状况及其对采空区稳定性的影响；同时了解采空区范围内地表水、地下水的水质类型、补给、排泄方式等。响；同时了解采空区范围内地表水、地下水的水质类型、补给、排泄方式等。 在小煤窑（矿）分布区进行地质、采矿调查时，在有条件的地方宜进行井下在小煤窑（矿）分布区进行地质、采矿调查时，在有条件的地方宜进行井下调查、测量、测绘出采掘工程平面图，查明采空区的顶板塌陷及积水情况等。调查、测量、测绘出采掘工程平面图，查明采空区的顶板塌陷及积水情况等。 调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的调查采空区覆岩破坏、地表陷落、建筑物破坏特征及其与采空区开采边界的关系，划分出中间区和边缘区

75、。关系，划分出中间区和边缘区。 调查由于地表塌陷而引起的其它不良地质现调查由于地表塌陷而引起的其它不良地质现象类型、分布位置和规模等。象类型、分布位置和规模等。 定性或半定量地初步评价采空区的稳定性。定性或半定量地初步评价采空区的稳定性。 当难以确定采空区的分布与埋深时，应布置适量的物探和必要的钻探工作。当难以确定采空区的分布与埋深时，应布置适量的物探和必要的钻探工作。公路采空区公路采空区(空洞空洞)勘察与治理手册勘察与治理手册 勘察阶段勘察阶段 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 2.初步设计勘察阶段初步设计勘察阶段 本阶段勘察应以现场地

76、质和采矿调查、测绘和物探本阶段勘察应以现场地质和采矿调查、测绘和物探 工作方法为主，工作方法为主，辅之以钻探工作及简易水文地质观测试验，必要时进行地表变形观测。辅之以钻探工作及简易水文地质观测试验，必要时进行地表变形观测。 本阶段应进一步收集地质、采矿资料，并通过地质调查、物探、钻本阶段应进一步收集地质、采矿资料，并通过地质调查、物探、钻探、沉降观测、简易抽水试验等综合勘察手段，初步查明采空区（空洞）探、沉降观测、简易抽水试验等综合勘察手段，初步查明采空区（空洞）的工程地质条件，水文地质条件，采空区（空洞）的范围、埋深、形状、的工程地质条件，水文地质条件，采空区（空洞）的范围、埋深、形状、充填

77、、冒落情况，开采层数及剩余沉降量，三带界限，地表塌陷等情况，充填、冒落情况，开采层数及剩余沉降量，三带界限，地表塌陷等情况，为确定采空区（空洞）治理方案提供依据。为确定采空区（空洞）治理方案提供依据。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.施工图设计勘察阶段施工图设计勘察阶段 本阶段采空区（空洞）勘察应以钻探工作为主，辅之以必须的补充物本阶段采空区（空洞）勘察应以钻探工作为主，辅之以必须的补充物探及调查测绘工作。其工作程度及内容包括：探及调查测绘工作。其工作程度及内容包括： 查明初勘阶段尚未查明查明初勘阶段尚未查明或有疑点的工程地质问题；或

78、有疑点的工程地质问题； 确定采空区地表变形范围、变形量大小及确定采空区地表变形范围、变形量大小及其变化规律，分析采空区沉降变形发展趋势，研究地表变形与采空区、区其变化规律，分析采空区沉降变形发展趋势，研究地表变形与采空区、区域地质构造、开采边界、采煤工作面推进方向的关系，确定其对公路工程域地质构造、开采边界、采煤工作面推进方向的关系，确定其对公路工程的危害程度；的危害程度； 查明采空区近旁的矿井或供水井的抽排水的时间、水量、查明采空区近旁的矿井或供水井的抽排水的时间、水量、水质、地下水位变幅和影响半径及其对采空区的稳定性、治理工程的影响；水质、地下水位变幅和影响半径及其对采空区的稳定性、治理工

79、程的影响； 修正、完善采空区及其覆岩的三维地质构造模型覆岩破坏的修正、完善采空区及其覆岩的三维地质构造模型覆岩破坏的“三带三带”界限，核实采空区的剩余空隙体积；界限，核实采空区的剩余空隙体积； 补充收集、核实煤矿及其每个工补充收集、核实煤矿及其每个工作面的回采时间、采出率、采煤方法及顶板管理方法；作面的回采时间、采出率、采煤方法及顶板管理方法； 查明路线影响查明路线影响范围内小煤矿的分布、采深、采厚及正在采煤的小煤矿确切位置、产量、范围内小煤矿的分布、采深、采厚及正在采煤的小煤矿确切位置、产量、采煤方法等；采煤方法等； 查清地表塌陷范围、破坏形式、发展趋势等；查清地表塌陷范围、破坏形式、发展趋

80、势等； 调查、调查、计算并核准拟建公路路基影响范围内的压煤数量；计算并核准拟建公路路基影响范围内的压煤数量； 评价采空区的稳定评价采空区的稳定性，确定采空区的治理方案；性，确定采空区的治理方案； 测绘路线影响范围内采空区工程地质平测绘路线影响范围内采空区工程地质平面图（比例尺面图（比例尺1 10001 2000）及工程地质纵、横断面（剖面）图等。）及工程地质纵、横断面（剖面）图等。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.1.勘察范围勘察范围勘察范围勘察范围 在公路路线纵向上，各阶段的勘察范围不得小于采空区地表变形盆地的在公路路线纵向上，各阶

81、段的勘察范围不得小于采空区地表变形盆地的在公路路线纵向上，各阶段的勘察范围不得小于采空区地表变形盆地的在公路路线纵向上，各阶段的勘察范围不得小于采空区地表变形盆地的范围；在横向上可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段的勘察宽范围；在横向上可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段的勘察宽范围；在横向上可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段的勘察宽范围；在横向上可行性研究阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段的勘察宽度分别由公路路基中心线向两侧水平横向各外延度分别由公路路基中心线向两侧水平横向各外延度分别由公路路基中心线向两侧水平横向各外延度分别由公路路基中心线向两侧水平横向各外延50

82、05001000m1000m、200200500m500m、100100300m300m。考虑到选线需要，在地质条件复杂或重要构筑物路段应再向外。考虑到选线需要，在地质条件复杂或重要构筑物路段应再向外。考虑到选线需要，在地质条件复杂或重要构筑物路段应再向外。考虑到选线需要，在地质条件复杂或重要构筑物路段应再向外延。各阶段勘察最小宽度应按下列公式计算。延。各阶段勘察最小宽度应按下列公式计算。延。各阶段勘察最小宽度应按下列公式计算。延。各阶段勘察最小宽度应按下列公式计算。 倾斜岩层时路线与岩层走向平行或斜交：倾斜岩层时路线与岩层走向平行或斜交：倾斜岩层时路线与岩层走向平行或斜交：倾斜岩层时路线与岩

83、层走向平行或斜交： L=D+2B+L=D+2B+（2hctg2hctg +H+H下下下下ctgctg + H+ H上上上上ctgctgr r ） 水平岩层时：水平岩层时：水平岩层时：水平岩层时： L=D+2B+2L=D+2B+2（hctghctg +Hctg+Hctg ）。）。）。）。 倾斜岩层且路线与岩层走向垂直时，路线上每点宽度按水平岩层计算。倾斜岩层且路线与岩层走向垂直时，路线上每点宽度按水平岩层计算。倾斜岩层且路线与岩层走向垂直时，路线上每点宽度按水平岩层计算。倾斜岩层且路线与岩层走向垂直时，路线上每点宽度按水平岩层计算。式中：式中：式中：式中： L L垂直公路轴线的水平方向宽度（垂直

84、公路轴线的水平方向宽度（垂直公路轴线的水平方向宽度（垂直公路轴线的水平方向宽度（mm）D D公路路基底面宽度公路路基底面宽度公路路基底面宽度公路路基底面宽度（mm）B B路基围护带一侧的宽度（一般为路基围护带一侧的宽度（一般为路基围护带一侧的宽度（一般为路基围护带一侧的宽度（一般为10m10m） h h松散层厚度（松散层厚度（松散层厚度（松散层厚度（mm）H H上上上上采空区上覆基岩厚度（采空区上覆基岩厚度（采空区上覆基岩厚度（采空区上覆基岩厚度（mm） 松散层移动角松散层移动角松散层移动角松散层移动角()() 走向方向采空区上走向方向采空区上走向方向采空区上走向方向采空区上覆基岩移动角覆基岩

85、移动角覆基岩移动角覆基岩移动角()() 下山方向采空区上覆基岩移动角下山方向采空区上覆基岩移动角下山方向采空区上覆基岩移动角下山方向采空区上覆基岩移动角()()r r 上山方向上山方向上山方向上山方向采空区上覆基岩移动角采空区上覆基岩移动角采空区上覆基岩移动角采空区上覆基岩移动角()()勘察范围及深度勘察范围及深度 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 2.勘探深度勘探深度 对于单层采空区，各阶段的勘探深度不得小于采空区底对于单层采空区，各阶段的勘探深度不得小于采空区底板以下板以下3m；对于多层采空区，各阶段勘探深度不得小于最下层；对于多层采

86、空区，各阶段勘探深度不得小于最下层采空区底板以下采空区底板以下3m。 勘探工作深度大于采空区底板以下勘探工作深度大于采空区底板以下3m是为了防止采空区是为了防止采空区之下有大型石灰岩溶洞或软弱、溶蚀性夹层存在。之下有大型石灰岩溶洞或软弱、溶蚀性夹层存在。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （1）区域地质背景调查（）区域地质背景调查（2）工程地质调查（）工程地质调查（3）水文地质调查）水文地质调查 （4）采矿调查）采矿调查 调查区内及周边矿区的开采时间、开采方法、规模、采取率、采调查区内及周边矿区的开采时间、开采方法、规模、采取率、采空区面积

87、、位置和地表变形等特征；空区面积、位置和地表变形等特征； 搜集矿山开采的有关图件，重点搜集矿山开采的有关图件，重点是矿区井上、下对照图、采掘工程平面图，覆岩厚度等值线图等；在是矿区井上、下对照图、采掘工程平面图，覆岩厚度等值线图等；在井下条件允许的情况下，进行井下调查和实测，建立矿区井上下对照井下条件允许的情况下，进行井下调查和实测，建立矿区井上下对照图。图。 （5）采空区调查）采空区调查采空区调查包括采矿情况调查、采空区踏勘测量、矿井下测量、采空区调查包括采矿情况调查、采空区踏勘测量、矿井下测量、地表变形观测、地面建筑物破坏情况调查等。地表变形观测、地面建筑物破坏情况调查等。 （6）工程地质

88、测绘）工程地质测绘 工程地质测绘主要内容是收集采空区地形地质图、矿区变形观测工程地质测绘主要内容是收集采空区地形地质图、矿区变形观测及有关地质图件等资料，野外考察、调查访问、追踪调查、地表揭露及有关地质图件等资料，野外考察、调查访问、追踪调查、地表揭露及工区大比例地形图测绘等。及工区大比例地形图测绘等。工程地质调查与测绘工程地质调查与测绘 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论工程地质调查与测绘预期达到以下结果：工程地质调查与测绘预期达到以下结果：（1）形成对采空区的总体认识；（2）明确主要工程地质问题；（3）初步建立起采空区的工程地质结构模型

89、；（4）地面及其建筑物变形破坏特征。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （1）电法勘探）电法勘探 电法勘探的主要方法有：高密度电法、电测深法、电剖面法、电法勘探的主要方法有：高密度电法、电测深法、电剖面法、中间梯度法、电阻率测井等，在这几种方法中以高密度电法和电中间梯度法、电阻率测井等，在这几种方法中以高密度电法和电测深法在采空区勘察中较为常用。高密度电法勘探布线的原则应测深法在采空区勘察中较为常用。高密度电法勘探布线的原则应平行和垂直路线，探测点的布置应按照采空区的复杂程度和工程平行和垂直路线，探测点的布置应按照采空区的复杂程度和工程要求

90、布置，线距宜取要求布置，线距宜取2040m，点距宜取，点距宜取1020m。探测点应留。探测点应留35%的质量检查点，重点检查采空异常区，检查点应均匀分布。的质量检查点，重点检查采空异常区，检查点应均匀分布。 （2）地震勘探）地震勘探 浅层地震勘察技术在探测地下采空区方面正发展为一种成熟浅层地震勘察技术在探测地下采空区方面正发展为一种成熟的方法，并且已成功的应用于许多工程实践，常采用的方法有折的方法，并且已成功的应用于许多工程实践，常采用的方法有折射波法、反射波法、地震层析法和面波法。射波法、反射波法、地震层析法和面波法。工程物探工程物探 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳

91、定性评价与勘察设计相关问题的讨论 （3）电磁勘探）电磁勘探 电磁勘探包括了瞬变电磁勘探、地质雷达和井间无线电透视电磁勘探包括了瞬变电磁勘探、地质雷达和井间无线电透视（井间（井间CT）等。其中以瞬变电磁法和地质雷达较为常用。）等。其中以瞬变电磁法和地质雷达较为常用。 （4）微重力勘探）微重力勘探 在勘察区内以在勘察区内以5m5m的间距布点。每的间距布点。每4小时对基点观测一次。小时对基点观测一次。使用高精度的拉克斯特使用高精度的拉克斯特D型重力仪。对所观测资料进行常规校正。型重力仪。对所观测资料进行常规校正。在一系列异常分离之后，根椐布格重力异常图、剩余重力异常图在一系列异常分离之后，根椐布格重

92、力异常图、剩余重力异常图和重力异常图、重力二阶垂直导数异常图划分出异常区。和重力异常图、重力二阶垂直导数异常图划分出异常区。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论物探工作预期达到以下结果及其要求：物探工作预期达到以下结果及其要求：（1）对物探成果解释判译时，应考虑多解多解性性，区分有用信息与干扰信号；（2）应采用多种方法进行综合探测多种方法进行综合探测，进行综合判译，并应有已知物探参数或一定数量的钻孔验证钻孔验证；（3）工地质、岩土工程、物探工程师密切配合，制定分析方案。应以地质工程师地质工程师为主导。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨

93、论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 钻钻探探是是为为了了详详细细查查明明路路基基影影响响带带范范围围内内采采空空区区（空空洞洞）及及其其三三带带分分布布情情况况，详详细细查查明明路路基基受受力力范范围围内内由由于于采采空空区区（空空洞洞）的的影影响响，造造成成的的地地层层结结构构破破坏坏及及岩岩土土工工程程性性质质变变化化，补补充充查查明明初初勘勘阶阶段段未未查查明明又又必必须须查查明明的的问问题题，为为路路基基施施工工图图设设计计及及防防护护工工程程施施工工图图设设计计提提供供地地质质依依据据。钻钻孔孔布布置置应应考考虑虑以以下下几几个个因因素素：a初初勘勘阶阶段段对对勘勘察察区

94、区了了解解的的程程度度。若若初初勘勘阶阶段段已已查查明明的的采采空空区区（空空洞洞）分分布布情情况况，钻钻孔孔应应布布置置在在采采空空区区（空空洞洞）分分布布范范围围的的边边缘缘附附近近，以以便便进进行行边边界界控控制制和和验验证证；b钻钻孔孔必必须须结结合合路路基基位位置置及及防防护护工工程程位位置置布布置置；c场场地地复复杂杂，钻钻孔孔应应相相应应加加密密；d特特大大型型桥桥、隧隧道道等等范范围围内内要要增增加加技技术性钻孔数量，技术性钻孔要占总钻孔数的一半。术性钻孔数量，技术性钻孔要占总钻孔数的一半。工程钻探工程钻探 场地复杂程度简单一般复杂钻孔间距（m）407030502040公路采空

95、区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论第一章第一章第一章第一章 煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术煤矿采空区勘察技术采空区钻探工程除了满足一般工程地质地层描述的要求外，要重点注意采空区及其“三带”的识别。（1）掉钻、卡钻、埋钻情况；（2）进尺快慢、孔口吸风、有瓦斯气体；（3）冲洗液消耗与漏失情况；（4）岩芯完整程度；跨落带的判别一般依据： 钻探冲洗液消耗量超过10m3/h，或突然全部漏失； 岩取芯困难，RQD小于15； 发生突然掉钻、卡钻等钻探事故； 孔口发生吸风现象。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价

96、与勘察设计相关问题的讨论 1室内试验室内试验 钻孔内取样的目的是确定岩性特征；确定岩石的物理力学性质；钻孔内取样的目的是确定岩性特征；确定岩石的物理力学性质；利用试验得到的参数分析研究覆岩的稳定性，为施工图设计提供利用试验得到的参数分析研究覆岩的稳定性，为施工图设计提供必要的参数。无论埋深多少，都必须对采空区的顶板取样，确定必要的参数。无论埋深多少，都必须对采空区的顶板取样，确定其物理力学性质。在钻孔中取得的试样必须按规定包装，及时送其物理力学性质。在钻孔中取得的试样必须按规定包装，及时送到试验室进行试验，随工程项目不同试验内容也有差别。到试验室进行试验，随工程项目不同试验内容也有差别。 2原

97、位测试原位测试 在钻孔中用旁压仪（钻孔膨胀计）可以测定岩体的静态变形模在钻孔中用旁压仪（钻孔膨胀计）可以测定岩体的静态变形模量和强度参数，钻孔中进行纵波速度和横波速度的测试都有重要量和强度参数，钻孔中进行纵波速度和横波速度的测试都有重要价值。纵波速度可以用于判别岩层的完整性，横波速度可以用于价值。纵波速度可以用于判别岩层的完整性，横波速度可以用于场地岩土类型的划分。在井下尚可作地质雷达测试及钻孔内的注场地岩土类型的划分。在井下尚可作地质雷达测试及钻孔内的注水试验、压水试验和灌浆试验等，这都是与地下采空空洞的治理水试验、压水试验和灌浆试验等，这都是与地下采空空洞的治理有关的试验项目。有关的试验项

98、目。室内试验及原位测试室内试验及原位测试 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 垂直位移测量中变形点的高程误差为垂直位移测量中变形点的高程误差为1.0mm，相邻变形点的高差误，相邻变形点的高差误差为差为0.5mm，水平位移测量中变形点的点位误差为，水平位移测量中变形点的点位误差为6.0mm。采空区地。采空区地面变形观测的项目一般为高程和坐标，如有特殊要求，可适当增加或减少面变形观测的项目一般为高程和坐标，如有特殊要求，可适当增加或减少观测项目。观测项目。 a观测线的布置应综合考虑矿层走向及上覆地层产状、开采方法、公观测线的布置应综合考虑矿层走

99、向及上覆地层产状、开采方法、公路走向及轴向位置，其长度应超过移动盆地的范围。路走向及轴向位置，其长度应超过移动盆地的范围。 b观测线上观测点应等间距布置，间距可根据下伏采空区埋深。观测线上观测点应等间距布置，间距可根据下伏采空区埋深。 c观测周期可根据地表变形速度按下式计算：观测周期可根据地表变形速度按下式计算： t= 式中：式中： t观测周期（月）；观测周期（月）； n水准测量平均误差（水准测量平均误差（mm）；）； s地表变形的月下沉量（地表变形的月下沉量（mm/月）；月）； k系数（一般取系数（一般取23）。）。 d在观测地表变形的同时，应观测地表裂缝、陷坑、台阶的发展和建在观测地表变形

100、的同时，应观测地表裂缝、陷坑、台阶的发展和建筑物的变形情况。筑物的变形情况。地表变形观测地表变形观测 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论煤科总院西安院煤科总院西安院 刘天林刘天林 研究员研究员 电话：电话：1399285929813992859298 观测资料整理：观测资料整理： 绘制下沉曲线图，下沉等值线图，水平变形分布图。绘制下沉曲线图，下沉等值线图，水平变形分布图。 根据有关变形值，划分地表变形区的范围。如根据建筑物根据有关变形值，划分地表变形区的范围。如根据建筑物对地表变形区的容许极限值，确定移动区范围（内边缘区），根据对地表变形

101、区的容许极限值，确定移动区范围（内边缘区），根据地表下沉地表下沉10mm 10mm 的下沉值，确定轻微变形区，即移动盆地的范围。的下沉值，确定轻微变形区，即移动盆地的范围。 计算盆地内有关地点的地表下沉值、倾斜值、曲率、水平移计算盆地内有关地点的地表下沉值、倾斜值、曲率、水平移动值和水平变形值。动值和水平变形值。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论接收委托现场踏勘、编制勘察技术大纲工程地质调查与测绘地球物理勘探钻孔探查验证地表位移监测 岩土体物理力学性质测试建立采空区三维工程地质模型地表残余变形量预计残余空洞估算稳定性评价危害性评价及防治措施

102、建议采空区失稳与破坏模式分析煤矿采采空空区区勘勘察察技技术术路路线线公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论1 前言（项目由来、目的、任务、规范规程、勘察工作综述）2 建设工程概况3 勘查区的工程地质条件（气象水文、地形地貌、地层岩性、 构造与地震、水文地质条件、人类工程活动）4 采空区工程地质勘察（工程地质测绘、物探、钻探、测试）5 采空区稳定性评价（剩余空隙体积和残余变形量估算、 稳定性计算）6 采空区稳定性分区及评价7 采空区对拟建工程的危害程度评价8 采空区治理措施建议9 结论及存在问题 煤矿采空区工程地质勘察报告编写提纲煤矿采空区工程地

103、质勘察报告编写提纲公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论附图：1）采空区勘查工程量平面布置图 1/100020002）采空区井上下对照图 1/100020003）建设工程场地平面布置图 1/100020004）采空区物探成果图 1/100020005）采空区钻孔柱状图 1/2005006）采空区平面、断面分布图 1/100020007）剩余变形量预测成果图 1/100020008）采空区稳定性分区图 1/100020009）采空区治理范围图 1/10002000附表：1）钻探成果表；2）岩土试验成果表；3）采矿情况调查表。 煤矿采空区工程地质勘

104、察报告编写提纲煤矿采空区工程地质勘察报告编写提纲公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论实例公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论几点认识地质采矿调查工作应仔细；物探工作应采用二种以上的组合形式进行；钻探工程不宜太少；与拟建工程的性质相关，稳定性分区应慎重。对于保安煤柱，采用边界角进行计算；对于采空区采用移动角进行计算。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区工程地采空区工程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空

105、区注浆施工与质量控制采空区注浆施工与质量控制及其检测标准及其检测标准采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容123456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论5 5对公路穿越采空区处治设计的认识对公路穿越采空区处治设计的认识治理原则、治理治理原则、治理范围及方法选择范围及方法选择 公路采空区允许地表移动变形值：公路采空区允许地表移动变形值： 目前国内外对公路采空区地表（或地基）允许变形值尚未做过专门的目前国内外对公路采

106、空区地表（或地基）允许变形值尚未做过专门的深入研究。根据国内外一般建筑物（主要是房屋）对地下采动影响允许变深入研究。根据国内外一般建筑物（主要是房屋）对地下采动影响允许变形值的有关规定，选取下列移动变形值作为公路采空区地表的允许变形值：形值的有关规定，选取下列移动变形值作为公路采空区地表的允许变形值： 1. 水平长度允许变形值，简称水平变形（）：水平长度允许变形值，简称水平变形（）： 2.0（mm/m）；）； 2. 垂直剖面允许变形值，包括倾斜（垂直剖面允许变形值，包括倾斜（i）和曲率（）和曲率（k）：）： i3.0（10-3/m）；）； k0.2（mm/m）。）。 上述公路采空区地表允许变形

107、值与我国原煤炭工业部（局）颁发的上述公路采空区地表允许变形值与我国原煤炭工业部（局）颁发的建建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程规定的建筑物地规定的建筑物地表允许变形值相一致。表允许变形值相一致。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 公路工程的采空区地表容许变形值应满足下列的规定（建议）：1高速公路 倾斜: T3mmm 竖曲率: K0.210-3m 水平变形: +2mmm2公路桥涵 对于简支梁桥,桥位预计采空区地表下沉量与墩台完工后基础计算下沉量(基础最终下沉量与墩台施工期间下沉量

108、之差)之和不得大于容许量: 墩台均匀沉降量 20L(mm) 相邻墩台均匀沉降量之差 10 L (mm) L为相邻桥跨中较短跨的跨度(m),当L25m时,按25m计算。对于外静不定桥梁结构，其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值应根据沉降对结构产生的附加应力的影响而定。 5 5对公路穿越采空区处治设计的认识对公路穿越采空区处治设计的认识公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论5 5对公路穿越采空区处治设计的认识对公路穿越采空区处治设计的认识治理原则、治理治理原则、治理范围及方法选择范围及方法选择 治理原则治理原则 采空区治理的原则是根据工程的具体特点充分

109、考虑采空区的地基条采空区治理的原则是根据工程的具体特点充分考虑采空区的地基条件道路条件及施工条件，通过对待选的几种处治方法在技术上、经济上及件道路条件及施工条件，通过对待选的几种处治方法在技术上、经济上及施工进度等方面的综合比选，选择一个或几个技术上可行、经济上合理，施工进度等方面的综合比选，选择一个或几个技术上可行、经济上合理，又能满足施工进度要求的处治方法。又能满足施工进度要求的处治方法。 采空区注浆治理范围采空区注浆治理范围 1）采空区治理的长度）采空区治理的长度采空区（空洞）治理的长度为公路轴向上采空区（空洞）实际分布长度。采空区（空洞）治理的长度为公路轴向上采空区（空洞）实际分布长度

110、。当采空区煤层厚度较大，地表变形破坏严重，采空区治理长度应考虑增加当采空区煤层厚度较大，地表变形破坏严重，采空区治理长度应考虑增加覆岩移动角影响范围内的治理长度。覆岩移动角影响范围内的治理长度。 2）采空区治理的宽度）采空区治理的宽度采空区（空洞）治理的宽度由公路路基底层宽度、围护带宽度、采空区覆采空区（空洞）治理的宽度由公路路基底层宽度、围护带宽度、采空区覆岩影响宽度三部分构成。岩影响宽度三部分构成。 3）采空区治理的深度）采空区治理的深度采空区治理的深度原则上为地面至矿层底板采空区治理的深度原则上为地面至矿层底板3.0m处。处。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评

111、价与勘察设计相关问题的讨论 主要以注浆方法为主，其他方法为辅。主要以注浆方法为主，其他方法为辅。 注浆注浆治理方法的选择治理方法的选择 1）一般路段的采空区，可采用以充填为主的水泥粉煤灰注浆）一般路段的采空区，可采用以充填为主的水泥粉煤灰注浆法治理，其水泥用量不可大于法治理，其水泥用量不可大于20%； 2）桥涵下伏采空区路段采用以加固地基为主的水泥浆或水泥）桥涵下伏采空区路段采用以加固地基为主的水泥浆或水泥含量大于含量大于50%的水泥粉煤灰浆的注浆法治理，如是大桥基础需用的水泥粉煤灰浆的注浆法治理，如是大桥基础需用灌注桩或旋喷灌注桩对地基进行加固。灌注桩或旋喷灌注桩对地基进行加固。 3）高等级

112、公路下伏采空可用注浆法治理，二级以下公路不一）高等级公路下伏采空可用注浆法治理，二级以下公路不一定治理。定治理。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 注浆法是指用钻孔采用一定的压力，把水泥注浆法是指用钻孔采用一定的压力，把水泥粘土或粉煤灰混合料浆粘土或粉煤灰混合料浆液灌入地下采空区的垮落带和冒落带中，浆液以充填、渗透等方式，将松液灌入地下采空区的垮落带和冒落带中，浆液以充填、渗透等方式，将松散的岩块或裂隙胶结成一个结构稳定、强度大的散的岩块或裂隙胶结成一个结构稳定、强度大的“结石体结石体”整体或条带式、整体或条带式、墩台式结石体，从而保证采空

113、区上方覆岩的稳定性。根据注浆浆液的充填墩台式结石体，从而保证采空区上方覆岩的稳定性。根据注浆浆液的充填方式分为：全充填注浆法、条带式充填注浆法和墩台式充填注浆（或砼）方式分为：全充填注浆法、条带式充填注浆法和墩台式充填注浆（或砼）法。法。 注浆法主要适用于处理埋深较大、不具备洞下人工施工的采空区，注注浆法主要适用于处理埋深较大、不具备洞下人工施工的采空区，注浆治理范围的确定与采空区的分布、埋藏深度、上覆岩性及路基的类型浆治理范围的确定与采空区的分布、埋藏深度、上覆岩性及路基的类型(挖方、填方挖方、填方)因素有关，目前主要参照因素有关，目前主要参照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规

114、程建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（中华人民（中华人民共和国煤炭工业局制定共和国煤炭工业局制定 2000年）年）(水工建筑物水泥灌浆施工技术规范水工建筑物水泥灌浆施工技术规范DL/T5148-2001) 确定。确定。公路采空区公路采空区治理设计治理设计 采空区注浆方法采空区注浆方法公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问

115、题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区公路（纵向与地层走向一致时）横向治理宽度计算示意图 公路采空区公路采空区注浆治理设注浆治理设计计 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区公路（纵向与地层走向斜交时）横向治理宽度计算示意图公路采空区公路采空区注浆治理设注浆治理设计计 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1 钻孔布设 注浆孔（或帷幕孔）的排距、孔距一般经现场试验确定。注浆孔间距在2050m之间、帷幕孔间距在1030m之间，注浆浆液类型主要是水泥粉煤灰浆，重量比为1:

116、11:1.3之间，粉煤灰占固相重量的2030之间，少量工程实例采用水泥粘土浆液。 2 钻孔结构及技术要求 1）孔深 注浆孔或帷幕孔钻至采空区（或煤层）底板以下不应小于3m处。 2）孔径 钻孔开孔孔径宜控制在130150mm之间，经一次或二次变径后，终孔孔径不应小于91mm。当在注浆孔内投放骨料时，钻孔开孔孔径宜大于或等于150mm，终孔孔径宜大于或等于108mm。 3）变径 注浆孔和帷幕孔应进入完整基岩810m处变径。 3 注浆施工工艺 治理采空区，宜采用自上而下（简称下行式）的分段注浆法。该方法简单易行，而且工程质量好，其缺点是工期长。公路采空区公路采空区注浆治理设注浆治理设计计 公路采空区

117、稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论4浆液的浓度 应由稀到浓，逐级变换。浆液的水固比可采用5:1、3:1、2:1、1:1、0.8:1、0.7:1、0.6:1等七个浓度比级。 5浆液中水泥用量 水泥在固相中的比例，应依据对浆液结石体强度的要求，通过室内或试验段的试验结果确定。 在以往的工程实践中，京福国道徐州东段富水条件下注浆浆液中水泥用量为固相总重量的30%；在河南晋焦线富水条件下注浆浆液中水泥用量为固相总重量的25%；在山西太旧线、晋焦线等无水或半充填条件下注浆浆液中水泥用量为固相总重量的1525%。综合上述工程质量检测结果：一般不宜小于30%。6注

118、浆结束标准 注浆采用全孔一次注浆时，在达到规定（设计）的压力下，单位吸浆量小于或等于50L/min，并稳定15min以上，可结束该孔的注浆。采用自上而下分段注浆法时，在达到规定压力下，单位吸浆量（或单位时间注入浆量）小于或等于50L/min，并稳定15min以上，可结束该受注段的注浆。公路采空区公路采空区注浆治理设注浆治理设计计 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论注浆孔剖面图 郑少高速公路采空区治理工程郑少高速公路采空区治理工程注浆孔布置平面图设计实例设计实例 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问

119、题的讨论 2.浆砌方法浆砌方法 砂浆中所用水泥、砂、水等材料的质量标准宜符合混凝土工程相应材料的质砂浆中所用水泥、砂、水等材料的质量标准宜符合混凝土工程相应材料的质量标准。量标准。 砂浆中所用砂，宜采用中砂或粗砂，当缺乏中砂及粗砂时，在适当增加水泥砂浆中所用砂，宜采用中砂或粗砂，当缺乏中砂及粗砂时，在适当增加水泥用量的基础上，也可采用细砂。砂的最大粒径，当用于砌筑片石时，不宜超过用量的基础上，也可采用细砂。砂的最大粒径，当用于砌筑片石时，不宜超过5mm；当用于砌筑块石、粗料石时，不宜超过；当用于砌筑块石、粗料石时，不宜超过2.5mm。如砂的含泥量达不到混。如砂的含泥量达不到混凝土用砂的标准，当

120、砂浆强度等级大于或等于凝土用砂的标准，当砂浆强度等级大于或等于M5时，可不超过时，可不超过5，小于，小于M5时时可不超过可不超过7。采空区非注浆方法采空区非注浆方法 1.干砌方法干砌方法 石料应符合设计规定的类别和强度，石质应均匀、不易风化、石料应符合设计规定的类别和强度，石质应均匀、不易风化、无裂纹。石料强度、试件规格及换算应符合设计要求，石料强度无裂纹。石料强度、试件规格及换算应符合设计要求，石料强度的测定应按现行的测定应按现行公路工程石料试验规程公路工程石料试验规程(JTJ054)执行。施工执行。施工时应注意通风安全。时应注意通风安全。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空

121、区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.开挖回填方法开挖回填方法 开挖回填方法中的石料强度、试件规格及换算应符合设计要开挖回填方法中的石料强度、试件规格及换算应符合设计要求，石料强度的测定应按现行求，石料强度的测定应按现行公路工程石料试验规程公路工程石料试验规程(JTJ054)执行。采用浆砌方法时，砂浆强度等级大于或等于执行。采用浆砌方法时，砂浆强度等级大于或等于M5。桥跨采空区方法桥跨采空区方法 桥跨采空区方案是将桩基放在采空区下部的稳定地层之上，桥跨采空区方案是将桩基放在采空区下部的稳定地层之上，采用桥的方式通过采空区地区，该方法主要适用于煤层开采采用桥的方式通过采空区地区，该方法主要适

122、用于煤层开采规模较小、开采深度几规模较小、开采深度几m至几十至几十m的采空区。该方法主要是的采空区。该方法主要是桩基相对深度大，施工困难，工程费用大。桩基相对深度大，施工困难，工程费用大。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 土工格室设计多采用土工格室设计多采用TGLG-100-400-1.0土工格室，其技术参土工格室，其技术参数按照数按照GB/T19274-2003要求，土工格室高度为要求，土工格室高度为100mm，焊接间距，焊接间距400mm，要求片材厚度，要求片材厚度1.0mm，焊点剥离强度应，焊点剥离强度应100N/cm，格，格室片屈

123、服强度室片屈服强度20MPa。格室内充填物及其上部垫层为砂砾或碎石，。格室内充填物及其上部垫层为砂砾或碎石，上垫层厚度为上垫层厚度为20cm，砂砾或碎石最大粒径应小于，砂砾或碎石最大粒径应小于6cm，碎石可采，碎石可采用当地挖方碎石。用当地挖方碎石。 公路修建后维修方案是指在采空区路段可考虑先修建高速公路，公路修建后维修方案是指在采空区路段可考虑先修建高速公路，然后在运营期间，对该路段进行维修，该方案一般适用于采空区治然后在运营期间，对该路段进行维修，该方案一般适用于采空区治理工程投资占公路工程投资比例较大或一、二级公路的情况。理工程投资占公路工程投资比例较大或一、二级公路的情况。采空区路基底

124、层铺设土工格栅方法采空区路基底层铺设土工格栅方法 公路运营后维修方法公路运营后维修方法 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 对注浆结石体的试验表明，注浆结石体的强度大于一般煤层的对注浆结石体的试验表明，注浆结石体的强度大于一般煤层的强度，因此可以将充填区域看成是条带开采，将未充填区看成是开强度，因此可以将充填区域看成是条带开采，将未充填区看成是开采区域，其开采厚度等于未下沉的空间，即残余空间。采区域，其开采厚度等于未下沉的空间，即残余空间。 （1）条带开采宽度为开采深度的）条带开采宽度为开采深度的1/41/10，一般在，一般在1/61/8之

125、间；之间； （2）条带开采的采出率一般为）条带开采的采出率一般为4060%，大多数在，大多数在50%，即留设，即留设宽度也应为开采深度的宽度也应为开采深度的1/41/10。 注浆充填的目的是保证老采空区产生的残余移动小于地面建注浆充填的目的是保证老采空区产生的残余移动小于地面建（构）筑物的临界变形值。采用高浓度的水、土（砂）、石灰和水（构）筑物的临界变形值。采用高浓度的水、土（砂）、石灰和水泥浆液，形成膏状浆体对采空区进行充填，从而保证地面建（构）泥浆液，形成膏状浆体对采空区进行充填，从而保证地面建（构）筑物的安全。筑物的安全。 采空区带状注浆方法采空区带状注浆方法 采空区膏状浆体注浆方法采空

126、区膏状浆体注浆方法未来可能未来可能解决的方解决的方法法公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 注浆时注浆时,宜采用直径宜采用直径50mm钢管作为注浆管，将注浆管沿竖钢管作为注浆管，将注浆管沿竖井或斜井布设在其底部，以自重形式进行注浆。注浆结束后，对井或斜井布设在其底部，以自重形式进行注浆。注浆结束后，对竖井或斜井分层回填，宜采用粗骨料与注浆液在地面混合后，置竖井或斜井分层回填，宜采用粗骨料与注浆液在地面混合后，置于竖井或斜井中，分层厚度于竖井或斜井中，分层厚度510m。注浆液与粗骨料的比例宜控。注浆液与粗骨料的比例宜控制在制在1 51 3之间。

127、之间。 注浆结束后，对竖井或斜井分层回填，宜采用粗骨料与注浆液注浆结束后，对竖井或斜井分层回填，宜采用粗骨料与注浆液在地面混合后，置于竖井或斜井中，分层厚度在地面混合后，置于竖井或斜井中，分层厚度510m。注浆液与。注浆液与粗骨料的比例宜控制在粗骨料的比例宜控制在1 51 3之间。之间。地面治理地面治理方法设计方法设计地面竖井和斜井地面竖井和斜井 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 对于宽度对于宽度10cm以上的地面裂缝，在注浆施工完成后，宜采以上的地面裂缝，在注浆施工完成后，宜采用开挖回填方法治理。开挖宽度和长度宜按该地面裂缝实际宽度用开

128、挖回填方法治理。开挖宽度和长度宜按该地面裂缝实际宽度和长度与两侧各加和长度与两侧各加1m之和来考虑，开挖的深度应之和来考虑，开挖的深度应1m。开挖后宜。开挖后宜采用灰土或素土分层回填夯实，其具体技术要求参照采用灰土或素土分层回填夯实，其具体技术要求参照公路路基公路路基施工技术规范施工技术规范(JTJ033-95)相关规定执行。相关规定执行。 回填土层的密实度应满足设计要求。回填土层的密实度应满足设计要求。地面沉陷坑和裂缝地面沉陷坑和裂缝 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 阻浆墙的位置宜设置在采空区治理范围边界处，且与现采阻浆墙的位置宜设置

129、在采空区治理范围边界处，且与现采区相连的主要巷道。阻浆墙设计原则上在一处宜设计两道阻浆区相连的主要巷道。阻浆墙设计原则上在一处宜设计两道阻浆墙，两者距离宜为墙，两者距离宜为5m。两道阻浆墙之间的空巷仍采用分层干砌。两道阻浆墙之间的空巷仍采用分层干砌治理。阻浆墙宜采用与井下巷道形状相似的断面，其四周嵌入治理。阻浆墙宜采用与井下巷道形状相似的断面，其四周嵌入围岩宜为围岩宜为0.51.0m深。砂浆为深。砂浆为M7.5M10。井下空巷井下空巷 井下治理工程井下治理工程 对于采空区治理范围内尚未塌陷的空巷，宜采用井下片石对于采空区治理范围内尚未塌陷的空巷，宜采用井下片石分层干砌回填。分层干砌回填。井下阻

130、浆墙井下阻浆墙 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 临时水仓的位置宜设置在采空区治理范围边界附近地段。临时水仓宜因临时水仓的位置宜设置在采空区治理范围边界附近地段。临时水仓宜因地制宜，可依据巷道底面标高的情况，尽量利用废弃巷道。如无可使用的废弃地制宜，可依据巷道底面标高的情况，尽量利用废弃巷道。如无可使用的废弃巷道，可依据地层岩性、地层走向、采矿特征布设临时水仓。巷道，可依据地层岩性、地层走向、采矿特征布设临时水仓。 在采空区治理边界外侧，因地制宜，在巷道中宜开挖小的临时截水沟，截在采空区治理边界外侧，因地制宜，在巷道中宜开挖小的临时截水沟

131、，截水沟的坡度应依据巷道底面标高确定，保证在注浆时渗出的水排入临时水仓中。水沟的坡度应依据巷道底面标高确定，保证在注浆时渗出的水排入临时水仓中。 在临时水仓出口部位应布设一吸水小井，吸水小井的大小应能放入水泵，在临时水仓出口部位应布设一吸水小井，吸水小井的大小应能放入水泵，并且水泵能正常运转。并且水泵能正常运转。 对于排水距离较长或扬程较大的矿山，可考虑两级或三级临时水仓和排水对于排水距离较长或扬程较大的矿山，可考虑两级或三级临时水仓和排水措施。其设计要点同前。措施。其设计要点同前。 临时水仓中的注浆水宜排出地表。临时水仓中的注浆水宜排出地表。井下临时水仓和排水设施井下临时水仓和排水设施 公路

132、采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论对设计工作的几点认识勘察资料要详细（图、表以及计算参数等）对注浆工艺与要求熟悉对试验工程的重视熟悉概预算公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区工程地采空区工程地质条件分析质条件分析公路下伏采空公路下伏采空区研究现状区研究现状采空区施工与质量控制采空区施工与质量控制及其检测讨论及其检测讨论采空区稳定性评采空区稳定性评价方法分析价方法分析对公路穿越采空区对公路穿越采空区处治设计的认识处治设计的认识对采空区勘察对采空区勘察工作的认识工作的认识主要主要内容内容12

133、3456公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论6 6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论6.1采空区治理工程施工 1、采空区治理工程施工准备 2、采空区治理工程施工工艺流程 3、采空区治理工程施工6.2采空区治理工程质量检测 1、采空区治理工程质量检测时间 2、采空区治理工程质量检测技术方法 3、采空区治理工程质量评价标准 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区（空洞）勘察与治理手册，2005年9月，山西省交通厅水工建筑物水泥施工技术规范（SL62-94），1994

134、年，水力水电部。注浆技术规程（YSJ211-92和YBJ44-92），1993年冶金工业部。公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.采空区治理工程施工准备 1.1 人员准备人员准备 1）按规定要求组建施工项目经理部。2）根据施工需要，配备工程地质、水文地质、钻探、试验测试、 工程计量、安全、机械、计划、财务等相关技术人员。3）特殊工种人员，必须持证上岗（电工、焊工、铲车驾驶员等）。 4）参与工程的施工人员须进行岗前培训，掌握必要的施工技术技能，合格后方能上岗。5）用送检合格的材料，按设计要求进行浆液配合比试验，确定注浆浆液的各项目性能指标。

135、 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.采空区治理工程施工准备 1.2 技术准备技术准备 1）现场踏勘，了解项目区地形、地貌、地质、施工条件、材料供给、水电路等概况。2）阅读设计文件，熟悉施工工艺，掌握施工要点；核对设计施工工程量，检查有无工程量遗漏的项目。 3）组织技术人员对施工工艺的可行性进行讨论，对疑点、难点向设计方提出书面性的会审意见。 4）考查当地施工材料并取样送检。 5）用送检合格的材料，按设计要求进行浆液配合比试验，确定注浆浆液的各项目性能指标。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计

136、相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.采空区治理工程施工准备 1.3 设备及其它准备设备及其它准备 1）对施工场地进行规划，合理安排施工用地，确定注浆站位置，临时设施用地范围尽量避开施工钻孔位置。2）修筑施工便道。3）确定施工水源，铺设管道引水至注浆站。 4）架设施工用电线路，配备临时用电设备。 5）按设计文件要求，结合施工现场实际，组织调遣施工机械设备 。 6）根据施工周期、工程量建立相应规模的注浆站，配套站内注浆设备。根据施工准备情况，编制施工组织计划。根据施工准备情况，编制施工组织计划。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采

137、空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 2.采空区治理工程施工工艺流程6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工3.1 钻孔施工钻孔施工（1）原则及顺序 1）合理安排技术先导孔施工，全孔取芯，查明地层结构及采空区空间特征，确定钻探施工工艺，指导全面钻探施工。2）由采空区底板标高最低处开始，向标高较高处推进。3）先施工帷幕孔，再施工中间注浆孔。4）按二序孔或三序孔的间隔法进行钻孔施工。 5）保持钻孔施工与注浆施工的进度匹配，钻孔可超前注浆12孔。 6）钻孔施工中，如遇钻孔注浆串浆、冒浆时，应终止钻孔施工

138、，并将钻孔套管口堵塞，查明原因，待注浆孔注浆结束后再进行该钻孔施工。6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工3.1 钻孔施工钻孔施工 （2）钻孔技术要求孔位严格按设计文件要求用测量仪器准确定位，误差控制在允许误差范围内。确因地形限制，需移动孔位时，须征得设计单位同意。钻孔孔径、孔深、变径位置、终孔孔斜符合设计文件规定。 当钻进进入受注层位后，采用清水钻进，严禁使用泥浆。 由专业技术人认真填写钻探班报表，详细记录孔内岩性、颜色、风化程度、节理裂隙发育情况，详细真实描述漏水、掉钻、卡钻、耗水量、地下水位

139、等与施工工程相关情况。 终孔经验收符合质量标准后，安装止浆设施。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工3.1 钻孔施工钻孔施工 （3）止浆方法及装置单层采空区一次性注浆的止浆方法 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工3.1 钻孔施工钻孔施工 （3）止浆方法及装置多层采空区自上而下注浆的止浆方法 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问

140、题的讨论 3.采空区治理工程施工3.2 注浆施工注浆施工（1）原则及顺序 1）注浆施工顺序应紧跟钻孔进度，注浆可滞后钻孔施工12孔，注浆滞后钻孔施工不应超过三孔，禁止钻孔施工结束后再开始注浆。注浆孔注浆滞后钻探孔过多，有可能造成注浆时从已成孔内的串浆、冒浆而堵塞钻孔，使堵塞孔注浆失败而影响注浆工程质量。 2）在采空区的注浆中，对一层采空区采用全孔一次注浆法。对多层采空区宜采用自上而下分段注浆法。 3）当采空区充水时，注浆浆液宜采用浓度较大的配比；当采空区无水时，注浆浆液宜从浓度较稀的配比开始逐步变浓。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘

141、察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（2）注浆施工技术要求 注浆浆液配合比应满足设计规定。 注浆原材料质量必须符合设计或有关标准。 注浆施工顺序先帷幕孔(边缘孔)后注浆孔，一般要求帷幕孔超前 注浆孔34个孔位。为使注浆后的浆液尽快凝结，可在浆液中掺入水 泥重量约 3的速凝剂。或采用间歇式注浆工艺，以控制浆液的流 动，减少浆液的损失。每孔每次首注前 ，须作压水试验，一般注水量为注浆管路内的容量与变径以下至孔底钻孔容量之和的3倍，目的是将岩石裂缝疏通(洗孔)以利浆液扩散，并为选择初始浆液配比提供依据。 注浆过程中对孔口压力、单位吸浆量进行定期观察记录。单孔注浆结束后，认真准确填写原始注浆记

142、录，及时报验认可。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（3）注浆施工工艺 1）注浆站设置注浆站设置在施工区内或附近，选择地形较高、交通方便的有利部位修建注浆站。按设计要求及工程量大小确定注浆站个数、规模。制浆站的制浆能力应满足灌浆高峰期所有机组吸浆需要。一般双机双池适应于工程量大、覆岩破碎易塌陷的工地，施工中串浆、冒浆现象多见，注浆配比要求不断调整，这种组合，浆液变化容易操作。双机单池，适应于工程量小、采空区顶板较好，浆液配比变化不大的工地。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察

143、设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（3）注浆施工工艺 6.1采空区治理工程施工注浆站结构平面示意图 注浆站结构剖面示意图公路采空区（空洞）勘察与治理手册，2005年9月，山西省交通厅公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（3）注浆施工工艺 2）浆液配制与输浆管路浆液配制与输浆管路 搅拌机的转速和拌合能力应与所搅拌浆液的类型和注浆泵相适应，并应能保证连续、均匀的拌制浆液。 注浆泵的性能应与浆液类型、浓度相适应，并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。 注浆管路应保证浆液流动畅

144、通，并应能承受1.5倍的最大注浆压力。输浆管路不宜采用直角转弯，而应采用弧形弯管。 注浆泵和注浆孔口处均应安设压力表，使用压力宜在压力表最大标值的l434之间，压力表应经常进行测定，不合格或已损坏的压力表严禁使用。搅拌机净搅拌时间不得少于5min，浆液从制备到注浆使用前的时间宜控制在4h以内。 配备备用的动力设备，防止工作动力出现故障时，浆液凝固损坏设备。 6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（3）注浆施工工艺3）压水试验判断单孔可灌性及浆液初始配合比的选择 钻孔注浆前，需作压水试验，其目的是冲

145、洗孔内裂隙和空隙，使浆 液能够顺利进入受注层位和目的区域；二是探查裂隙和空隙大小，观察 孔内单位时间的吸水量和孔口压力。通过这两项指标即可确定注浆时初 始浆液浓度。若单位时间吸水量小，孔口出现压力，这时注浆时初始浆 液就应采取最稀一级配比，甚至采取低于最稀级的配比进行注浆，以求 能够冲开裂隙达到充填密实的效果。初始浆液配比是否恰当，是钻孔注 浆能否注好极关键的一环。6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工（3）注浆施工工艺 4）注浆浆液配比注浆浆液配比 浆液的浓度使用，应按设计要求，由稀到浓，逐级变

146、换。当采空区 充水时，宜采用浓度较大浓度比级，反之，则从浓度较稀的比级开始。 当单位吸浆量不变而压力持续升高时，不应改变水固比。当某一浓度 浆液的注入量已达设计量的1020以上或灌注时间已达2h，而注浆 压力和注入量（单位吸浆量）均无改变或改变不显著时，应加浓一级 或两级。当注入量大于250L/min时，可视具体情况越级变浓。 5）注浆浆液性能检测注浆浆液性能检测 浆液性能指标一般包括浆液密度、粘度、结石率、浆液的初凝、终 凝时间、浆液结石体试块抗压强度等。应按设计要求或相关细则进行 测试，通过这些指标，对浆液质量合格性进行准确判断 ，为工程质量 鉴定奠定基础。 6.1采空区治理工程施工公路采

147、空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 3.采空区治理工程施工 （4）注浆过程中的特殊现象的预防与处理 1）冒浆：指止浆装置的止浆效果不好，注浆时浆液从孔壁处向上返浆，预防办法是将钻孔变径深度适当延伸，同时将浇注水泥浆止浆高度适当增加，且认真养护，必要时在水泥浆中掺入足够量的速凝剂，强化止浆效果，减少或消除冒浆现象。 2）串浆：指注浆时，浆液串入邻孔钻孔范围内，从已成孔的孔口管内或正在钻探施工的钻孔内冒浆，解决这一问题，对在采空区冒落带和裂隙带连通性好的地区，对钻孔和注浆均采用二序次或三序次布设施工。从已成孔的孔口管内串浆时，应对串浆孔同时实施注浆。

148、正在进行钻探的孔内串浆时，应停止该孔钻探，实施孔口封闭，待注浆孔注完后，钻孔重新复钻。 3）堵孔：指的是钻探终孔之后，孔壁因局部岩石破碎，出现坍塌，堵塞钻孔，影响注浆，解决的办法是在孔内下通天花管注浆，以解决堵孔造成无法注浆的问题。4）地表鼓胀、裂缝或冒浆注浆过程中，地表如出现鼓胀、裂缝、沉陷或地表裂缝冒浆，应减小注浆流量，控制注浆压力，采用间歇式注浆。6.1采空区治理工程施工公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论

149、公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论三、采空区治理施工图片公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论阳泉市307国道采空区路基开挖后过程中的注浆结石体公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论6.2采空区治理工程质量检测1.采空区治理工程质量检测的时间 检测的时间应在注浆施工结束六个月后进行。 2.采空区治理工程质量检测技术方法 目前用于工程质量检验的技术和方法主要： 物探、钻探取芯及室内试验、钻孔压水试验、地表变形观测。6 6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论公路采空区稳

150、定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 检测钻孔一般宜布置在公路中线附近物探圈定的可疑区域，或监理工程师检测钻孔一般宜布置在公路中线附近物探圈定的可疑区域，或监理工程师根据注浆施工判断的可疑区域；检测的孔数宜按治理工程注浆孔数的根据注浆施工判断的可疑区域；检测的孔数宜按治理工程注浆孔数的23确定确定(最少不低于最少不低于2孔孔)。钻探施工应选择具有采空区治理工程施工经验的专业。钻探施工应选择具有采空区治理工程施工经验的专业队伍进行，采用清水循环钻进，准确观察记录循环液的消耗量及其层位、深度；队伍进行，采用清水循环钻进，准确观察记录循环液的消耗量及其层位、深

151、度；岩芯采取率应大于岩芯采取率应大于80，对采空区垮落带必要时采用双管等特殊取芯设备。检，对采空区垮落带必要时采用双管等特殊取芯设备。检测孔的深度应进入采空区测孔的深度应进入采空区(或煤层或煤层)底板下底板下13m。 对钻孔取芯得到的浆液结石体，在现场进行其外观、形状、硬度、孔隙等对钻孔取芯得到的浆液结石体，在现场进行其外观、形状、硬度、孔隙等方面的观察描述，并将其标准养护方面的观察描述，并将其标准养护72h后送试验室按后送试验室按公路工程水泥混凝土试公路工程水泥混凝土试验规程验规程(JTJ 05394)进行室内无侧限抗压强度测试。进行室内无侧限抗压强度测试。 根据钻孔岩芯，统计其裂隙内浆液结

152、石体体积和残余空隙体积，计算浆液充填根据钻孔岩芯，统计其裂隙内浆液结石体体积和残余空隙体积，计算浆液充填率：率： 式中：式中：T充填率；充填率；V1结石体体积；结石体体积；V2一残余空隙体积；一残余空隙体积；C浆浆液结石率。液结石率。 在检测钻孔内还应进行压水试验，以注浆前后单位时间内单位长度消耗的在检测钻孔内还应进行压水试验，以注浆前后单位时间内单位长度消耗的水量评价注浆浆液对岩石裂隙的充填胶结程度。当水的消耗量超过单孔注浆结水量评价注浆浆液对岩石裂隙的充填胶结程度。当水的消耗量超过单孔注浆结束标准的吸浆量时，必须进行补充注浆，确保工程质量。束标准的吸浆量时，必须进行补充注浆，确保工程质量。

153、钻探钻探 6 6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论6.2采空区治理工程质量检测公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.波速测井法波速测井法 参照参照建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范(GBJ 1189)关于剪切波速划分场地土类型关于剪切波速划分场地土类型的标准，将采空区注浆后裂隙、空隙充填固结的受注层的平均剪切波速的标准，将采空区注浆后裂隙、空隙充填固结的受注层的平均剪切波速(横横波波)大于等于大于等于160ms作为评价具有空洞或空隙采空区的工程质量标准。作为评价具有空洞或空隙采空区的工程质量标准。 2.瑞雷波瑞雷波(面

154、波面波)法法 当采空区内的裂隙、空隙被注浆浆液充填固结后，其岩层密度、波速将当采空区内的裂隙、空隙被注浆浆液充填固结后，其岩层密度、波速将会发生变化，充填率愈高，岩层密度愈大，波速值随之增大。会发生变化，充填率愈高，岩层密度愈大，波速值随之增大。 3.高密度电法高密度电法 采空区治理前，空洞充水时视电阻率为低值，空洞无充填以空气介质为采空区治理前，空洞充水时视电阻率为低值，空洞无充填以空气介质为主时，其视电阻率为高值。采空区治理后，由于空洞内介质的改变，原充水主时，其视电阻率为高值。采空区治理后，由于空洞内介质的改变，原充水空洞视电阻率升高，充气空洞视电阻率降低。利用治理前后岩层的视电阻率空洞

155、视电阻率升高，充气空洞视电阻率降低。利用治理前后岩层的视电阻率变化，对治理工程质量进行评价。变化，对治理工程质量进行评价。物探物探 6 6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论6.2采空区治理工程质量检测公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 1.观测基点设置观测基点设置观测基点应设置在公路延伸方向采空区沉降变形区域外的两侧稳定区，为观测基点应设置在公路延伸方向采空区沉降变形区域外的两侧稳定区，为一组三点式，点间距约一组三点式，点间距约50m。如条件不具备时，亦可在采空区沉降变形区。如条件不具备时，亦可在采空区沉降变形区域外的

156、一侧设置一组三点，基点距采空区的距离应大于域外的一侧设置一组三点，基点距采空区的距离应大于0.7H(H为开采深度为开采深度)。 2.观测点的布置观测点的布置 (1)当采空区上方无软土、湿陷性黄土，或其他特殊性岩土时，观测线当采空区上方无软土、湿陷性黄土，或其他特殊性岩土时，观测线宜平行和垂直公路中线布设，其长度应超过预计的采空区地表移动盆地范宜平行和垂直公路中线布设，其长度应超过预计的采空区地表移动盆地范围。观测点应等间距布设，观测点间距参照围。观测点应等间距布设，观测点间距参照公路工程地质勘察规范公路工程地质勘察规范(JTJ0641998)确定。确定。 (2)当采空区上方存在软土、湿陷性黄土

157、，或其他特殊性岩土时，观测当采空区上方存在软土、湿陷性黄土，或其他特殊性岩土时，观测点宜：点宜：在路基范围内选择至少在路基范围内选择至少3个点个点(沉降盆地两边沿及盆地中部沉降盆地两边沿及盆地中部)，钻孔，钻孔至基岩风化带以下至基岩风化带以下35m，分别在基岩和覆盖层设置分层观测点，进行采，分别在基岩和覆盖层设置分层观测点，进行采空区的覆岩分层变形观测；空区的覆岩分层变形观测；在路基范围外的治理区内，按本条的第在路基范围外的治理区内，按本条的第1款设款设置地表变形观测点。置地表变形观测点。地表变形观测地表变形观测 6 6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论6.2采空区治理工

158、程质量检测公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论 (3)为了准确、客观地观测评价采空区的治理工程质量，排除因采空区为了准确、客观地观测评价采空区的治理工程质量，排除因采空区上方的特殊岩土引起的地表变形，故在进行观测点的布设时，根据勘察和上方的特殊岩土引起的地表变形，故在进行观测点的布设时，根据勘察和施工钻孔资料，若有特殊岩土存在，观测点应设在基岩顶面风化带之下；施工钻孔资料，若有特殊岩土存在，观测点应设在基岩顶面风化带之下；反之，观测点可直接设置在地表。反之，观测点可直接设置在地表。 （4）观测点标石应采用钢筋混凝土预制标桩或现场混凝土浇注标桩

159、，）观测点标石应采用钢筋混凝土预制标桩或现场混凝土浇注标桩，桩顶中央有十字标志，标桩规格应参照工程测量规范四等水准点标石规格桩顶中央有十字标志，标桩规格应参照工程测量规范四等水准点标石规格要求制作，标石埋设深度应大于当地冻土深度要求制作，标石埋设深度应大于当地冻土深度0.1m。 3.资料整理资料整理 每次观测后应根据闭合差每次观测后应根据闭合差(应符合要求应符合要求)进行简易平差，平差后进行测进行简易平差，平差后进行测点的高差和高程计算，计算结果取至毫米，然后进行各观测点及相邻两次点的高差和高程计算，计算结果取至毫米，然后进行各观测点及相邻两次观测的沉降量、累计沉降量、沉降速率、累计沉降速率、

160、水平位移量、累观测的沉降量、累计沉降量、沉降速率、累计沉降速率、水平位移量、累计水平位移量计算计水平位移量计算(均取至毫米均取至毫米)。编制垂直下沉曲线图、垂直下沉等值线。编制垂直下沉曲线图、垂直下沉等值线图、水平位移曲线图及相应统计分析表格。根据地表变形量，结合公路工图、水平位移曲线图及相应统计分析表格。根据地表变形量，结合公路工程允许地表变形值划分不同变形分区。计算变形特征值，包括地表倾斜变程允许地表变形值划分不同变形分区。计算变形特征值，包括地表倾斜变形值、曲率变形值、水平变形值，对治理效果及地基稳定性做出准确评价。形值、曲率变形值、水平变形值，对治理效果及地基稳定性做出准确评价。 6

161、6采空区施工与治理质量检测讨论采空区施工与治理质量检测讨论6.2采空区治理工程质量检测公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采采空空区区治治理理质质量量控制措施讨论控制措施讨论 由于采空区治理工程的隐蔽性和复杂性，要求必须对治理工程质量的最终由于采空区治理工程的隐蔽性和复杂性，要求必须对治理工程质量的最终效果进行检测。为此，应在治理区内选择一定范围的路段对采空区底板以上受效果进行检测。为此，应在治理区内选择一定范围的路段对采空区底板以上受注层进行质量检测。检测的目的是：采空区经治理施工后地基稳定性是否满足注层进行质量检测。检测的目的是：采空区经

162、治理施工后地基稳定性是否满足设计的要求，并依据不同公路工程对其地基变形的允许范围确定评价标准设计的要求，并依据不同公路工程对其地基变形的允许范围确定评价标准评价项目/评价指标/工程类型桥梁、隧道高速公路一级公路二级公路检测方法结石体抗压强度(MPa)0.30.30.20.2室内测试充填率()90757575钻孔检测单位压水量(Lmin)50707070压水试验孔内弹性横波(ms)160160160160物探检测变形观测倾斜i(mm/m)3.03.06.010.0地表变形观测竖曲率k(103/m)土0.20.20.40.6水平变形(mmm)2.0土2.04.06.06 6采空区施工与治理质量检测

163、讨论采空区施工与治理质量检测讨论 3、采空区治理工程质量检测评价标准公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空区质量评定单元划分采空区质量评定单元划分 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论采空采空区处区处治工治工程质程质量评量评定基定基本要本要求求 公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论公路采空区稳定性评价与勘察设计相关问题的讨论对于采空区注浆施工及其质量检测工作建议注浆施工时，必须有技术成熟、专业人员完备的队伍；注浆施工速度应有必要的控制；注浆工程质量应有专人监督；做好注浆事故的预案，以保证注浆工期与质量；对重要工程如桥等，必须进行地面沉降观测；对于物探成果，尚需要进一步的研究工作。谢谢 谢谢