高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計(jì)與施工治理手冊(cè)有關(guān)規(guī)定

高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計(jì)與施工治理手冊(cè)有關(guān)規(guī)定1采空區(qū)類(lèi)型1.1按采煤深厚比分類(lèi)①淺層采空區(qū)開(kāi)采深厚比（h/m）小于40的采空區(qū)。②中深層采空區(qū)開(kāi)采深厚比大于40、小于200的采空區(qū)。③深層采空區(qū)開(kāi)采深厚比等于或大于200的采空區(qū)1.2按煤礦采空區(qū)形成和停采的時(shí)間分類(lèi)①新采空區(qū)現(xiàn)采區(qū)的采空區(qū)（采煤后未放頂或剛房頂?shù)牟煽諈^(qū)）。地表移動(dòng)、變形尚未發(fā)生或正在發(fā)生過(guò)程中；或位于正在采煤的采區(qū)、采煤工作面近旁的采空區(qū)，已放頂，地表移動(dòng)、變形和移動(dòng)盆地正在發(fā)生、發(fā)展中。②老采空區(qū)已停采閉礦的礦區(qū)或已停采的采空區(qū)（或指新采空區(qū)以前的采空區(qū)）。地表移動(dòng)、變形和移動(dòng)盆地等已形成并趨于穩(wěn)定的采空區(qū)。2地表移動(dòng)變形①地表移動(dòng);②地表移動(dòng)盆地;③移動(dòng)盆地主剖面。地表移動(dòng)變形指標(biāo)：地表下沉地表移動(dòng)的垂直分量地表水平移動(dòng)地表移動(dòng)的水平分量地表傾斜地表兩相鄰點(diǎn)下沉值之差與其水平距離的比值地表水平變形地表兩相鄰點(diǎn)的水平移動(dòng)值之差與其水平距離的比值3覆巖采動(dòng)破壞的垂直分帶自上而下(地表松散層沉陷變形帶)彎曲帶斷裂帶（裂隙帶）跨落帶（冒落帶）跨落帶（冒落帶）、斷裂帶（裂隙帶）、彎曲帶簡(jiǎn)稱(chēng)“三帶”。4公路采空區(qū)（空洞）勘察技術(shù)①工程地質(zhì)調(diào)繪②工程物探③工程鉆探④原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)⑤高精度變形觀測(cè)⑥資料整理及報(bào)告編制采空區(qū)工程地質(zhì)條件分析；采空區(qū)范圍及“三帶”劃分；采空區(qū)穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)；采空區(qū)治理方案建議。5公路采空區(qū)（空洞）地表的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)5.1評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)公路采空區(qū)地表穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)開(kāi)采方法確定。①對(duì)于壁式陷落法開(kāi)采的采區(qū)中部和超充分采動(dòng)區(qū)以及其他便于進(jìn)行地表移動(dòng)預(yù)計(jì)的采空區(qū)，地表的穩(wěn)定性應(yīng)按擬建公路及其附屬建（構(gòu)）筑物的允許變形值確定：a.如果預(yù)計(jì)公路路基建成時(shí)的地表移動(dòng)變形值小于公路的允許移動(dòng)變形值，則地表屬穩(wěn)定型，采空區(qū)不經(jīng)治理即可進(jìn)行公路建設(shè)；b.如果預(yù)計(jì)公路路基建成時(shí)的地表移動(dòng)變形值大于公路的允許移動(dòng)變形值，則地表屬不穩(wěn)定型，采空區(qū)必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)治理之后方可進(jìn)行公路建設(shè)；c.山地采空區(qū)的穩(wěn)定型除按地表預(yù)計(jì)的移動(dòng)變形值判定外，還應(yīng)按預(yù)測(cè)采動(dòng)坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行判定：如預(yù)測(cè)采動(dòng)坡體不會(huì)發(fā)生滑坡或坍塌，則坡體不需治理；如采動(dòng)坡體可能發(fā)生滑坡或坍塌，則不僅要治理采空區(qū)，還要治理采動(dòng)坡體，否則不能進(jìn)行公路建設(shè)。②如果工程期限允許，對(duì)于壁式陷落法開(kāi)采或經(jīng)特殊設(shè)計(jì)開(kāi)采的采空區(qū)中部和充分采動(dòng)區(qū)，也可通過(guò)一年以上高精度沉降觀測(cè)確定其地表的穩(wěn)定性：a.如果采空區(qū)地表沉降量小于24mm（年平均沉降速度小于0.066mm/d），則地表屬于穩(wěn)定型，采空區(qū)不經(jīng)治理即可進(jìn)行公路建設(shè)；b.如果采空區(qū)地表沉降量大于24mm（年平均沉降速度大于0.066mm/d），則地表屬于不穩(wěn)定型，采空區(qū)必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)治理之后方可進(jìn)行公路建設(shè)。③對(duì)于古窯采空區(qū)、不規(guī)則的柱式采空區(qū)以及長(zhǎng)壁陷落法采空區(qū)的邊緣區(qū)和其他難以進(jìn)行地表移動(dòng)預(yù)計(jì)的采空區(qū)或地下空洞去，其地表的穩(wěn)定性應(yīng)按采空區(qū)的開(kāi)采條件、停采時(shí)間（地下空洞的形成時(shí)間）和開(kāi)采深厚比（地下空洞的深高比）等因素確定：a.停采5年以上，周?chē)鸁o(wú)新的開(kāi)采擾動(dòng)，開(kāi)采深厚比大于200；或開(kāi)采厚度小于1m的薄礦層開(kāi)采深度大于200m的采空區(qū)，其地表應(yīng)屬于穩(wěn)定型，采空區(qū)不治理即可進(jìn)行公路建設(shè)；b.停采3～5年，開(kāi)采深厚比40～200，或薄礦層開(kāi)采深度100～200m的采空區(qū)，其地表為過(guò)度穩(wěn)定型，采空區(qū)應(yīng)在勘察、評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上重點(diǎn)治理后方可進(jìn)行公路建設(shè)；c.停采時(shí)間少于3年，或停采3年以上又有新的開(kāi)采攏動(dòng)，開(kāi)采深厚比小于40，或薄礦層開(kāi)采深度小于100m的采空區(qū)，其地表屬不穩(wěn)定型，采空區(qū)必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)治理之后方可進(jìn)行公路建設(shè)。5.2公路采空區(qū)允許地表移動(dòng)變形值①水平長(zhǎng)度允許變形值，簡(jiǎn)稱(chēng)水平變形（ε）ε≤±2.0（mm/m）②垂直剖面允許變形值，包括傾斜（ｉ）和曲率（ｋ）ｉ≤±3.0（mm/m）ｋ≤±0.2（10-3/m）6采空區(qū)評(píng)價(jià)和治理類(lèi)級(jí)6.1采空區(qū)評(píng)價(jià)類(lèi)型①簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)類(lèi)型：條帶法或填充法等特殊開(kāi)采的采空區(qū)。此類(lèi)采空區(qū)只需搜集有關(guān)開(kāi)采設(shè)計(jì)、開(kāi)采實(shí)施、地表移動(dòng)觀測(cè)和采動(dòng)損害狀況等資料進(jìn)行簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)，說(shuō)明地表穩(wěn)定狀況。②一般性評(píng)價(jià)類(lèi)型：長(zhǎng)壁陷落法一般平地采空區(qū)。地形、地質(zhì)和采礦資料較為齊全，精度較高，評(píng)價(jià)的理論、方法和在數(shù)也較完善，在而評(píng)價(jià)難度不大，但評(píng)價(jià)工作量較大，評(píng)價(jià)精度相對(duì)較高。③難度較大評(píng)價(jià)類(lèi)型：短邊陷落法一般平地采空區(qū)。地形、地質(zhì)和采礦資料的完備性和精度較差，評(píng)價(jià)的理論、方法和參數(shù)也不夠完善，評(píng)價(jià)的難度和工作量略大于二類(lèi)，評(píng)價(jià)精度也略低。④難度很大的評(píng)價(jià)類(lèi)型：柱式采空區(qū)及山地和特殊地質(zhì)條件采空區(qū)。地形、地質(zhì)和采礦資料不全，精度不高；或評(píng)價(jià)的理論、方法和參數(shù)可靠性較差，評(píng)價(jià)精度相對(duì)較低。6.2采空區(qū)治理等級(jí)一級(jí)：地表穩(wěn)定性可靠的采空區(qū)。地不空洞率極小，或地下空洞對(duì)地表穩(wěn)定性不構(gòu)成危害，一般不需采取專(zhuān)門(mén)治理措施。二級(jí)：地表穩(wěn)定性不很可靠的采空區(qū)。地下空洞率雖然較小，都對(duì)地表穩(wěn)定性有一定影響，需要采取專(zhuān)門(mén)治理措施，但治理難度和工作量相對(duì)較小。三級(jí)：地表穩(wěn)定性較差的采空區(qū)。地下空洞率較大，對(duì)地表的穩(wěn)定性會(huì)構(gòu)成一定危害，需要采取專(zhuān)門(mén)的治理措施，治理的難度和工程量均較大。四級(jí)：地表穩(wěn)定性很差的采空區(qū)。地下空洞率很大，或覆巖采動(dòng)破壞嚴(yán)重，地表穩(wěn)定性很差，需要采取專(zhuān)門(mén)治理措施，且治理的難度和工程量都很大。7采空區(qū)地表穩(wěn)定性判別7.1按礦層開(kāi)采深厚比(h/m)或開(kāi)采深度①采空區(qū)覆巖下部冒裂垂高水平～傾斜煤層Hli=急傾斜煤層Hli=水平煤層——煤層傾角≤15°傾斜煤層——煤層傾角＞15°≤45°急傾斜煤層—煤層傾角＞45°M——單層開(kāi)采的采厚或多層開(kāi)采的累計(jì)采厚（m）h—階段垂高（m）a、b、c——系數(shù)，均與覆巖物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，可按表41取值。表4-1覆巖分類(lèi)覆巖性質(zhì)水平傾斜煤層急傾斜煤層巖性單向抗壓強(qiáng)度(MPa)abcabc堅(jiān)硬巖石英砂巖、石灰?guī)r、礫巖40～801.22.0±8.91133±8.4中硬巖砂巖、泥質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)頁(yè)巖20～401.63.6±5.57.5293±7.3較弱巖砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁(yè)巖10～203.15.0±0極軟弱巖風(fēng)化泥巖、粘土、砂質(zhì)粘土<105.08.0±3.0---②地表裂縫垂深實(shí)際量測(cè)。通常、松散層裂縫帶垂深Hd為2～10米；大同礦區(qū)堅(jiān)硬巖層切冒發(fā)生的地表大裂縫垂深可達(dá)20米。③采空區(qū)地表建筑物加載安全開(kāi)采深度在已經(jīng)穩(wěn)定的采空區(qū)地表新建建載物加載之后，不致引起采空區(qū)覆巖和地表重新移動(dòng)而導(dǎo)致地基失穩(wěn)，即為采空區(qū)建筑物安全加載，相應(yīng)的開(kāi)采深度稱(chēng)為采空區(qū)地表建筑物加載安全開(kāi)采深度。a、長(zhǎng)壁陷落采空區(qū)建筑物加載安全深度Ha可向下列公式計(jì)算：Ha≥Hli+Ｈd+Hj+Hy(m)式中：Hli—垮裂帶高度（m），一般小于開(kāi)采厚度的20倍。Ｈd—地表裂縫帶深度（m）,一般不超過(guò)10米。Hj—建筑物基礎(chǔ)深度（m），一般不超過(guò)10米Hy—建筑物加戴對(duì)地基的擾動(dòng)深度（m），一般不超過(guò)10米。通常認(rèn)為，長(zhǎng)壁隔落法開(kāi)采深度比等于或不大于40米時(shí)，公路建筑物在穩(wěn)定采空區(qū)地表加載是安全的，即不會(huì)導(dǎo)致采空區(qū)上覆巖層和地表移動(dòng)活化而失穩(wěn)；柱式或其他開(kāi)采方式形成的跨裂高度和地表裂縫垂深小于長(zhǎng)壁陷落采空區(qū)，因而取等于或大于40倍采深作為建筑物加載臨界深度也是安全的。b、巷柱式采空區(qū)地表建筑物加載的臨界安全深度Ha也可按采空區(qū)覆巖極限平衡狀態(tài)導(dǎo)出：設(shè)B—采空區(qū)寬度（m）γ—上覆巖層加權(quán)平均容重（t/m3）Ｃ—上覆巖層加權(quán)平均內(nèi)聚力（t/㎡）φ—上覆巖層加權(quán)平均內(nèi)摩擦角μ—上覆巖層加權(quán)平均泊松比Ｒ0—建筑物對(duì)地基的單位面積荷載（t/㎡）則，按平面問(wèn)題導(dǎo)出的采空區(qū)地表建筑物加載臨界安全深度為：1）對(duì)于松散巖體Ha≥若不考慮內(nèi)聚力C，則為：Ha≥２）對(duì)于彈性巖體Ha≥若不考慮內(nèi)聚力C，則為：Ha≥c、殘余移動(dòng)初期采空區(qū)地表建筑物安全開(kāi)采深度△wj殘余移動(dòng)期極限下沉量，約為采厚的20～30%取大值則：△wj≈ＭＭ—煤層厚度在水平～緩傾斜充分開(kāi)采條件下，殘余傾斜（△ij）、曲率（△ｋj）和水平彎形（△εj）根限可仿照率最大變形值計(jì)算公式為：△ij≈△ｋj≈1.52△εj≈1.52b這些計(jì)算值若小于5.2規(guī)定，則認(rèn)為是安