DB41T 1648-2018 采空區(qū)公路勘察設(shè)計規(guī)范

DB41DB41/T1648—2018采空區(qū)公路勘察設(shè)計規(guī)范2018-07-30發(fā)布2018-10-30實施河南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 1 1 1 5 5 5 6 6 7 8 8 8 9 9 9 9 12覆巖破壞“三帶”34一定區(qū)域開采條件下，從地表移動開始（下沉達到10mm）到結(jié)由地表最大下沉點下沉10mm時開始，到地表最大下沉點）（5傾斜i=±3mm/m，曲率K=+0.2×10-3/m）點和采空區(qū)邊界點連線與水平線在礦壁一側(cè)的夾角。4.1.1采空區(qū)工程地質(zhì)勘察階段可分為可行性研究勘察（以下簡稱工可勘察）、初步勘察、詳4.1.4采空區(qū)工程地質(zhì)勘察應(yīng)在充分查明采空區(qū)地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，評價采空區(qū)場地穩(wěn)定性、4.1.5公路選線宜避繞不穩(wěn)定采空區(qū)、生產(chǎn)采區(qū)及規(guī)劃采區(qū)；無法避繞時，穿越采空區(qū)路段宜4.1.6處治方案設(shè)計應(yīng)結(jié)合路基、橋涵、隧道工程可承受變形的限度，采用結(jié)構(gòu)選型，構(gòu)造措4.1.7重視未來（準）采區(qū)對項目建設(shè)的影響。對設(shè)計、施工及運營階段受到采礦持續(xù)采動影b)查明采空區(qū)開采歷史、開采現(xiàn)狀、開采規(guī)劃、開采65.1.2采空區(qū)場地擬建建（構(gòu)）筑物工程地質(zhì)勘察勘探點布置、巖（土）和水試樣采取及試5.2.1工可研究階段采空區(qū)工程地質(zhì)勘察應(yīng)對場地的穩(wěn)定性和工程建設(shè)的適宜性進行初步評5.2.2工可勘察以資料搜集、采空區(qū)專項調(diào)繪為主，必要時輔以大比例尺航衛(wèi)片解譯以及少5.2.4工可勘察的調(diào)繪范圍沿路線方向長度應(yīng)為下伏采空區(qū)及變形影響范圍，寬度為公路中5.3.1初步勘察應(yīng)基本查明對采空區(qū)起主導(dǎo)作用的工程地質(zhì)條件及因采空區(qū)地表沉陷、變形各種不良地質(zhì)現(xiàn)象；對建筑場地的穩(wěn)定性和適5.3.2初步勘察應(yīng)在工可勘察基礎(chǔ)上進一步搜集有關(guān)地質(zhì)、采礦和采動影響的技術(shù)資料，并b)搜集區(qū)域地質(zhì)報告、區(qū)域水文地質(zhì)報告、勘察區(qū)資源勘d)開展采空區(qū)專項調(diào)繪，校驗收集資料7h)對可能采取的采空區(qū)治理方案進行a)勘察范圍沿路線長度應(yīng)為下伏采空區(qū)的影響范圍，寬度為路線中心兩側(cè)各不宜小于5.4.1詳細勘察應(yīng)結(jié)合建筑物變形特征進行場地穩(wěn)定性和適宜性評價與分區(qū)，并對采空區(qū)場a)勘察范圍沿路線長度應(yīng)為壓覆采空區(qū)的影響范圍；寬度應(yīng)為初勘階段所確定的采空區(qū)影響寬86.1.1采空區(qū)工程地質(zhì)調(diào)繪應(yīng)與路線及沿線結(jié)構(gòu)物設(shè)置相結(jié)合，為路線方案比選、6.1.2調(diào)繪長度方向應(yīng)為下伏采空區(qū)及變形影響范圍，并適當(dāng)沿公路縱向大小樁號方向各延伸200m~于500m，詳勘調(diào)繪范圍應(yīng)根據(jù)初勘確定的采空96.3.2調(diào)繪點可用手持GPS定位并拍6.3.4工程地質(zhì)調(diào)繪手段的選用、工作量的布置、精度要求需結(jié)合采空區(qū)場地復(fù)雜7.1.1公路建設(shè)遇到的采空區(qū)場地，當(dāng)資料缺乏或可靠性較差，對采空區(qū)技術(shù)7.1.2物探應(yīng)在搜集采空區(qū)地質(zhì)、采礦、采動等資料基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場踏勘情7.1.3物探成果判譯時，應(yīng)結(jié)合收集資料和踏勘成果進行綜合判譯，并宜布置7.2.2對于單一方法不易判定的采空區(qū)，宜采用兩種或兩種以上的物探方法進7.2.4物探野外作業(yè)工作參數(shù)的選擇，檢查點的數(shù)量，觀測精度，測點或測線a)物探資料應(yīng)在充分掌握測區(qū)各項物性參數(shù)和其它勘探方法獲得的地質(zhì)資料基礎(chǔ)上進行整理解c)說明探測對象的形態(tài)、產(chǎn)狀、延伸7.3.2物探工作完成后應(yīng)編制物探報告。物探報告應(yīng)由說明書、圖件和附件組8.1.1采空區(qū)鉆探工作應(yīng)在工程地質(zhì)調(diào)繪、工程物探和變形監(jiān)測的基礎(chǔ)上，驗證采空8.1.2巖土試樣的采取位置、數(shù)量、技術(shù)要求等應(yīng)結(jié)合勘察階段、勘察目的、地層條8.2.2.4不同勘察階段可結(jié)合現(xiàn)場情況8.2.3.2采空區(qū)鉆進方法和鉆進工藝應(yīng)根據(jù)巖土類別、巖土可鉆性分級和鉆探技術(shù)要8.2.3.3鉆探地質(zhì)描述除應(yīng)滿足常規(guī)工程地質(zhì)描述的要求外，尚應(yīng)重點描述沖洗液耗損、鉆進速度、1)為了統(tǒng)計地層耗水普通單管鉆具鉆2)取芯鉆進回次進尺應(yīng)限制在2m以進行，不得事后追的注漿量確定提供直接碎松散地層宜采用3)除原位測試及有特殊要求的鉆孔2)描述內(nèi)容要規(guī)2)黃土地層可采用無3)鉆孔記錄和巖3)堅硬巖層宜采3)沖洗液和護壁堵漏4)注意觀測地下水位并進行簡易水考JGJ/T87相關(guān)規(guī)定選8.2.3.4鉆孔沖洗液和護壁堵漏材料選用應(yīng)根據(jù)采空區(qū)預(yù)測的覆巖破壞類型特征、覆8.2.4.1采空區(qū)埋深小于50m，對每個鉆孔內(nèi)巖石8.2.4.2除作試驗的巖芯外，剩余巖芯應(yīng)存放巖芯盒內(nèi)，并應(yīng)按鉆進回次先后順序排8.2.4.3巖石堅硬程度、風(fēng)化程度和巖體完整性程度的8.2.4.4巖土樣品根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計需要做常規(guī)土工試驗，巖石可根據(jù)技術(shù)需要選做點荷載9.1.1宜充分利用驗證孔鉆探工作條件，及時開展與采空區(qū)治理相關(guān)的原位測試項目。常用的9.1.2巖土室內(nèi)試驗的項目和方法應(yīng)根據(jù)工程要求和巖土性質(zhì)的特點9.1.3巖土工程評價參數(shù)值的選取，可根據(jù)室內(nèi)試驗成果、原位測試成果及原型觀測反分析成9.1.5對鉆孔或礦井中采取的巖樣、土樣和水樣，應(yīng)按JTGb)采空區(qū)場地附近的河流、渠道、湖泊和水庫等地表水體a)抽水、排水或地下水位下降引起的地基與b)采空區(qū)水位上升是否產(chǎn)生基礎(chǔ)底部隔水層突涌a)變形監(jiān)測的平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)宜采用國家平面坐標系統(tǒng)和高程系統(tǒng)或所在礦區(qū)使用的2)橋梁觀測網(wǎng)：根據(jù)橋梁孔跨，應(yīng)逐墩在墩臺位置上布置橫向測線，每條測線宜布設(shè)5個3)隧道觀測網(wǎng)：分離式隧道觀測線宜沿隧道走向設(shè)計線方向布置5條，其中左、右洞頂部4)測線長度應(yīng)大于采空區(qū)地表移動變形范圍，觀測點宜等間距布設(shè)，也可考慮場地實際地5)裂縫觀測宜結(jié)合采空區(qū)地質(zhì)特征選擇典型裂縫統(tǒng)一編號施測，應(yīng)測定建筑物上的裂縫分布位置和裂縫走向、長度、寬度及變化情況。裂縫寬度數(shù)據(jù)應(yīng)精確至0.1mm，每次觀測6)觀測周期宜根據(jù)開采深度、覆巖性質(zhì)、變形速率和觀測時間等綜合確定。對于長壁陷落法采空區(qū)，觀測周期可參考表7確定，觀測期間可根據(jù)變形速率、工程重要性等適當(dāng)縮短或延長；其它非長壁垮落法采空區(qū)，其觀測周期可根據(jù)開采方式、回采率及階段性觀15天。工作基點應(yīng)選在比較穩(wěn)定且方便使用的位置，b)計算各觀測點的下沉W、下沉速率Vw、水平移動U、水平變形ε、傾斜i和曲率K等各種移動e)附圖附表等，主要包括測點平面位置12.1.1對地表移動和變形在時間與空間上有明顯連續(xù)12.3.1地表移動變形計算方法宜采用概率積分法。GB51044相關(guān)論述恰當(dāng)選用。有地表采動實測成果的礦區(qū)，可采用典型曲線法、剖采礦條件復(fù)雜的場地也可采用數(shù)值算法。地表移動與變形預(yù)計應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、12.3.3概率積分法預(yù)計參數(shù)主要包淺埋（H<50m）深埋（200m<H）緩傾斜(α<150）地質(zhì)條件++++采礦條件++++++++采動情況++++三帶發(fā)育特征+++++++++++注：“++”表示應(yīng)作為主要評價因子；“+”表示可作為輔助評價因子。建筑物一般指隧道、橋涵、支擋結(jié)構(gòu)、路b)初步勘察階段采空區(qū)場地穩(wěn)定性評價應(yīng)在工可勘察初判的基礎(chǔ)上，預(yù)計采空區(qū)地表剩余變形+++++++++依據(jù)穩(wěn)定系數(shù)Fs評價+表14按地表剩余變形值確定長壁式采下沉速率Vw>5.0m松散層厚度h(m)h＞30m15m＜h≤30m5m＜h≤15mh≤5m生穩(wěn)定系數(shù)（Fs）1.5≤Fs＜Fst注：采空區(qū)場地穩(wěn)定安全系數(shù)Fst，一般可取2，對地質(zhì)表22按場地穩(wěn)定性及工程重要性等級定性小大大大重，社會影響巨大，實施運營維護措施極困難或c)分析評價地基基礎(chǔ)的施工過程與建（構(gòu)c)對于先采后建再采類建（構(gòu)）筑物，應(yīng)在重復(fù)采動的間隔時間、開采條件明確時按本條第ac)路線宜繞避密集分布的小窯采空區(qū)、時d)路線宜設(shè)在充分采動或接近充分采動的采空區(qū)地表移動盆地中部平底部分和勘察定性為基本利影響。相鄰墩臺間不均勻沉降差值（不包括施工中14.4.4采空區(qū)場地埋深較淺的隧道宜以挖方路基通過。必須設(shè)置的隧道可選14.4.5當(dāng)隧道必須通過采空區(qū)破碎地層時，應(yīng)對圍巖c)當(dāng)空穴巖壁強度不夠或不穩(wěn)定，影響采空區(qū)場地公路設(shè)計，宜結(jié)合場地處治方案技術(shù)特征和運營風(fēng)險程度，配套適宜的警告、限速標15.1.5采空區(qū)處治設(shè)計，應(yīng)根據(jù)采空區(qū)場地穩(wěn)定性評24進行。對不符合表中處治原則，但已進行主體施工的項目-++--+--+：－：15.1.6對因采空沉陷誘發(fā)的危及工程安全的地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)依據(jù)15.2.1采空區(qū)工程治理方法可分為注漿法、礦方法、頂板或覆巖巖性、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)特可用于挖方規(guī)模較小、易開挖且周邊無任何建筑物的采空區(qū)?；靥顣r可采可用于正在使用的通風(fēng)和運輸巷道，具備井治綜合采用地下特殊開采、地下工程加固、地表建筑物結(jié)構(gòu)加固或預(yù)防a)對于路線與礦層走向垂直的傾斜礦層和水平礦層，處治寬度按式（1）計算（圖1a)水平礦層b)路線與B=D+2d+2(hcotφ+Hcotδ).............................(1)）；d——圍護帶的寬度（m）；）；φ——地表松散層移動角（0δ——走向方向采空區(qū)上覆巖層移動影響角（0）。路基或橋隧寬度D的確定：路堤部分以公路兩側(cè)路堤坡腳外1m為界；路塹部分以兩側(cè)塹頂邊界為IⅣB=D+2d+2hcotφ+H1coty+H2cotβ.........................(2)H1、H2——分別為采空區(qū)上山和下山邊界上覆巖層厚度（mβ——采空區(qū)下山方向上覆巖層移動影響角（0B=D+2d+2hcotφ+H1cotY'+H2cotβ'........................(3)β'——采空區(qū)下山方向上覆巖層斜交移動影響角（0Y'——采空區(qū)上山方向上覆巖層斜交移動影響角（0θ——圍護帶邊界與礦層傾向線之間所夾的銳角（0）。L=L0+2h.cotφ+H1.cotY+H2.cotβ..........................(4)H1、H2——采空區(qū)上山和下山上覆巖層厚度(m)；φ——松散層移動角（0b)當(dāng)處治范圍位于采空區(qū)邊界外側(cè)至巖層移動影響范圍以內(nèi)時（圖3可按h=Hl.tanδ+h2...................................(5)動范圍±5m。注漿孔宜采用梅花型方式布設(shè)，其排距、孔間距應(yīng)經(jīng)現(xiàn)場試驗確定1234a)注漿總量Q總可按式（6）計算：S——采空區(qū)處治面積();M——礦層平均采出厚度();），R——漿液有效擴散半徑（m），可按1/2孔距計算。響采洞坍塌的因素較多，沒有可靠的計算公式，實際工作中可按坍），L=H.cotβ......................................(8)β——坍塌擴散角K——安全系數(shù)，用1.10～1.25；——對埋深小于6m，上覆頂板完整性差，巖體強度低，易開挖的采空區(qū)，以及挖方邊坡面積較小的采空區(qū)或巷道，可采用開挖回填法進行處治。對埋深6m～20m，周圍無任何建筑物的采空區(qū)，可采開挖回填的處治范圍按15.2.2的規(guī)定采用。路基巷道加固法適用于正在使用的生產(chǎn)、通風(fēng)和運輸巷道，或廢棄巷道的支護結(jié)構(gòu)不能保證地表公路在松散土層中巷道未坍塌時，相當(dāng)于天然土拱處于平衡狀態(tài)，如發(fā)生坍塌則形成破壞拱（圖7），...............................）；φ——松散層的內(nèi)摩擦角（0）。對采空區(qū)埋深小于10m，上覆頂板完整性差，巖體強度低的地段；爆破、開挖回填后或者主變形已完成的采空區(qū)地段；采空區(qū)地表水平裂縫區(qū)地段可以采用強夯法處治。強夯的有效加固深度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)強夯處理范圍應(yīng)大于建筑物基礎(chǔ)范圍，每邊超出基礎(chǔ)外緣的寬度宜為基底下設(shè)計處理深度的1/2~E<40004000≤E<6000S——采空區(qū)處治面積（m2），S=L.B；L——采空區(qū)處治長度（ma)采空區(qū)跨越方法有梁、板、拱等多）；b)場地自然地理概況，包括地理位置、地縫分布等；比例尺在可行性研究階段宜采用1：10000～1：50000，初勘和詳勘b)干（漿）砌、巷道加固、跨越設(shè)計、其它1覆巖全部為可垮落2礦層以上某一高度存在一定厚度的堅硬345全部覆巖為極軟弱當(dāng)開采深度較小或接近沖積層開采時，覆巖變形不應(yīng)形成懸采空區(qū)場地工程地質(zhì)情況L=D+2B+(2h.cotφ+H下cotβ'+H上cotY')...................(C.1)L=D+2B+2(h.cotφ+Hcotδ).........................(C.2)L——保護帶寬度（以路線中心線為中心）（m）；D——公路寬度（m路堤應(yīng)以兩側(cè)路堤坡腳外1m為界，路塹應(yīng)以兩側(cè)塹頂邊承臺邊緣為界，分離式隧道應(yīng)以左右洞外邊墻為界（含左右洞之間的距離），連拱隧道應(yīng)），φ——松散層移動角（0），一般取值450；δ——走向方向礦層上覆基巖移動角（0可參考表H.1取值；β'——斜交剖面下山方向礦層上覆基巖移動角（0Y'——斜交剖面上山方向礦層上覆基巖移動角（0長度計算公式與寬度計算公式相同，只是將公路寬度替換成公路長度，維C.1.2公路收費站、管理站等建筑物下2)在平面圖上作各邊平行于受護對象總輪廓的多邊形（或四邊形在多邊形（或1)在松散層內(nèi)采用φ角畫直線；在基巖內(nèi)則分別以斜交剖面移動角β'、Y'代替β、Y畫直β、Y、δ——分別為下山、上山和走向方向的巖層移動角（0θ——圍護帶邊界與礦層傾向線之間所夾的銳角（0）。3)用垂線法計算與礦層走向斜交的受護對象保護礦柱時，礦柱在礦層上山方向垂線長度Lu........................................................α——礦層傾角（0）。S——塊段的面積，m2；D——礦體視密度，t/m3。以下為一幢五層職工宿舍樓設(shè)計保護礦柱的方向與礦層走向線的夾角θ=45°,礦層傾角α=21°,厚度M=2.83m，房屋下方礦層埋藏深度H=240m，h)壓覆資源量：Qefhg=Sefhg.D.(2.83/cos210)。開采近水平、緩傾斜（傾角α<15°)礦層時，如果地表平坦，且達到超充分采動，采動影響范圍內(nèi)a）平面圖開采傾斜（傾角α=15°~55°)礦層時，地表移動盆地（圖D.2）應(yīng)具有下列特征：重合。最大下沉點同采空區(qū)幾何中心的連線與水平線在下山一側(cè)夾角（最大下沉角）應(yīng)小于b)最大下沉值不應(yīng)出現(xiàn)在采空區(qū)中心正上地面物探電法勘探任何地層及產(chǎn)狀，其上方?jīng)]有極高阻或極低阻的屏蔽層；地形平緩，覆地形平緩，具有穩(wěn)定電性標志層，地電層次不多，電性層與地質(zhì)層基本一致，各層厚度相對于埋深不太小，被測巖層有足夠厚度，巖層傾角小于20°;相鄰層電性差異顯著，水平充電體相對圍巖應(yīng)是良導(dǎo)體，要有電磁法被測目標相對規(guī)模較大，且相對圍被測目標與周圍介質(zhì)有一定電性差地下水、較淺的地震法折射波法適用于被測目標的波速大黃土覆蓋層較反射波法要求地層具有一定波阻抗覆蓋層較薄，采空區(qū)埋深淺，地表內(nèi)物探井底CT層析成像(彈性井況良好、井徑合理，激發(fā)與接受游散電流、電磁井間CT層析成像(彈性井況良好、井徑合理，激發(fā)與接受回轉(zhuǎn)＋＋——＋＋——＋ ＋＋ ＋—＋＋＋—＋＋ ：＋＋：；＋：基巖：可鉆性Ⅶ—Ⅹ級巖石常規(guī)口徑；可鉆性Ⅴ—Ⅸ級巖石大口徑。大漂可鉆性Ⅹ級以內(nèi)巖石基巖、卵礫石層、漂石層用大淺孔中的砂、土、礫石、小卵石用各種肋骨抽砂筒鉆進；大卵石、漂石1)采用雙動雙管取芯鉆具鉆進時，巖芯管長度應(yīng)為1.5m～2.0m。鉆頭軸向差距應(yīng)視巖石而定，可為30mm～50mm，軟質(zhì)巖石差距應(yīng)大些，反之則小些。鉆進中不宜提動2)鋼粒鉆進時宜采用直徑3.5mm～4.0mm的鋼粒，鉆頭有效底唇面積的壓強宜用3.0MPa~a)含洞穴地層鉆探應(yīng)根據(jù)地層情況選擇鉆進全站儀自動跟蹤測量法、衛(wèi)星實時定位測量（GPS—RTK經(jīng)緯儀投點法、差異沉降法、激光準直法、垂線法差9—6946往返333422574—8注：計算測距往返較差的限差時，a、b分別為相應(yīng)等級所使用儀器標稱的固定誤差和比例誤差系數(shù)，D為測量斜距 尺（mm）（mm）38橫坐標X量橫坐標X量橫坐標X量縱坐標Y縱坐標Y縱坐標Y日日日c)地表移動延續(xù)時間可以根據(jù)最大下沉b)當(dāng)采動程度較小時，地表移動計算參數(shù)中下沉系采用條帶式開采，如圖I.1所示，礦(巖)柱安