高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册有关规定

高速公路采空区（空洞）勘察设计与施工治理手册有关规定1采空区类型1.1按采煤深厚比分类①浅层采空区开采深厚比（h/m）小于40的采空区。②中深层采空区开采深厚比大于40、小于200的采空区。③深层采空区开采深厚比等于或大于200的采空区1.2按煤矿采空区形成和停采的时间分类①新采空区现采区的采空区（采煤后未放顶或刚房顶的采空区）。地表移动、变形尚未发生或正在发生过程中；或位于正在采煤的采区、采煤工作面近旁的采空区，已放顶，地表移动、变形和移动盆地正在发生、发展中。②老采空区已停采闭矿的矿区或已停采的采空区（或指新采空区以前的采空区）。地表移动、变形和移动盆地等已形成并趋于稳定的采空区。2地表移动变形①地表移动;②地表移动盆地;③移动盆地主剖面。地表移动变形指标：地表下沉地表移动的垂直分量地表水平移动地表移动的水平分量地表倾斜地表两相邻点下沉值之差与其水平距离的比值地表水平变形地表两相邻点的水平移动值之差与其水平距离的比值3覆岩采动破坏的垂直分带自上而下(地表松散层沉陷变形带)弯曲带断裂带（裂隙带）跨落带（冒落带）跨落带（冒落带）、断裂带（裂隙带）、弯曲带简称“三带”。4公路采空区（空洞）勘察技术①工程地质调绘②工程物探③工程钻探④原位测试及室内试验⑤高精度变形观测⑥资料整理及报告编制采空区工程地质条件分析；采空区范围及“三带”划分；采空区稳定性分析评价；采空区治理方案建议。5公路采空区（空洞）地表的稳定性评价5.1评价标准公路采空区地表稳定性评价标准根据开采方法确定。①对于壁式陷落法开采的采区中部和超充分采动区以及其他便于进行地表移动预计的采空区，地表的稳定性应按拟建公路及其附属建（构）筑物的允许变形值确定：a.如果预计公路路基建成时的地表移动变形值小于公路的允许移动变形值，则地表属稳定型，采空区不经治理即可进行公路建设；b.如果预计公路路基建成时的地表移动变形值大于公路的允许移动变形值，则地表属不稳定型，采空区必须经过适当治理之后方可进行公路建设；c.山地采空区的稳定型除按地表预计的移动变形值判定外，还应按预测采动坡体的稳定性进行判定：如预测采动坡体不会发生滑坡或坍塌，则坡体不需治理；如采动坡体可能发生滑坡或坍塌，则不仅要治理采空区，还要治理采动坡体，否则不能进行公路建设。②如果工程期限允许，对于壁式陷落法开采或经特殊设计开采的采空区中部和充分采动区，也可通过一年以上高精度沉降观测确定其地表的稳定性：a.如果采空区地表沉降量小于24mm（年平均沉降速度小于0.066mm/d），则地表属于稳定型，采空区不经治理即可进行公路建设；b.如果采空区地表沉降量大于24mm（年平均沉降速度大于0.066mm/d），则地表属于不稳定型，采空区必须经过适当治理之后方可进行公路建设。③对于古窑采空区、不规则的柱式采空区以及长壁陷落法采空区的边缘区和其他难以进行地表移动预计的采空区或地下空洞去，其地表的稳定性应按采空区的开采条件、停采时间（地下空洞的形成时间）和开采深厚比（地下空洞的深高比）等因素确定：a.停采5年以上，周围无新的开采扰动，开采深厚比大于200；或开采厚度小于1m的薄矿层开采深度大于200m的采空区，其地表应属于稳定型，采空区不治理即可进行公路建设；b.停采3～5年，开采深厚比40～200，或薄矿层开采深度100～200m的采空区，其地表为过度稳定型，采空区应在勘察、评价的基础上重点治理后方可进行公路建设；c.停采时间少于3年，或停采3年以上又有新的开采拢动，开采深厚比小于40，或薄矿层开采深度小于100m的采空区，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。5.2公路采空区允许地表移动变形值①水平长度允许变形值，简称水平变形（ε）ε≤±2.0（mm/m）②垂直剖面允许变形值，包括倾斜（ｉ）和曲率（ｋ）ｉ≤±3.0（mm/m）ｋ≤±0.2（10-3/m）6采空区评价和治理类级6.1采空区评价类型①简易评价类型：条带法或填充法等特殊开采的采空区。此类采空区只需搜集有关开采设计、开采实施、地表移动观测和采动损害状况等资料进行简易评价，说明地表稳定状况。②一般性评价类型：长壁陷落法一般平地采空区。地形、地质和采矿资料较为齐全，精度较高，评价的理论、方法和在数也较完善，在而评价难度不大，但评价工作量较大，评价精度相对较高。③难度较大评价类型：短边陷落法一般平地采空区。地形、地质和采矿资料的完备性和精度较差，评价的理论、方法和参数也不够完善，评价的难度和工作量略大于二类，评价精度也略低。④难度很大的评价类型：柱式采空区及山地和特殊地质条件采空区。地形、地质和采矿资料不全，精度不高；或评价的理论、方法和参数可靠性较差，评价精度相对较低。6.2采空区治理等级一级：地表稳定性可靠的采空区。地不空洞率极小，或地下空洞对地表稳定性不构成危害，一般不需采取专门治理措施。二级：地表稳定性不很可靠的采空区。地下空洞率虽然较小，都对地表稳定性有一定影响，需要采取专门治理措施，但治理难度和工作量相对较小。三级：地表稳定性较差的采空区。地下空洞率较大，对地表的稳定性会构成一定危害，需要采取专门的治理措施，治理的难度和工程量均较大。四级：地表稳定性很差的采空区。地下空洞率很大，或覆岩采动破坏严重，地表稳定性很差，需要采取专门治理措施，且治理的难度和工程量都很大。7采空区地表稳定性判别7.1按矿层开采深厚比(h/m)或开采深度①采空区覆岩下部冒裂垂高水平～倾斜煤层Hli=急倾斜煤层Hli=水平煤层——煤层倾角≤15°倾斜煤层——煤层倾角＞15°≤45°急倾斜煤层—煤层倾角＞45°M——单层开采的采厚或多层开采的累计采厚（m）h—阶段垂高（m）a、b、c——系数，均与覆岩物理力学性质有关，可按表41取值。表4-1覆岩分类覆岩性质水平倾斜煤层急倾斜煤层岩性单向抗压强度(MPa)abcabc坚硬岩石英砂岩、石灰岩、砾岩40～801.22.0±8.91133±8.4中硬岩砂岩、泥质灰岩、砂质页岩20～401.63.6±5.57.5293±7.3较弱岩砂质泥岩、泥岩、页岩10～203.15.0±0极软弱岩风化泥岩、粘土、砂质粘土<105.08.0±3.0---②地表裂缝垂深实际量测。通常、松散层裂缝带垂深Hd为2～10米；大同矿区坚硬岩层切冒发生的地表大裂缝垂深可达20米。③采空区地表建筑物加载安全开采深度在已经稳定的采空区地表新建建载物加载之后，不致引起采空区覆岩和地表重新移动而导致地基失稳，即为采空区建筑物安全加载，相应的开采深度称为采空区地表建筑物加载安全开采深度。a、长壁陷落采空区建筑物加载安全深度Ha可向下列公式计算：Ha≥Hli+Ｈd+Hj+Hy(m)式中：Hli—垮裂带高度（m），一般小于开采厚度的20倍。Ｈd—地表裂缝带深度（m）,一般不超过10米。Hj—建筑物基础深度（m），一般不超过10米Hy—建筑物加戴对地基的扰动深度（m），一般不超过10米。通常认为，长壁隔落法开采深度比等于或不大于40米时，公路建筑物在稳定采空区地表加载是安全的，即不会导致采空区上覆岩层和地表移动活化而失稳；柱式或其他开采方式形成的跨裂高度和地表裂缝垂深小于长壁陷落采空区，因而取等于或大于40倍采深作为建筑物加载临界深度也是安全的。b、巷柱式采空区地表建筑物加载的临界安全深度Ha也可按采空区覆岩极限平衡状态导出：设B—采空区宽度（m）γ—上覆岩层加权平均容重（t/m3）Ｃ—上覆岩层加权平均内聚力（t/㎡）φ—上覆岩层加权平均内摩擦角μ—上覆岩层加权平均泊松比Ｒ0—建筑物对地基的单位面积荷载（t/㎡）则，按平面问题导出的采空区地表建筑物加载临界安全深度为：1）对于松散岩体Ha≥若不考虑内聚力C，则为：Ha≥２）对于弹性岩体Ha≥若不考虑内聚力C，则为：Ha≥c、残余移动初期采空区地表建筑物安全开采深度△wj残余移动期极限下沉量，约为采厚的20～30%取大值则：△wj≈ＭＭ—煤层厚度在水平～缓倾斜充分开采条件下，残余倾斜（△ij）、曲率（△ｋj）和水平弯形（△εj）根限可仿照率最大变形值计算公式为：△ij≈△ｋj≈1.52△εj≈1.52b这些计算值若小于5.2规定，则认为是安