高速公路下伏急傾斜煤層采空區(qū)致災(zāi)機(jī)理與防治技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，全國公路網(wǎng)的不斷完善，許多公路將不可避免的穿越采空區(qū)上方。雖然國內(nèi)對高速公路下伏采空區(qū)的治理已有了許多年的經(jīng)驗(yàn)，在采空區(qū)的勘察設(shè)計(jì)、穩(wěn)定性評價(jià)和處治技術(shù)等方面積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但總體來說，我國采空區(qū)高速公路建設(shè)技術(shù)還不算是成熟階段。由于各地公路下伏采空區(qū)的工程條件差別較大，新的工程實(shí)踐中仍然存在許多難題，尤其在考慮地表施工與運(yùn)營荷載影響的采空區(qū)穩(wěn)定性評價(jià)方法、評價(jià)依據(jù)、治理標(biāo)準(zhǔn)及工程處置技術(shù)等方面，尚未形

2、成系統(tǒng)的治理理論和技術(shù)，無規(guī)范可循，也沒有成熟的工程設(shè)計(jì)體系可供借鑒和指導(dǎo)，特別是對于急傾斜煤層采空區(qū)的處理問題，還缺乏成功的經(jīng)驗(yàn)。
　　本文針對急傾斜煤層的致災(zāi)機(jī)理和防治問題，以新疆烏魯木齊繞城高速采空區(qū)治理工程為依托，采用現(xiàn)場踏勘、理論分析與數(shù)值模擬計(jì)算相結(jié)合的方法，對急傾斜煤層采空區(qū)修建高速公路后的沉降趨勢、致災(zāi)機(jī)理與防治措施等進(jìn)行了研究，主要成果如下：
　?、欧治隽擞绊懠眱A斜煤層采空區(qū)地表穩(wěn)定性的主要因素分為采礦因素

3、和不良地質(zhì)因素?？偨Y(jié)了高速公路下伏急傾斜煤層采空區(qū)所引起的路基、橋梁、隧道和涵洞等產(chǎn)生不良病害情況。
　?、品治隽嗽摴こ讨械男「G采空區(qū)和其他地勘資料中的空洞對高速公路路基穩(wěn)定性的影響。該項(xiàng)目中基底附加應(yīng)力的影響深度都能到達(dá)導(dǎo)水裂隙帶的范圍內(nèi)，所以必須進(jìn)行采空區(qū)空洞的處理才能滿足路基的設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
　?、抢肍LAC軟件，建立了采空區(qū)上覆蓋層厚度對比模型和采空區(qū)安全煤柱頂寬對比模型。通過對比分析得到在采空區(qū)安全煤柱上方修建公

4、路時(shí)，采空區(qū)上覆蓋層不同高度和不同安全煤柱頂寬對地面穩(wěn)定性的影響。模擬結(jié)果表明：上覆蓋層在一定厚度內(nèi)存在著自穩(wěn)性，地表沉降的最大值隨著地層厚度的增加先增大后減小。煤層開挖后，安全煤柱對地層的穩(wěn)定性起到了很大的作用，安全煤柱邊緣也產(chǎn)生了變形移動區(qū)和變形破壞區(qū)。并且安全煤柱預(yù)留頂寬越寬，安全煤柱上方地層煤層開挖后地表沉降值越小。
　?、韧ㄟ^數(shù)值模擬，分析了該工程中，公路對采空區(qū)內(nèi)地表的穩(wěn)定性影響很大，必須進(jìn)行加固處理后，才能滿足路基的