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

高速公路采空區(qū)（空洞）勘察設(shè)計(jì)與施工治理手冊有關(guān)規(guī)定1采空區(qū)類型1.1按采煤深厚比分類①淺層采空區(qū)開采深厚比（h/m）小于40的采空區(qū)。②中深層采空區(qū)開采深厚比大于40、小于200的采空區(qū)。③深層采空區(qū)開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）、彎曲帶簡稱“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原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)⑤高精度變形觀測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)定性評價(jià)5.1評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)公路采空區(qū)地表穩(wěn)定性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)開采方法確定。①對于壁式陷落法開采的采區(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)測采動(dòng)坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行判定：如預(yù)測采動(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，對于壁式陷落法開采或經(jīng)特殊設(shè)計(jì)開采的采空區(qū)中部和充分采動(dòng)區(qū)，也可通過一年以上高精度沉降觀測確定其地表的穩(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)過適當(dāng)治理之后方可進(jìn)行公路建設(shè)。③對于古窯采空區(qū)、不規(guī)則的柱式采空區(qū)以及長壁陷落法采空區(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)的開采條件、停采時(shí)間（地下空洞的形成時(shí)間）和開采深厚比（地下空洞的深高比）等因素確定：a.停采5年以上，周圍無新的開采擾動(dòng)，開采深厚比大于200；或開采厚度小于1m的薄礦層開采深度大于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，開采深厚比40～200，或薄礦層開采深度100～200m的采空區(qū)，其地表為過度穩(wěn)定型，采空區(qū)應(yīng)在勘察、評價(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年以上又有新的開采攏動(dòng)，開采深厚比小于40，或薄礦層開采深度小于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水平長度允許變形值，簡稱水平變形（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)評價(jià)和治理類級6.1采空區(qū)評價(jià)類型①簡易評價(jià)類型：條帶法或填充法等特殊開采的采空區(qū)。此類采空區(qū)只需搜集有關(guān)開采設(shè)計(jì)、開采實(shí)施、地表移動(dòng)觀測和采動(dòng)損害狀況等資料進(jìn)行簡易評價(jià)，說明地表穩(wěn)定狀況。②一般性評價(jià)類型：長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，評價(jià)的理論、方法和在數(shù)也較完善，在而評價(jià)難度不大，但評價(jià)工作量較大，評價(jià)精度相對較高。③難度較大評價(jià)類型：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，評價(jià)的理論、方法和參數(shù)也不夠完善，評價(jià)的難度和工作量略大于二類，評價(jià)精度也略低。④難度很大的評價(jià)類型：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；或評價(jià)的理論、方法和參數(shù)可靠性較差，評價(jià)精度相對較低。6.2采空區(qū)治理等級一級：地表穩(wěn)定性可靠的采空區(qū)。地不空洞率極小，或地下空洞對地表穩(wěn)定性不構(gòu)成危害，一般不需采取專門治理措施。二級：地表穩(wěn)定性不很可靠的采空區(qū)。地下空洞率雖然較小，都對地表穩(wěn)定性有一定影響，需要采取專門治理措施，但治理難度和工作量相對較小。三級：地表穩(wěn)定性較差的采空區(qū)。地下空洞率較大，對地表的穩(wěn)定性會(huì)構(gòu)成一定危害，需要采取專門的治理措施，治理的難度和工程量均較大。四級：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，需要采取專門治理措施，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按礦層開采深厚比(h/m)或開采深度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——單層開采的采厚或多層開采的累計(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)頁巖20～401.63.6±5.57.5293±7.3較弱巖砂質(zhì)泥巖、泥巖、頁巖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。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)的開采深度稱為采空區(qū)地表建筑物加載安全開采深度。a、長壁陷落采空區(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），一般小于開采厚度的20倍。Ｈd—地表裂縫帶深度（m）,一般不超過10米。Hj—建筑物基礎(chǔ)深度（m），一般不超過10米Hy—建筑物加戴對地基的擾動(dòng)深度（m），一般不超過10米。通常認(rèn)為，長壁隔落法開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)；柱式或其他開采方式形成的跨裂高度和地表裂縫垂深小于長壁陷落采空區(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—建筑物對地基的單位面積荷載（t/㎡）則，按平面問題導(dǎo)出的采空區(qū)地表建筑物加載臨界安全深度為：1）對于松散巖體Ha≥若不考慮內(nèi)聚力C，則為：Ha≥２）對于彈性巖體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