浅层（小型采空区）采空区在高速公路勘察设计中调查方法.doc

浅层（小型采空区）采空区在高速公路勘察设计中调查方法一、总述随着国家在基础设施建设中的大力投入，让西部尤其 像贵州这样欠发达的省份有了更多的机会和资金形成更为 便利的高速公路网络随着高速公路网的不断密集，为了方 便资源的合理调配，网络更逐渐向一些能源产地靠拢，在能 源产地由于资源的采集，可能使一些地表及地下的形态发生 人为的变化由于高速公路的设计指标较高，再加上贵州的 低中山地貌，在贵州高速公路勘察设计的过程中为了达到一 些平面指标，线路就必须通过一些规模不是很大的可以处理 的病害地质体，比如岩溶，崩塌体，堆积体以及我们将要研 究的采空区，这些不良地质体常使路基失稳，造成路基、路 面、桥梁涵洞等构筑物的损坏，对公路工程危害极大下面 我们主要对采空区这类病害进行讨论二、采空区介绍采空区，主要分为小型采空区以及大面积采空在这我 们主要讨论的是小型也就是浅层采空小型采空区也称为人为坑洞，是人们为了各种目的在地 下挖掘后遗留下来的洞穴，它一般是手工，采空范围较窄， 开采深度较浅，无规则，少支撑小型采空区又分为掏煤洞、 掏砂洞、掏金洞、坎儿井，在贵州西部的高速公路勘察设计 中，主要以掏煤洞这种小型的采空是最为常见的，这类小采 空区它们一般主要有以下一些特点：分布于埋藏浅且易于开 采的含煤地层中，主要形状以平洞及斜井为主，煤洞长，多 有岔洞，洞门处有简单支护，洞口多有弃渣堆砌的痕迹，且 遇见地下水后就停止挖掘，由于采空设备有限，采空范围狭 窄，多呈巷道式，不会产生移动盆地，但因为开采深度较浅, 又任其坍落，底边变化较剧烈，主要的一些变形类型有地表 塌陷和开裂等，地表裂缝的分布常常与开采工作面方向平 行，且随开采面的推进而不断向前发展，除极浅的采空区外, 裂缝一般上宽下窄，且无显著位移。

三、采空区调查的方法概括在了解了小型采空区的一些特性之后，针对其特性，下 面我们总结了 一些有效的调查方法对采空规模进行调查：1） 地质调绘：因为小型采空区一般未进行基本的地质勘 察，进行必要的场区地层构成，矿层的分布状态，范围，地 质构造的发育调查是首先要完成的工作；居民访问主要是对 场区采空的规模，深度，以及主要开采范围，开采年限，开 采设备的使用状况进行调查2） 地貌测绘：采用GPS定位仪器，对地表采空洞的洞门 平面位置以及地表塌陷裂缝的位置进行精确定位，以及影响 采空的一些地下水出水点的定位测量，采集采空洞的洞门标 髙了解采空位置与通过段路线标髙的关系，通过对地下水位 出水点的高程定位，确定地下水位标高对于一些规模稍大, 可以通过进洞调查的，使用罗盘及皮尺及高程测量仪器对地 下洞内规模进行平面展示3） 钻探：确定场区地层构成，以及场区内煤线的分布情 况，掌握采空区的主要分布区域以及采空深度4） 物探：确定场区覆盖层厚度，进而确定采空区的主要 分布深度，以及不能通过地表调绘出的浅层地下空洞四、工程实倒在了解了小型采空区的一些显著特征及调查方法之后， 下面我们结合一个工程实例来说明一下根据采空区的一些 特性，我们怎样才能更加有效合理的采用一些方法对采空区 进行规模调查。

杭瑞高速公路贵州境遵义至毕节段该项目为《国家髙速 公路网规划》（“7918”网）中杭州至瑞丽高速公路的组成 段，是西部大开发交通主干道的组成部份，也是《贵州省骨 架公路网》的重要组成部分其中在K1742+360〜K1743+000 段，该路段全长为940m,主要为填方，局部为挖方，路段内 小型采空洞遍布路段，局部地表有塌陷此段采空区调查我 们的目的主要是查明路段的水文地质与工程地质条件，对场 区内采空区的地层构成，地质构造的发育特点及特征，并做 出评价，为该路段勘察设计提供可靠依据，在这次采空区的 调查中我们共采用了地质调绘钻探，物探以及GPS定位等多 种方法进行采空区的调查1） 通过资料收集及现场地质调绘，了解到该场区主要二 叠系上统龙潭组（P21）粉砂岩炭质页岩、泥岩夹煤层组成 根据采空的规模集中程度，我们将该路段分为ZK1742+360〜 ZK1742+46 5 , ZK1742+465-ZK1742+627 , ZK1742+627 〜 ZK1742+835 , ZK1742+835 〜ZK1742+970 , ZK1743+9 70 〜 ZK1742+300五个集中采空区，在这几个集中采空区中采煤煤 洞及地表塌陷大量分布，煤洞的开采方向基本趋于一致，且 开采长度大多为20. 40米之间，主要为上世纪80年代末期 人工开采，用途是生活用煤，开采方式极简易，且规模较小, 大多数无支护，基本在见到地下水之后就不再进行挖采。

2） 利用了 GP s定位仪器（定位精度2mm+lmm）,对场区内 所有煤洞洞门位置进行了精确定位，最终场区共计43个采 空洞口，再对5个集中采空区内的地表沉降，裂缝位置进行 了精确定位，并对洞口的高程进行了确定，对一些线路外或 位于路线设计标高之上采空洞进行筛选然后再对地下水出 水点SI, S2的位置及高程进行了确定，了解了场区地下水 水位的高程与采空洞的关系通过对一些规模稍大采空空洞 进行地下调查，并对其开挖方向，洞内开挖规模，洞高，洞 宽进行调查，最终将其平面形态反应到工程地质平面图为分 段评价，分段处理提供基础资料3） 在场区内共布置了钻孔5个，主要布置在3个集中采 空区及2个软土区域，3个集中采空区的钻孔均揭露了 2〜3 条煤线，从30〜50cm不等，他们主要反映了这段采空区的 主要采煤深度，根据钻探显示以及地质调查了解到人工采空 主要是以第一条煤线为主要采空层同时也对电法物探资料 进行了验证，让物探资料的准确性更高4） 从场区起点到终点布置了一条完整的物探测线，由于 某些地段受地形限制以及环境电场影响，局部物探精度收到 一定影响，能一定程度上反映覆盖屡厚度以及少量采空煤洞 的位置，但是由于地层与覆盖层岩性电阻率差异较大，其反 映精度相对较低。

五、结论通过对浅层采空即小型采空区特性的了解，并针对其特 性制定了一些切实有效的调查方法，让浅层采空的规模，范 围即空间形态更为真实客观的表现出来，对第二阶段浅层采 空区的治理工作起到了相当具体，且关键性的作用，但就目 前现有的一些调查方法来看，虽然对于地表的不良地质病害 分布可以达到很高的精度，但是对于地下空洞的空间分布的 调查精度希望能提供有效的，精确物理勘探仪器设备，同 时我们也会在以后的工作中去总结一些更为有效的调查采 空区分布形态的方法，为公路路基稳定性处理提供一个可靠 的依据。