深井开采地表斑裂影响下桥梁变形控制研究

摘要

煤层开采后将引起地表移动变形，华丰煤矿—采区采后地表出现了严重的非连续变形—斑裂现象，对地表建筑物尤其是桥梁造成极大地危害。为达到煤层开采后保护桥梁的目的，本文根据矿区地质采矿条件，分析岩层及地表移动规律对桥梁的影响，采取覆岩离层注浆充填和桥梁结构加固技术以控制桥梁变形。
　　华丰煤矿上覆巨厚砾岩厚度大、整体性好，煤层开采后砾岩与下部红层间产生大范围离层，工作面推采过程中砾岩断裂后地表产生斑裂，对农田、河床及建筑物产生较大影响。由于桥梁结构特殊，属于线性构筑物，地表移动变形尤其是斑裂对桥梁的影响巨大并呈现一定的规律性。根据地表岩移观测数据，对煤层开采后地表变形进行预计并超前分析斑裂位置，对桥梁保护提供技术支持。
　　基于矿区采矿地质条件及桥梁结构特点，采取覆岩离层高压注浆充填及桥梁加固技术控制桥梁变形。基于覆岩体内高压充填减缓地表沉降的作用机理，对离层高压充填的关键技术进行了研究，优化了注浆充填工艺及系统;在此基础上，根据鲁里桥的实际情况，对大桥上部结构、下部结构及桥梁基础进行加固。
　　对覆岩体内离层高压充填效果进行了地球物理探测，通过对比不注浆开采条件下的地表下沉情况，表明注浆开采条件下减沉率达到29～56％，地表下沉速度明显降低，下山方向主要影响范围明显变小，斑裂破坏程度有所减弱，桥梁保护效果显著，保障了桥梁的安全使用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

2 华丰煤矿岩层及地表移动规律

2．1 矿井地质采矿条件及地表环境特征

2．2 华丰煤矿覆岩离层发育规律

2．3 华丰煤矿地表移动变形规律

2．4 小结

3 深井开采地表移动对桥梁的影响机理

3．1 地表移动变形对桥梁的影响特征

3．2 采动影响下桥梁变形机理

3．3 煤层开采对桥梁的影响预计

3．4 小结

4 开采影响下桥梁的保护技术

4．1 深井覆岩体内浆体高压充填减沉技术

4．2 控制桥梁变形加固技术

4．3 小结

5 覆岩体内高压充填对桥梁保护效果

5．1 离层高压充填效果的地球物理勘探

5．2 覆岩体内高压充填对桥梁变形的控制效果

5．3 小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 有待进一步解决的问题

致谢

攻读硕士学位期间主要科研成果

参考文献