采空区的岩土工程问题及治理措施

摘要

本文以乌鲁木齐市外环路东北段（南湖东路—北京南路）道路拟建工程穿越的六道湾煤矿采空区为背景，研究该采空区的稳定性和空区引起的地面变形及其影响因素，确定该采空区对拟建工程的影响并提出治理措施。通过分析，对采空区稳定性及采空区引起的地面变形具有较大影响的因素有：地层岩土体结构、地质构造、地震作用、构造应力、岩土体力学性质、开采方式和顶板管理方法、开采厚度与宽度、采空区埋藏深度等。对地面变形的类型、特征、时空性和连续性进行分析得出该采空区主要有沉降、地面塌陷、地裂等变形类型；采空区的地面最大沉降发生在空体上方，采空区两侧的地面变形不对称，两侧变形差异很大；采空区地面变形连续且具有时空性。通过地面变形优势指标：埋藏优势指标DR=1、时间优势指标TR=1、采空区处理方式优势指标PR=0.9、扰动岩土体物理力学优势指标MR=0.5-0.95，表明采空区地面变形受空区埋藏深度、开采时间及处理方式的控制较为明显。将采空区各区域的顶、底板岩体建立力学模型，得出岩体条块两侧的侧向力之间的关系式及滑动安全系数的关系式，计算结果显示1、2区岩体条块多数为倾倒模式，在现有条件下3区岩体滑动安全系数fs=0.27<1，采空区顶、底板岩体不稳定。以稳定边界和变形边界影响范围分析采空区对拟建工程的影响，结果显示K1+360m—K2+290m地段拟建道路均受到采空区地面变形的影响，面积约1.01km2。结合采空区场地状况及条件，选择充填处理法对拟建工程穿越的采空区进行治理。对已形成的小型塌陷坑充填，充填要密实；对地下充填不实和地下埋深大于30m的空体进行钻孔注浆充填处理。

目录

文摘

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声明

第1章 绪论

第2章 研究区域的工程地质概况

第3章 采空区引起的地面变形及其影响因素分析

第4章 采空区顶板稳定分析

第5章 矿区采空区对拟建工程的影响

第6章 采空区治理措施

第7章 结论

参考文献

致谢

作者简历