構造物下伏采空區(qū)處治技術研究.pdf

1、目前，我國原煤產(chǎn)量居于世界首位。在能源的需求中，與其他國家相比，中國更加依賴煤炭資源。據(jù)統(tǒng)計，建國以來，煤炭在我國一次能源消費構成中一直占70[％]以上，這種格局在今后一個相當長的時期內(nèi)也不會發(fā)生根本性的變化。隨著我國國民經(jīng)濟和基礎設施建設的加速發(fā)展，可利用土地資源的日益減少，許多煤炭采空區(qū)逐漸被列為工業(yè)和民用建筑場地，特別是有些地區(qū)的橋梁、隧洞也必須建在采空區(qū)上。
　　 山西省是煤炭大省，煤炭資源在全省大部分地區(qū)均有分布，經(jīng)長

2、期的采掘活動，在三晉大地上留下的采空區(qū)比比皆是，形成了大規(guī)模、大范圍的采空塌陷區(qū)。地下煤炭資源的大量采出將導致采空區(qū)上覆巖體產(chǎn)生冒落、斷裂和彎曲現(xiàn)象，覆巖力學強度損傷、致使采空區(qū)上方巖層的承載能力下降。在構筑物荷載、巖體強度衰減及其他外力擾動作用下，有可能打破冒裂帶巖體的相對平衡狀態(tài)，重新“活化”采空區(qū)，產(chǎn)生應力再分布、導致地表產(chǎn)生附加移動和變形，進而致使新建構筑物沉降、局部開裂、傾斜、直至倒塌等災害，嚴重影響和危害著采空區(qū)上方的高速公

3、路、現(xiàn)代化鐵路、機場、水利工程、西氣東輸工程等重大基礎工程建設及中、小城鎮(zhèn)的建設、規(guī)劃和發(fā)展。
　　 高速公路橋隧為線性工程，由于采空區(qū)覆巖的不均勻沉降變形，很容易造成橋隧路面錯落起伏、橋隧結構變形、開裂等破壞現(xiàn)象，對高速公路橋隧工程的正常運營以及破壞后的補救修復，構成了嚴重的安全隱患和潛在危害。太舊高速公路是山西省涉及采空區(qū)地基處治的第一條高等級公路，以后陸續(xù)建設大運高速公路、晉焦高速公路、長太高速公路等都涉及采空區(qū)地基處治問

4、題，在采空區(qū)路基工程實踐中積累了較為豐富的采空區(qū)處治經(jīng)驗和大量的測試資料，沒有涉及到橋隧工程。目前，離石—軍渡區(qū)間高速公路橋隧工程下伏采空區(qū)處治工程，是目前國內(nèi)外第一次遇到的采空區(qū)規(guī)模最大、地質(zhì)條件復雜、施工難度高的富有挑戰(zhàn)性工程。
　　 盡管山西省高速公路建設對采空區(qū)的治理已有十多年的歷史，在采空區(qū)的勘察、穩(wěn)定性評價和治理方面積累了寶貴的經(jīng)驗，但尚未形成成熟的理論及工程設計體系。我國的《公路路基設計規(guī)范(JTJD30-2004

5、)》、《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范(JTJ024-85)》、《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范(JTJ064-98)》及《巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-94)》中，都沒有涉及到橋隧下伏采空區(qū)問題。目前，國內(nèi)外沒有關于橋隧下伏采空區(qū)處理的專門的規(guī)范、規(guī)程，國際上相關文獻也不多，尤其是橋隧工程穿越采空區(qū)穩(wěn)定性評價方法、評價依據(jù)、治理標準及工程整治技術等方面鮮見報道。
　　 因此，本課題擬結合青島—銀川高速公路途經(jīng)山西省離石—軍渡段遇到的大面