小煤窑采空区工程地质勘察及稳定性评价

某铁路客运专线DK227+395～DK227+495段邻近小煤窑采空区,为了准确查明采空区工程地质条件,以及小煤窑的采空范围、埋深和边界,分析采空区对铁路工程的影响。克服小煤窑既有资料缺乏、隐伏问题较多等困难,采用资料搜集、地面调查走访、综合物探、钻探验证及室内试验的综合勘察方法,确定了采空范围、塌陷破坏影响边界及安全边界,并对采空区的稳定性进行评价。研究表明:(1)小煤窑采空区走访调查工作是综合勘察手段的基础;(2)采用两种及以上物探方法可以提高物探成果精度及准确度,减少钻探工作量;(3)该小煤窑采空区目前稳定性较差,可采用注浆加固等处理措施。     

采空区铁路工程地质选线

采空区因其工程地质条件复杂而对铁路工程选线具有重大影响。结合宁安城际铁路、宁杭客运专线、合福客运专线等铁路工程实例,从开采情况调查、地质调查、地质背景分析、边界推算以及综合勘探验证等角度,对采空区铁路选线中采空区的识别、采空区移动盆地边界的界定进行了详细阐述。从兼顾安全与经济的角度,对不同标准铁路经过不同种类采空区的选线原则进行了探讨,考虑到采空区的复杂性,建议对于经过采空区铁路工程,还应根据铁路标准进行不同精度的监测,以确保铁路工程安全。     

宁杭客专宜长段采空区调查与评价

宁杭客运专线宜兴至长兴段CK135~CK143处线路方案受控于采空区。介绍了对两个采空区的调查分析过程,对采空区的临界边界距离进行了计算,并给出了评价结论。     

某采空区沉陷现状及残余沉降预测研究

研究目的:采空区残余沉降预测是采空区建筑地基稳定性评价理论的重要内容,对研究采空区上方建筑物抗变形优化设计及地基沉降变形预测预报有着重要意义。本文根据采空区的工程地质概况,选择合理的地表沉陷预测模型;通过地表沉陷预测程序,结合采空区移动时间及地表分析,对铁路沿线地表沉陷进行预测和分析,为线路方案比选提供地质依据,达到铁路工程跨越采空区地质选线的目的。研究结论:(1)针对本采空区开采时间跨度大、回采率低的特点,地表移动变形预测可采用概率积分法预测模型;(2)采空区边界可以通过开采方式、煤窑井口、钻孔数据和地面塌陷情况综合分析确定;(3)通过残余沉降、倾斜、曲率变形量以及影响线路长度等参数可以看出,该段线路穿越老采空区采用长桥方案更切合实际;(4)根据预测残余移动变形影响边界对长桥方案进一步优化,经实际工程验证,成果可靠;(5)该研究成果可为类似跨越采空区铁路工程地质选线提供借鉴。     

InSAR技术在采空区铁路选线中的应用

采空区沉降变形会直接影响铁路工程的建设及运营安全,需要对其变形进行勘察分析并评估影响。通过工程实例,应用InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术结合物探及钻探等手段,对某采空区影响进行综合评价。在收集既有地质资料及矿区资料的基础上,首先采用2007~2011年日本ALOSPALSAR及2016~2018年欧空局Sentinel-1A/1B数据进行InSAR分析,框定了采空区范围并断定其发展趋势;然后,针对影响方案的采空区边界段落采用多道地震映像法及“双管单动”钻探手段,查明了浅层小型空洞及采空回填层的分布。实践证明,该方法通过引入空间信息能够有效的细化工作区域,可减少勘察工作量并降低成本。     

某新建高速铁路铁矿采空区工程地质选线分析

某新建高速铁路通过杨家庄铁矿及戴家官庄洪秋铁矿采空区段,在分析既有资料的基础上,采用工程地质调绘、物探、钻探等综合勘察方法,查明了矿区地质条件及开采现状,计算采空区坍塌影响范围,确定线路通过采空区方案。     

铁路采空区工程地质勘察及稳定性评价

研究目的:采空区已经成为影响铁路方案的重要不良地质因素,因其工程地质条件非常复杂而对铁路工程稳定性具有重要影响。当铁路穿越采空区时,通过采用综合工程地质勘察方法及运用铁路保护煤柱方法,评价其对铁路的影响,为铁路安全边界范围确定及采空区加固处理设计提供可靠的依据,进而满足铁路工程的沉降控制要求。研究结论:(1)铁路采空区勘察在充分利用煤矿采掘资料的基础上,通过采用物探及钻探的方法进行详细勘测,相互验证,相互补充,综合确定采空区的边界范围;(2)根据勘察揭露煤层埋藏深度,利用空间几何关系,得到煤层的产状;(3)通过综合勘察成果,采用铁路保护煤柱的设计方法评价铁路的稳定性及其安全边界范围,对采空区安全边界范围内采用注浆加固处理,能够满足铁路沉降控制要求;(4)本文可以为类似采空区工程地质勘察及稳定性评价提供一定的指导及参考。     

矽卡岩型铁矿采空区电法勘探应用

当铁路通过某矽卡岩铁矿采空区时,受矽卡岩型铁矿产状不规则、采空区情况复杂及附近高压输变电线等外在因素的影响,选取何种勘察方法成为本项目的难点。为了解决这一问题,在对比了多种物探勘测方法后,最终采用了高密度电法结合钻探资料及理论公式的综合勘测手段。研究结果表明,通过对物探结果垂直断面和水平切面的数据解译,可得到采空区的采空边界和影响边界,从而实现对采空区采空范围和影响范围的划分;根据理论公式可计算得到线路距采空区的最小安全距离。相较于以往的大面积钻探,大大降低了勘察成本,提高了勘察设计的工作效率。     

某煤运铁路工程延安地区工程地质选线

采空区、滑坡等不良地质是影响铁路工程地质选线的重要控制性因素。通过访问调查、钻探、物探以及资料收集等综合勘察方法,查明了拟建煤运铁路工程附近的采空区特征,并对其影响范围进行综合评估,结合该地区其他控制线路方案的影响因素,提出了相对安全、经济的线路方案建议。     

成达万高速铁路铜锣山隧道煤矿采空区勘察及评价

新建成都至达州至万州高速铁路铜锣山隧道横穿川东平行岭区的铜锣山背斜构造,三叠系须家河组含煤地层出露于狭长的条形山脉两翼,可采薄煤层较多,且开采历史悠久,形成“条带状密集连片、多层交错分布”的煤矿采空区。由于煤矿采空区变形影响范围大,持续时间长,对沉降影响敏感的高速铁路无砟轨道影响极大,因此确定采空区的影响范围,评价其对隧道工程的影响成为研究重点。通过采用调查走访、井下测量、物探及钻探验证的综合勘察方法,查明采空区分布边界及高程,通过相关规范及同类地层地表观测数据综合确定岩移参数,再结合预留维护带宽度确定采空区影响范围。研究结果表明,铜锣山隧道位于采空区影响范围外,采空区对铜锣山隧道基本无影响。     

成渝客专石材采空区的勘察与评价研究

研究目的:成都至重庆铁路客运专线荣昌至永川段通过侏罗系中下统自流井组(J1-2z)夹石灰岩地层,石灰岩被大量开采后形成石材采空区,石材采空区分布广、埋深浅,地表易变形、开裂、塌陷,对客运专线工程危害极大,因此有必要查清其工程地质条件并进行正确的评价和处理。研究结论:通过对成渝客专荣昌至永川段分布的大量石材采空区进行勘察与评价研究,得出以下结论:(1)石材采空区勘察难度大,应进行综合勘察,在推测的采空区域和物探解译的采空疑似区域布置大量的钻孔验证,成果资料应综合分析研究;(2)影响石材采空区稳定的不确定因素多,应坚持定性评价和定量评价相结合的评价方法,结论应相互验证;(3)对于高速无砟轨道,应选取边界角来计算安全距离,并预留一定的围护带宽度,确保工程安全;(4)本研究成果可为类似通过采空区的铁路、公路工程勘察设计提供借鉴。     

玉磨铁路采空区段地质选线研究

研究目的:玉溪至磨憨铁路沿线矿产资源丰富,采空区对线路走向影响较大。本文通过对沿线采空区地质概况、开采情况进行详细调查,并参照相关理论对其稳定性进行分析,重点对影响控制线路方案的铜矿和盐矿采空区段进行地质选线研究,探究合理的方案,为玉磨铁路选线提供重要参考依据。研究结论:玉磨铁路牙骨铜矿、磨黑盐矿及磨歇盐矿采空区分布于不同段落,具有不同采空特点。通过地质选线研究得出以下结论:(1)牙骨铜矿采空区开采年代久远,难以查明采空情况,建议采用绕避采空区的他郎河下游方案;(2)磨黑盐矿采空区地表沉陷明显,可研设计方案位于移动盆地内,且矿区地下水侵蚀作用等级高,建议线路避绕;(3)磨歇盐矿采空区避绕方案长度变化小,虽然桥隧比增加,但仍为地质选线推荐方案;(4)采空区往往稳定性较差,治理难度较大,工程风险大,线路方案应尽量绕避;(5)本文分析结果可以为类似环境条件下采空区地质选线提供一定的参考。     

墨左线煤矿采空区工程地质勘察及其对工程影响的评价

受地形条件等因素控制,墨左铁路无法绕避煤矿采空区。在分析煤矿采掘资料及初测成果资料的基础上进行了勘察工作,用物探高密度地震成果对采空区边界进行详细划分,用钻探验证物探成果,用钻孔直接揭露采空空洞,判断其空间赋存状态及塌陷现状。最后,评价了采空区对铁路工程的影响。     

新建连盐铁路磷矿采空区地质选线研究

磷矿采空区影响新建连盐铁路线路方案的选择,通过预测采空区的地表变形,确定绕避采空区的安全距离,为采空区铁路地质选线提供了依据,对类似工程具有借鉴意义。     

包银高铁甘德尔山工程地质选线研究

研究目的:新建包银高铁内蒙段大部位于河套平原内,仅在乌海境内穿越甘德尔山,该区地震烈度高,地质构造复杂,第四系活动断裂、基岩节理裂隙发育,长大裂隙充填铅锌矿且部分段落存在不规则采空,增大了地质选线的难度。为查明区域断裂构造分布特征、铅锌矿采矿分布范围,研究采用地质遥感、物探、地质调绘、钻探相结合的综合勘探方法,开展区域不良地质辨识工作,为地质选线提供基础资料。研究结论:(1)采用地质遥感判释结合现场调查的方式圈定了甘德尔山西缘活动断裂的边界,建议线路以路基形式通过山前活动断裂;(2)查清了甘德尔山体长大断裂构造及铅锌矿采空区分布特征,对甘德尔山区隧道方案进行综合比选,东侧完全绕避采空区方案断裂构造较简单,围岩状况相对较好,且绕避了山体内铅锌矿采空区,整体要优于平面穿采空区纵断面绕避方案和西侧完全绕避采空区方案;(3)本研究结果可应用于山区铁路地质选线工作。     

铁路通过煤矿采空区时地质选线优化

为运煤而建的铁路,其设计往往涉及采空区选线。在无法绕避时线路必须自采空区通过,这时进行优化设计以保证安全、降低投资成为关键。本文研究了一煤矿采空区沉陷的特征,计算了超充分采动区的范围,对其沉降稳定性进行了判定,确定了适合线路通过的区域。研究结果表明,在选线条件苛刻时,线路通过采空区是可行的。     

采空区铁路工程地质选线研究

研究目的:为更好指导采空区铁路勘察选线工作,系统总结采空区铁路勘察选线设计的基本流程,提出采空区铁路选线安全距离计算方法、相关参数标准及选线途径。研究结论:研究表明,在不同等级铁路安全距离计算中,应采取相应的岩移角选取标准,高速铁路及无砟轨道客运专线应采用边界角,而普速铁路可采用移动角。结合工程实例,提出采空区铁路工程地质选线的方法和途径,包括线路方案比选——在矿区外围选线、局部方案优化——在矿区内选线,以及基于采空区变形计算和监测的铁路选线。     

阜淮线K69～K70段采空区线路改造方案稳定性评价

既有阜淮线K69～K70段左侧为淮南新集一矿采空区。在提速改造方案研究中拟将该段线路曲线半径由1 000 m改为1 600 m,线路需向左侧(采空变形区侧)最大偏移43.9 m。依据地质调绘和收集的相关资料,详细划分了采空区地表变形区的范围。改建线路方案位于轻微变形区,提出了方案评价和工程措施意见,为合理确定线路改造方案提供了依据。     

铁路煤矿采空区综合物探技术研究

研究目的:结合我院近年来对采空区的勘察经验,对采空区综合物探方法进行系统的讨论和总结,提出铁路采空区综合物探工作模式,以有效指导今后的采空区勘察工作,优选适宜的综合物探技术,发挥其高效、经济等技术优势,提高地质勘查精度,为高风险采空地区铁路设计和施工安全提供重要支撑。研究结论:(1)工程物探现已成为解决采空区铁路工程地质问题的首选技术,在调查基础上,对疑似采空区路段物探工作,可用物探结果指导钻探布置;(2)通过研究总结,提出了综合考虑地形、采空区埋深及物探方法适宜性等条件下的采空区勘察综合物探模式;(3)勘察中优选适宜的综合物探技术,清晰揭示了采空区的不良地质体;(4)本研究成果可为采空区铁路、公路、工民建勘察设计提供借鉴。     

数字高程投影法计算复杂地形采空区影响边界

数字高程投影法与垂直断面法可用于计算压煤预留煤柱宽度的计算,垂直断面法还可用于计算采空区影响边界,数字高程投影法计算采空区影响边界应用较少。在采用断面法确定复杂地形条件煤矿采空区影响边界时,为求准确就要绘制大量断面,工作量比较大。实际工作中一般作简化,但确定的影响边界线范围比较大且不合理。介绍如何用数字高程投影法计算复杂地形条件下采空区的影响边界,与垂直断面法相比,在复杂地形条件下,应用数字高程投影法计算采空区影响边界不仅有更强的准确性、实用性,而且更方便于设计选线。