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。     

宜宾港铁路采空区选线研究

为了降低某煤炭采空区对铁路工程的影响,为采空区选线提供合理的建议,采用现场调查、地质钻探及原位测试的方法,查明了矿区工程地质条件及开采现状;根据《建筑物、水体、铁路及主要巷道煤柱留设与压煤开采规程》进行采空区铁路地基稳定性分析,确定了处理深度及宽度;从工程地质、处理范围、防护加固效果及抵抗变形四个方面,对铁路通过采空区的形式及其采取的防护加固措施进行分析。研究表明:(1)路基挖方的形式优于隧道形式;(2)对采空区煤层上覆土层实施卸压,对铁路围护带按68°影响角确定的处理宽度及深度进行注浆加固,可确保铁路安全通过采空区。     

铁路穿越小型采空区稳定性的评价方法研究

研究目的:本文结合沪昆铁路上纸厂煤矿的小型采空区的勘察,通过对小型采空区勘察方法研究,探讨小型采空区稳定性分析的方法,对铁路工程建设提出处理意见,并总结铁路通过采空区的经验,为类似工程提供参考。研究结论:(1)对于小型采空区,勘察范围应由大到小,先是在宏观上认识研究区的采空情况,最后重点研究对工程有影响的区域;(2)在勘察方法上按照先地质调查测绘,然后物探最后钻探,并在这三个过程中用这三个方法进行相互验证,相互补充;(3)应注意区分采空区类型,根据工程特点,确立勘察重点、选用相应的稳定性评价方法;(4)采用洞顶坍塌堵塞法及手册法对上纸厂小型采空区进行稳定性验算,得出了可以不对上纸厂采空区进行处理的结论。     

煤层采空区铁路工程地质综合勘察技术研究

研究目的:在高速铁路、客运专线和铁路路网配套建设中,线路经过地段往往难以绕避一些时间久远、分布无规律且地面痕迹不明显的小煤窑等古老采空区。此类采空区对铁路建筑物的危害极大,如何准确地查明其空间位置、塌落、回填和充水情况、残留的有害气体成分和分布情况等,一直是困扰铁路工程地质勘察的一大难题。本文以赣龙复线铁路小密隧道出口段为工程实例,采用综合勘察技术查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数,为采空区加固处理设计提供可靠依据。研究结论:(1)采用地质调绘、综合物探、结合必要的地质钻探、综合测试,并通过综合分析、研究等综合勘察技术可准确查明采空区复杂的工程地质条件,取得合理的岩土参数;(2)小密隧道施工已近四年,经施工验证,采空区地质勘察成果与实际地质条件相当吻合;(3)提出了铁路工程采空区综合勘察存在的问题和相关建议;(4)本研究结论可为类似采空区工程地质勘察提供一定的指导和参考。     

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。     

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。     

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。     

沪昆客专何家地隧道出口煤矿采空区沉降分析

研究目的:沪昆铁路客运专线何家地隧道出口D1K976+780～D1K977+208段在施工过程出现二衬变形开裂病害,地表产生长大贯通裂缝,严重影响隧道正常施工及开通运营。本文通过地质调查、煤矿资料收集、下井实测、物探、钻探、变形监测等综合勘察手段,对引起病害的煤矿采空区进行综合勘察,从而为何家地隧道病害整治提供可靠依据。研究结论:(1)通过综合勘察查明了引起隧道病害的煤矿采空区位于隧道左侧,最近距左中线约32 m,路基面以下183～225 m;(2)综合分析确定了煤矿采空区移动参数、变形参数及垂直分带;(3)基于变形监测成果,分析煤矿采空区从初始期、活跃期到衰退期的沉降特征,评价采空区沉降对铁路隧道的影响;(4)本研究成果可为类似煤矿采空区工程地质勘察及分析采空区沉降规律提供参考。     

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。     

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ALOS-PALSAR及2016～2018年欧空局Sent...     

公路工程下伏煤矿采空区物探方法研究

研究目的:煤矿采空区是制约公路工程建设的瓶颈因素之一,采空区的探测是亟待研究和解决的工程科技难题。采空区具有隐伏性强、空间分布特征规律性差等特点,给公路工程带来较大安全隐患。物探方法是探测采空区的有效手段。本文结合工程实践,对煤矿采空区物探方法进行探讨,旨在为类似工程提供借鉴和参考。研究结论:(1)利用瞬变电磁法、地震反射波法、活性炭测氡法探测煤矿采空区是可行和有效的;(2)由于采空区自身的特殊性和地球物理方法的局限性、多解性,单一物探方法往往对地质异常体很难定性,采取多种方法相结合的综合物探技术显得尤为必要;(3)采空区勘察应采用资料搜集、地质调绘、物探、钻探等综合勘察手段,以达到相互补充、相互验证的目的;(4)实际应用效果表明,综合物探技术已成为解决煤矿采空探测的首选技术,能够较准确地圈定煤矿采空区范围,从而为公路采空区勘察及工程选线、采空区处治提供依据。     

铁路大型多层复杂采空区稳定性评价

采用多种方法对新建东平铁路下伏多层采空区进行了详细勘察,取得了翔实可靠的采空区稳定性计算参数,通过理论计算与离散元模拟相结合的方法,对采空区地表沉降进行计算分析,综合评价采空区的稳定性,为铁路建设的场地适宜性进行科学评价。     

铁路工程采空区处理效果电磁波CT检测研究

针对国电河北龙山发电厂铁路专用线路基采空区处理效果检测开展研究,采用地质调查、勘探钻孔、电测深法对采空区进行勘察。为保证铁路工程路基沉降要求,提出采空区处理采用下部压力注浆加固与部分回填的综合治理方案。介绍电磁波CT检测原理和检测过程。根据充填介质与围岩对电磁波能量吸收的差异,采用电磁波CT对采空区处理效果进行检测,其方法可行并可为其他工程采空区检测提供借鉴。     

煤矿采空区地表岩移对高速铁路的影响研究

研究目的:高速铁路工程穿过煤田矿区,通过分析采空区引起的地表变形、影响边界,评价其对铁路的影响,为选线提供依据;采用新的计算和预测方法使铁路保护煤柱的留设既保证工程安全,又能合理占压资源,从而满足高速铁路的精度要求.研究结论:概率积分法比较全面地考虑了影响地表移动变形的主要因素,根据矿区地质条件、煤层赋存、开采技术条件等,选择合理的岩移计算参数,能较准确地预测采空区引起的地表变形结果.通过岩移计算分析,研究的线位已处在采空区的影响范围之内,地表移动变形预测值超过高速铁路工程所允许的变形值,必须对采空区处理或对线位进行局部优化.岩移变形影响因素较多,计算参数的选取需结合观测总结积累经验.     

包西铁路煤窑（矿）采空区稳定性评价及处理原则

包西铁路大保当至张桥段所经陕北地区地层多为煤系地层,现代煤矿与古煤窑采空区密布,严重影响了线路位置的确定及工程的设置。经过大量的地质综合勘察工作,查明了沿线采空区分布及开挖特点,在借鉴了既有神延铁路所经采空区的稳定性评价原则及采空区处理经验后,结合包西铁路所经采空区的特点,制定了适合包西铁路采空区的稳定性评价原则及分类标准,最终确定了煤窑(矿)采空区不同工程的处理措施。     

基于遥感技术的中吉乌铁路地质构造分析

研究目的:针对中吉乌铁路工程勘察区域地质构造复杂,常规地质调查方法难以从宏观至微观对各个路线走廊带进行同等深度方案比选的实际问题,采用遥感地质技术对中吉乌铁路勘察区域的地质构造进行遥感地质解译与特征分析,科学、合理地确定中吉乌铁路路线方案。研究结论:(1)地质构造遥感勘察可有效识别地球表层的各类断裂、褶皱等地质构造,分析其分布规律及构造属性特征;(2)基于遥感技术的中吉乌铁路地质构造分析查明了中吉乌铁路的地质构造条件,为铁路路线走廊带的比选与优化提供了地质依据;(3)综合中吉乌铁路地质遥感勘察成果,推荐更为科学、合理、安全和经济的中吉乌铁路北部路线走廊带;(4)该研究成果可为其他类似工程的选址选线提供指导作用。     

采空(人为坑洞)研究

采空区不良地质问题影响铁路工程地质选线和运营安全,并且规模越来越大.通过几十年来铁路工程积累的经验,提出不同等级的铁路适应地表和岩层变形的能力不一样,塌陷角的选择和保护煤柱的宽度也不同,高速铁路应该留设更宽的安全煤柱.     

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。     

铁路地基承载力确定方法研究

研究目的:合理确定地基承载力,是铁路工程地质勘察中的关键问题之一,只有准确确定了地基承载力才能保证桥梁基础类型选择合理、路基基底加固方案可靠,使桥梁及路基工程的工后沉降变形控制在允许的范围内,确保铁路运营的安全性和舒适性。本文以某铁路工程试验段为例,系统分析了多种地基承载力确定方法的适用性,探讨了确定铁路地基承载力的适宜方法。研究结论:(1)确定地基承载力的各种手段有各自的特点,手段之间也存在一定的联系和差异,采用任何单一的方式确定地基土的承载力都是不科学和不可靠的;(2)地基承载力的确定必须采用综合勘探的手段,以载荷试验为基础,对比勘探试验、静力触探及其他原位测试方法综合确定;(3)本文研究成果可为相关铁路工程勘察设计提供借鉴和参考。     

埃塞俄比亚铁路火山岩空腔形成机理及处理

研究目的:埃塞俄比亚新建铁路Sebeta~Mieso段地处于东非大裂谷之中,在其经过的Fantale休眠火山坡脚平原地区,分布有许多爆炸式小型火山锥,也发育有数条穿越线路的地裂缝,隐伏于地下的火山岩空腔对铁路工程存在危害。通过收集区域地质资料,采用地质测绘、地球物理勘探及机械钻探综合勘察手段,查明本段火山岩空腔的空间分布规律,以正确评估火山岩空腔对铁路工程的影响程度,进而采取相应处理措施,确保工程安全稳定。研究结论:(1)Fantale火山及其坡脚平原地区是地壳板块运动活跃地段,也是第四系火山剧烈活动地段;(2)沿线分布的火山岩空腔类型有熔岩空腔、冲蚀空腔、地裂缝空腔,分别与岩浆活动、地壳活动、水动力活动密切相关;(3)沿线路基基底无影响稳定性的熔岩空腔,对影响铁路工程安全的地裂缝空腔、冲蚀空腔,提出了针对性整治处理的措施,增加费用可控;(4)本研究结论可运用于火山岩分布地区各类工程的岩土工程勘察领域。