DB41 T 1648-2018 采空区公路勘察设计规范.pdf
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1、ICS 93.080.01 P 66 DB41 河南省 地方标准 DB 41/T 1648 2018 采空区公路勘察设计规范 2018 - 07 - 30发布 2018 - 10 - 30实施 河南省质量技术监督局 发布 DB41/T 16482018 I 目 次 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 总则 . 5 5 勘察工作内容 . 5 5.1 一般规定 . 5 5.2 工可勘察 . 6 5.3 初步勘察 . 6 5.4 详细勘察 . 7 6 工程地质调绘 . 8 6.1 一般规定 . 8 6.2 调绘内容 . 8 6.3 调绘方法 . 9 6.4 调绘
2、报告 . 9 7 工程物探 . 9 7.1 一般规定 . 9 7.2 物探方法 . 10 7.3 物探报告 . 10 8 钻探与取样 . 11 8.1 一般规定 . 11 8.2 钻探方法 . 11 8.3 资料整理 . 13 9 原位测试及室内试验 . 13 10 地下水 . 13 10.1 一般规定 . 14 10.2 地下水调查及参数测定 . 14 10.3 地下水作用评价 . 14 11 采空区变形监测 . 14 11.1 一般规定 . 15 11.2 变形监测 . 15 11.3 监测报告 . 16 12 采空区变形预测 . 17 12.1 一般规定 . 17 DB41/T 1648
3、2018 II 12.2 预测内容 . 17 12.3 预测方法与参数选取 . 17 13 采空区场地评价 . 17 13.1 一般规定 . 18 13.2 场地稳定性评价 . 19 13.3 建设适宜性评价 . 21 13.4 地基稳定性评价 . 23 14 采空区公路设计 . 23 14.1 一般规定 . 23 14.2 路线设计 . 24 14.3 路基路面设计 . 24 14.4 桥隧设计 . 25 14.5 交安 设计 . 25 15 采空区治理设计 . 25 15.1 一般规定 . 25 15.2 治理设计 . 26 16 采空区勘察与治理设计报告 . 34 16.1 一般规定 .
4、 34 16.2 勘察报告 . 34 16.3 治理报告 . 35 16.4 文件归档 . 36 附录 A (资料性附录) 采空区覆岩破坏类型 . 37 附录 B (资料性附录) 采空区专项调查 . 38 附录 C (资料性附录) 保护矿柱留设与压矿量计算 . 39 附录 D (资料性附录) 采空区地表移动盆地分区 . 43 附录 E (资料性附录) 工程物探方法及适用范围 . 45 附录 F (资料性附录) 采空区钻探方法 . 46 附录 G(规范性附录) 采空区变形监测 . 48 附录 H(规范性附录) 采空区变形预测 . 52 附录 I(规范性附录) 不规则开采安全系数计算 . 54 附
5、录 J(资料性附录) 采空区公路设计 . 58 DB41/T 16482018 III 前 言 本标准按照 GB/T 1.1 2009 给出的规则起草。 本标准由河南省交通运输厅提出。 本标 准起草单位:河南省交通规划设计研究院股份有限公司。 本标准主要起草人:杨锋、万战胜、张永雨、 高德、魏俊锋、 邢小伟、赵甜 。 本标准参加起草人: 王振民、 黄勇博 、 张世明、李富盈、 黄新 、 雷东锋、 王亚奇 、 陈东海 、 李永新、 朱涛、阮成瑞、 韩叙领、关梁超、刘雪、杨博、王卫中、边俊鹏、 冯振华、 杜鹏瑞、赵伟、马威、李松、 谢金伟、 张建卫、 王博生、韩玉龙、郭永祥、周毛毛、董海婷、周向向
6、、巩立国、 李久鹏、 李沛、王轲、 王利超、杜晓强 、卢彦、王场、王宝忠、牛路、雷志强、孙永庆 。 DB41/T 16482018 1 采空区公路勘察设计规范 1 范围 本标准规定了煤矿 采空区公路 勘察与设计内容。 本标准适用于采空区 场地 新建 、 改 ( 扩 ) 建 公路的勘察与设计 。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50026 工程测量规范 GB 50585 岩土工程勘察安全规范 GB 51044
7、 煤矿采空区岩土工程勘察规范 GB 51180 煤矿采空区建(构)筑物地基处理技术规范 JTG C20 公路工程地质勘察规范 JTG/T C22 公路工程物探规程 JTG D30 公路路基设计规范 JTG/T D31-03 采空区公路设计与施工技术细则 JTG D63 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D70 公路隧道设计规范 JTG E40 公路 土工试验 规程 JTG E41 公路 工程岩 石 试验 规程 DZ/T 0286 地质灾害危险性评估规范 JGJ/T 87 建筑工程地质勘探与取样技术 规程 3 术语和 定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 采空区 地下固体矿床开采后的空间
8、,及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落,直至发展到地表所引起 的岩层和地表变形的范围。狭义的采空区为地下开采空间。 3.2 回采率 矿产采出量占工业储量的百分比。 3.3 采深采厚比 DB41/T 16482018 2 矿层开采深度与法向开采厚度的比值。 3.4 保护矿柱 为了保护建(构)筑物、水体、铁(公)路及主要井巷,在其下方或周围按一定规则和方法设计保 留不采的矿层和岩层区段。 3.5 围护带 设计保护 矿 柱划定地面受护对象范围时,为安全起见沿受护对象四周所增加的带形面积。 3.6 开采沉陷 地下采矿引起岩层移动和地表沉陷的现象和过程。 3.7 岩层移动 因采矿引起的采场围岩直至地表
9、的移动、变形和破坏的现象和过程。 3.8 覆岩破坏 “ 三带 ” 矿层采出后,其上覆岩层按其破坏程度可分为垮落带、断裂带、弯曲带,简称“三带”。 3.9 垮落带 ( 冒落带 ) 由采 矿 引起的上覆岩层破裂并向采空区垮落的岩层范围。 3.10 断裂带 ( 裂隙带 ) 垮落带上方的岩层产生断裂或裂缝,但仍保持原有层状的岩层范围。 3.11 弯曲带 断裂带上部的岩层在重力作用下,所受应力尚未超过岩层本身的强度,产生微小变形,但整体性未 遭破坏,也未 产生断裂,仅出现连续平缓的弯曲变形带。 3.12 抽冒 在浅部厚 矿 层、急倾斜 矿 层及断层破碎带和基岩风化带附近采 矿 或者掘巷时,顶板岩层或者
10、矿 层本 身在较小范围内垮落超过正常高度的现象。 3.13 切冒 当厚层极硬岩层下方采空区达到一定面积后,发生直达地表的岩层一次性突然垮落和地表塌陷的现 象。 3.14 采动边坡 位于采动影响范围内的边坡。 3.15 老采空区 已停止开采且地表移动变形衰退期已经结束的采空区。 3.16 新采空区 DB41/T 16482018 3 正在开采或虽已停采但地表移动变形仍未结束的采空区。 3.17 未来(准)采区 具有采矿权企业 已经规划设计,尚未开采的采 区。 3.18 小窑采空区 一般指采空范围较窄、开采深度较浅、采用非正规开采方式开采、以巷道采掘并向两边开挖支巷道、 分布无规律或呈网格状、单层
11、或多层重叠交错、大多不支撑或临时简单支撑、任其自由垮落的采空区。 3.19 浅层采空区 采深小于 50 m或采深采厚比小于 30的采空区。 3.20 中深层采空区 采深大于等于 50 m且小于等于 200 m或采深采厚比大于等于 30且小于等于 60的采空区。 3.21 深层采空区 采深大于 200 m或采深采厚比大于 60的采空区。 3.22 水平(缓倾斜)采空区 矿层水平或倾角 小于 15的采空区。 3.23 倾 斜采空区 矿层倾角介于 15 55的采空区。 3.24 急倾斜采空区 矿层倾角 大于 55的采空区。 3.25 长壁式开采 采矿工作面长度一般在 60 m以上的采矿方法,分走向长
12、壁开采和倾向长壁开采。 3.26 短壁式开采 工作面长度一般在 60 m以下的采矿方法。 3.27 房柱式开采 从区段平巷每隔一定距离掘出矿房进行采矿至区段上部边界,后退扩采矿房两侧矿柱的采矿方法。 3.28 条带开采 将开采区域划分成规则条带,采一条、留一条,以保留矿柱支撑上覆岩层的一种开采方式,分充填 条带和非充填条带两大类。 3.29 充填开采 在采空区内充填 水、砂、矸石、粉煤灰等充填物的一种开采方式。 3.30 DB41/T 16482018 4 充分采动 当采空区尺寸(长度和宽度)较大时, 地表最大下沉值不随开采范围增大而增加的临界开采状态。 3.31 非充分采动 当采空区尺寸(长
13、度和宽度)有限时, 地表最大下沉值随开采范围增大而增加的开采状态。 3.32 超充分采动 当采空区尺寸(长度和宽度)相当大时, 地表最大下沉值不随开采范围增大而增加的开采状态。 3.33 地表移动 因采矿引起的岩层移动波及地表而使地表产生移动、变形和破坏的现象和过程。 3.34 地表下沉盆地 由采 矿 引起的采空区上方地表移动的范围,通常称地表移 动盆地或地表塌陷盆地。一般按边界角或 者下沉 10 mm点划定其范围。 3.35 地表移动盆地边界 地表受开采影响的边界,一般以下沉 10 mm确定。 3.36 移动盆地主断面 通过地表移动盆地的最大范围和最大下沉点所做的沿矿层走向方向或倾斜方向的垂
14、直剖面。 3.37 地表移动延续时间 一定区域开采条件下,从地表移动开始(下沉达到 10 mm)到结束(连续 6个月内下沉小于 30 mm) 的整个时间。 3.38 地表移动初始期 由地表最大下沉点下沉 10 mm时开始,到地表最大下沉点下沉速度达 50 mm/月( 1.7 mm/d)时所经 历的时间 ,视为地表移动初始期。 3.39 地表移动活跃期 在移动过程的延续时间内,地表最大下沉点下沉速度大于 50 mm/月( 1.7 mm/d)(矿层倾角小于 45), 或大于 30 mm/月( 1.0 mm/d)(矿层倾角大于 45)所经历的时间,视为地表移动活跃期。 3.40 地表移动衰退期 从地
15、表活跃期结束到移动期结束的阶段,视为地表移动衰退期。 3.41 下沉系数 水平或近水平矿层充分采动条件下,地表最大下沉值与采厚之比。 3.42 边界角 在充分或接近充分采动条件下,移动盆地主断面上的边界点(下沉 10 mm 点)与采空区边界之间的 连 线和水平线在 矿 柱一侧的夹角。 DB41/T 16482018 5 3.43 移动角 在充分或接近充分采动条件下,移动盆地主断面上,地表最外的临界变形(水平变形 =+2 mm/m, 倾斜 i =3 mm/m ,曲率 K =+0.210-3/m)点和采空区边界点连线与水平线在 矿 壁一侧的夹角。 4 总则 4.1.1 采空区工程地质勘察 阶段 可
16、分为 可行性研究勘察 (以下简称工可勘察) 、初步勘察、 详细 勘察 等。 4.1.2 路线通过采空区及未来(准)采区场地时,应按基本建设程序进行 工程地质 勘察。 4.1.3 采空区勘察应 制定勘察大纲与技术要求。 4.1.4 采空区工程地质勘察应在充分查明采空区地质特征的基 础上,评价采空区场地稳定性 、工程建 设 适宜性 和地基稳定性 , 提供的勘察成果资料应满足不同设计阶段技术要求 。 4.1.5 公路选线宜避绕不稳定采空区、生产采区及规划采区;无法避绕时,穿越采空区路段宜选择场 地稳定性较好的位置 通过 ,压矿路段宜选择资源压覆量少,对矿企生产影响较小的位置 通过 。 4.1.6 处
17、治方案设计应结合路基、桥涵、隧道工程可承受变形的限度,采 用 结构选型,构造措施,地 基处理等综合措施。 4.1.7 重视未来(准)采区对项目建设 的 影响 。对设计、施工及运营阶段受到采矿持续采动影响的复 杂采空区建设场地,应对公路建设技术安全问题作专题研究。 4.1.8 采 空区勘探过程的安全防护措施应符 合 GB 50585 的 规定外,尚应重点防止采空区内有害气体 、 地表裂缝和隐伏塌陷坑 洞 等对人员、设备等造成 潜在危害。 5 勘察工作内容 5.1 一般规定 5.1.1 公路项目采空区勘察主要内容如下: a) 查明采 空区 上覆岩层和地基土的地层岩性、区域地质构造等工程地质条件。
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