某鐵路采空區(qū)工程地質(zhì)選線研究

楊延昭

（中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，天津 300142）

1 鐵路采空區(qū)工程地質(zhì)勘察選線基本流程分析

針對(duì)于實(shí)際的地質(zhì)勘察選線過程，不僅需要專業(yè)的技術(shù)進(jìn)行保障，更重要的是對(duì)于各項(xiàng)資料進(jìn)行有效的收集，其中包含各類地質(zhì)圖以及相應(yīng)資料、地質(zhì)報(bào)告和礦采工程圖紙以及采空區(qū)的沉降和變形觀測資料等。再者，還包含對(duì)采空區(qū)已有的公路和鐵路建設(shè)相關(guān)資料。以此對(duì)各項(xiàng)必須資料進(jìn)行充分收集之后就可以進(jìn)行下一步勘察與選線。

基本流程分析如下：

①對(duì)采空區(qū)進(jìn)行詳細(xì)勘察與分析，并對(duì)整體進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，建立初步的選線設(shè)計(jì)方案；②針對(duì)采空區(qū)存在的變形以及分布區(qū)域等進(jìn)行確定，并著重分析其特征表現(xiàn)；③通過以上勘察和特征分析之后，即要對(duì)于采空區(qū)的沉陷、位移等相應(yīng)參數(shù)以及系數(shù)進(jìn)行明確；④做好以上所述各環(huán)節(jié)工作之后，即整體確定采空區(qū)的地基穩(wěn)定性，并進(jìn)一步對(duì)其整體做出必要評(píng)價(jià)。更為重要的是，還要對(duì)采空區(qū)進(jìn)行分區(qū)處理。

分區(qū)之后對(duì)所制定的各項(xiàng)方案進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比，選擇合適的方案指導(dǎo)下一步工作的開展，這當(dāng)中涉及到對(duì)工程整體布局的確定以及局部施工方案的優(yōu)化和確定等。從而以此能夠分為兩種基本的選線方案，一種是繞開礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行選線建設(shè)；第二種是穿越礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行選線建設(shè)。兩種不同的方案所進(jìn)行的下一步活動(dòng)也不相同。具體針對(duì)于第一種，即穿越礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行的選線建設(shè)。具體又分為兩類，一類是選擇在礦區(qū)分布周圍進(jìn)行選線建設(shè)，另一類是選擇在礦區(qū)規(guī)劃的邊界周圍進(jìn)行選線建設(shè)。且無論哪一類選線建設(shè)方案，都要充分結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)第二種穿越礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行的選線建設(shè)。其中又分為四類，一是借助于礦區(qū)開采過程中已有預(yù)留的礦柱或者禁采區(qū)進(jìn)行選線；二是根據(jù)礦區(qū)開采范圍內(nèi)的不可采區(qū)或者貧礦帶進(jìn)行選線；三是繞開古采空區(qū)域以及變形嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行選線；四是結(jié)合已有規(guī)劃的礦柱進(jìn)行選線。

以上是在分區(qū)之后選擇繞開礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行選線建設(shè)，或者穿越礦區(qū)采空區(qū)進(jìn)行選線建設(shè)。在當(dāng)完成以上所述環(huán)節(jié)和工作之后，即要對(duì)鐵路的安全范圍進(jìn)行核實(shí)與留設(shè)保安礦柱，進(jìn)一步對(duì)鐵路建設(shè)區(qū)域內(nèi)的采空區(qū)進(jìn)行加固處理，從而至此可以進(jìn)行投資估算，在當(dāng)投資估算與實(shí)際情況有較大差別時(shí)，則需要進(jìn)一步對(duì)方案進(jìn)行再次選擇。

整個(gè)流程涉及到基本的采空區(qū)勘察方法，具體的，從資料收集方面入手，在資料收集完成之后，即確定勘察計(jì)劃，勘察計(jì)劃進(jìn)行當(dāng)中包含工程地質(zhì)調(diào)繪、鉆探、物探以及其他水文地質(zhì)實(shí)驗(yàn)和巖土測試等。勘察過后若是滿足要求，則提交勘察報(bào)告；若是不滿足要求，則要重新進(jìn)行專題研究，之后再次實(shí)施勘察計(jì)劃。

2 鐵路采空區(qū)選線安全距離計(jì)算

2.1 小型采空區(qū)安全距離估算

針對(duì)于小型的采空區(qū)，其出現(xiàn)的地表塌陷一般呈現(xiàn)漏斗狀，所以進(jìn)行的安全距離計(jì)算一般會(huì)按照影響帶寬度。影響帶寬度即指的是采空區(qū)邊緣到達(dá)地表塌陷處邊緣之間的投影距離。這段距離在鐵路選線設(shè)計(jì)當(dāng)中會(huì)根據(jù)其擴(kuò)散角進(jìn)行相應(yīng)的估算。至此通過估算之后確定鐵路選線在其區(qū)域以外，最終確保鐵路建設(shè)的安全性。

2.2 大型采空區(qū)安全距離估算

針對(duì)于大型的采空區(qū)安全距離估算，整個(gè)過程需要考慮大型采空區(qū)所造成的大范圍影響區(qū)域，即其中所形成的地表沉陷一般以盆地的形式出現(xiàn)，從而邊緣影響帶較之小型采空區(qū)會(huì)更寬，涉及距離也更長。因而需要結(jié)合實(shí)際情況，按照遠(yuǎn)離影響帶進(jìn)行選線的基本原則進(jìn)行選線設(shè)計(jì)。

3 鐵路采空區(qū)工程地質(zhì)選線措施

3.1 礦區(qū)外圍選線

1） 礦區(qū)分布區(qū)域以外選線，礦區(qū)開采活動(dòng)的進(jìn)行產(chǎn)生了一定的采空區(qū)，采空區(qū)的存在會(huì)使得鐵路建設(shè)選線面臨阻礙，因此一般鐵輪選線設(shè)計(jì)會(huì)根據(jù)礦區(qū)采空區(qū)的分布實(shí)際情況進(jìn)行選線的確定。以此具體的，在進(jìn)行主要選線設(shè)計(jì)之前，即對(duì)于相關(guān)的礦產(chǎn)勘察資料等進(jìn)行明確分析，以此減少采空區(qū)對(duì)選線工作帶來的影響，并且可以有效避免由于鐵路選線設(shè)計(jì)與建設(shè)造成稱壓覆礦產(chǎn)資源。2） 礦區(qū)開采規(guī)劃范圍外選線，一般的大型礦產(chǎn)開發(fā)活動(dòng)在進(jìn)行之前，即會(huì)對(duì)于開采范圍進(jìn)行確定，從而有相應(yīng)的開采規(guī)劃圖紙，進(jìn)一步會(huì)明確開采的范圍以及界限。因此選線過程中結(jié)合礦區(qū)的開采規(guī)劃圖，以此確定選線在礦區(qū)開采規(guī)劃范圍以外，并且預(yù)留足夠大的安全距離，以此規(guī)避由于實(shí)際開采過程中的范圍影響，而使得鐵路建設(shè)面臨安全威脅。

3.2 礦區(qū)內(nèi)選線

1） 根據(jù)不可采區(qū)域和礦柱進(jìn)行選線設(shè)計(jì)，一般而言，鐵路選線設(shè)計(jì)會(huì)不得不面臨穿越礦區(qū)進(jìn)行選線，因此在這當(dāng)中需要充分了解實(shí)際的采空區(qū)地質(zhì)狀況，具體可以根據(jù)不可采區(qū)域和礦柱進(jìn)行選線設(shè)計(jì)，以此確保鐵路整體建設(shè)能夠規(guī)避采空區(qū)的影響。

2） 繞避古采空區(qū)及變形復(fù)雜地段，在當(dāng)確定整體的選線設(shè)計(jì)方案之后，對(duì)于在礦區(qū)內(nèi)的選線，要選擇繞避古采空區(qū)及變形復(fù)雜地段。具體過程是在整體方案的基礎(chǔ)上對(duì)局部地段選線方案進(jìn)行優(yōu)化，重點(diǎn)規(guī)避古采空區(qū)以及出現(xiàn)變形較為復(fù)雜的地段。再者，規(guī)避選線區(qū)域內(nèi)潛在的地表變形和地質(zhì)變化區(qū)域，并且盡量選擇易處理的地段，以此降低成本和降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

具體的勘察選線過程借助于對(duì)各類必須資料的充分了解，進(jìn)一步借助于資料的指導(dǎo)和帶動(dòng)，明確所要進(jìn)行的勘察與選線要求。這當(dāng)中，要結(jié)合礦區(qū)開采實(shí)際情況的數(shù)據(jù)和相應(yīng)信息，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行確定，保障鐵路的建設(shè)安全范圍。并使得煤礦開采等能夠在不影響鐵路工程的基礎(chǔ)上穩(wěn)定進(jìn)行。