高速公路下伏采空区风积沙填充技术研究

摘要

榆神高速公路位于陕西省北部，全长106.974km，是联系晋、陕、蒙三省区的一条重要通道。高速公路穿越5个煤矿采空区，总空洞体积达1,029,422m3。工程所处地区风积沙丰富，采用风积沙填充高速公路下伏采空区便成为一种潜在的经济可行的采空区处治方法。然而，目前采用风积沙填充高速公路下伏采空区的实例非常少，可供借鉴的经验严重缺乏，处治技术还很不成熟。
　　 本论文以榆神高速公路下伏采空区处治工程为依托，采用技术调研、理论分析和数值模拟、现场试验与测试、归纳总结等手段，对高速公路下伏采空区风积沙填充关键技术进行了较深入的研究，攻克了一系列技术难题，取得了以下主要技术成果。
　　 (1)房柱式采空区稳定性评价技术：本论文通过总结归纳现有国内外采空区稳定性评价方法和数值模拟房柱式采空区变形规律，提炼出了一套适合于房柱式采空区稳定性的评价技术。
　　 (2)房柱式采空区开采过程的离散单元法计算机仿真技术：本论文采用国际通用的离散单元法程序UDEC，对房柱式采空区开采全过程进行了计算机仿真，包括顶板垮落、上覆岩体变形和离层发生等发展全过程，形成了一套有效的房柱式采空区开采过程的离散单元法计算机仿真技术。
　　 (3)高速公路下伏采空区地表钻孔注浆投沙技术：本论文针对榆神高速公路周边风积沙丰富这一特点，探讨了一套包括地表钻孔工艺、制浆工艺、注浆投沙工艺、封孔工艺等有效的采空区地表钻孔注浆投沙技术，实现了地表钻孔注浆的同时将风积沙投入采空区。通过不断改进和完善施工设备和工艺，使风积沙含量平均达50％，节省了大量工程成本，经济效益显著。
　　 (4)采空区治理质量验收技术：本论文在调研国内已有采空区治理验收资料的基础上，结合榆神高速公路下伏采空区治理验收方法，总结出一套采空区治理验收技术，对以后制定相关采空区标准提供参考。
　　 这些成果的研究成功及在施工中的推广应用，为实现榆神高速公路下伏采空区治理安全、快速、高效、优质地完成起到了非常重要的作用，并为以后类似工程积累了丰富的经验。同时，为国内外房柱式采空区治理提供了非常有价值的参考和借鉴。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1论文选题背景以及研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1采空区稳定性评价研究现状

1.2.2采空区处治技术研究现状

1.2.3采空区质量检测研究现状

1.3依托工程特点和技术难点分析

1.3.1工程背景

1.3.2采空区分布

1.3.3气候

1.3.4工程地质

1.3.5水文地质

1.3.6环境地质

1.4本论文的研究方法与主要内容

1.4.1本论文的研究方法

1.4.2本论文的主要内容

第2章 下伏房柱式采空区稳定性评估技术研究

2.1岩层移动和破坏研究

2.1.1岩层移动

2.1.2岩层破坏

2.1.3地表变形及破坏规律

2.1.4小结

2.2高速公路下伏采空区稳定性评价

2.2.1房柱式采空区稳定性的常用评价方法

2.2.2计算机仿真技术对采空区稳定性评价

2.3研究成果小结

2.3.1房柱式采空区岩层移动规律

2.3.2房柱式采空区稳定性评价体系

第3章 高速公路下伏采空区注浆投沙施工技术研究与应用

3.1现场注浆投沙技术

3.1.1注浆投沙背景

3.1.2采空区治理方法的选择

3.1.3注浆投沙试验

3.1.4注浆投沙工艺

3.2研究成果小结

第4章 高速公路下伏采空区处治质量检测技术研究

4.1质量检测方法与标准

4.1.1质量检测项目与标准

4.1.2检查项目分值计算方法

4.1.3检查孔布置

4.1.4检查孔施工技术要求

4.2现场应用

4.2.1质量检测工作量

4.2.2质量检测结果

第5章 结论

第6章 致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研课题