浅谈城市道路下伏煤矿采空区的危害及治理办法

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1、浅谈城市道路下伏煤矿采空区的危害及治理办法摘要：城市道路下伏煤矿采空区的情况下，路基路面往往损坏较快，产生安全隐患，造成居民出行受阻，维修与重建频繁，浪费人力物力等后果。本文简要介绍了城市道路下伏煤矿采空区的危害及焦作市煤矿采空区治理情况，着重讲述了对城市道路下方采空区的治理方法和在城市道路建设的各个环节应该做的工作。关键词：煤矿采空区；地表变形、沉降；新近采空区；老采空区采煤会造成地下产生采空区，随着时间的推移，采空区上部岩层或土层在重力作用下，会产生冒落、弯曲、断裂等变形，导致地表呈现出沉降

2、和变形，局部出现盆地。采空区出现的连续或非连续性沉降和变形，对城市道路的危害主要有以下几点：1)采空区的失稳冒落，使地表剧烈变形，产生塌陷坑洞，导致行人失足跌伤或车辆陷入。2)路基沉陷，造成路基、路面局部开裂，使承载力下降，使用条件降低，或使路面低洼积水。对路堑来说，如果边坡上方存在采空区，极易造成滑坡，对于本来稳定性较差的路堤、陡坡路堤，如果路两侧存在采空区，严重时会产生整体滑坡。3)采空区沉降导致路面倾斜，并使路面坡度发生变化，致使行驶车辆重心偏移，在弯道处极易引发交通事故。地表水平变形和移

3、动使路面受拉伸开裂、受压缩隆起，路面产生波浪起伏，可能导致行驶的车辆腾空，发生翻车事故。4)受采空区沉降变形影响，城市桥梁容易产生的病害有桩基、桥墩及桥台变形，拱桥上部结构断裂，基础下沉和横向位移等。桥梁承受变形的能力较小，产生变形后难以恢复。5)采空区的沉降对各种城市道路下地埋的市政工程管道（线）影响较大。主要是造成雨、污水管道系统渗漏或失效；热力、给水、燃气管道系统变形破坏；通讯和电力管线断裂。管道（线）受地表变形影响时，应力集中到局部位置，如果应力集中到管道（线）薄弱位置，管道（线）极易产

4、生破坏。另外，采空区沉降和变形也极易导致城市轻轨、地铁等基础交通设施产生破坏。焦作市煤矿开采始于1894年，至今已有一百多年的历史。焦作煤矿区位于太行山东南侧山前倾斜平原上，总体上地势西北高，东南低，地面高程90~150m。区内原始地势起伏较小，因地下采煤，地表形成许多盆地，盆地边缘与中心处的高差可达8~9m。经过一百多年的开采，焦作市出现了很多采空区，这些采空区分布在中站区、解放区、山阳区和马村区，其中中站区和马村区面积较大。截至2002年，焦作矿区现已采出煤炭2.35亿吨，形成的沉陷盆地共划

5、分为13个沉陷区，焦东矿沉陷区在市区内，现已完成了综合治理；其余矿区采煤形成的采空区投影面积33.25平方公里，造成地面沉降盆地总面积为66.46平方公里，其中非稳定采空区面积合计19.89平方公里，直接影响中站、马村两区的城市建设。各矿区采空区面积、沉陷区面积和非稳定沉陷区面积、采煤沉陷率见下表。焦作市域采煤沉陷区面积统计表这些采空区地表沉降、变形在持续地进行中，在采空区范围内的城市道路普遍受到影响，近4年来，笔者在工作中留意到，中站区的新园路（焦晋高速―牧野路）、中南路（新园路―白马门河），

6、解放区的解放西路（光华路―普济路）和马村区的待九路（解放路―焦辉路）使用寿命较短，重修频率较高。以新园路为例，2005-2006年间修建机动车道，06-07年曾对局部路段进行拓宽改建，加铺了非机动车道和人行道。2009年道路局部出现较大裂缝和坑槽，2010年机动车道局部沉降变形较大，形成波浪形路面，道路通行能力变小，行车安全性骤降，2011年9月对（中南路-光华路）段维修。出现这种情况的道路还很多，这些城市道路损坏速度较快的重要原因就是其下伏采空区的沉降和变形。城市道路作为城市的“血管”，其畅通

7、与否，直接影响到一座城市的活力。科学合理地处理采空区沉降变形问题，既能改善市容市貌，又能改善周围交通状况，方便市民出行，节约工程投资，还能促进经济的发展、加速沿线土地利用。所以有必要治理焦作市煤矿采空区特别是城市道路的下伏采空区。焦作历史上是如何治理采空区的呢？经过笔者调查走访，总结一下几点：1)对大面积采空区，因地制宜，建设公园绿地，如焦作市森林公园、缝山针公园。2)对于沉降较完成地段，经地质勘测，灾害分析，得出可以进行地表建筑结论的，对基础处理，如打桩、强夯，然后进行地表的工程建设。3)绕避

8、采空区，如中站区与解放区交接处，在上白作以西有一大片区域，该区由西南至西北穿新园路、璞玉路、光华路，北环路一直未打通，重要原因之一在于绕避采空区。4)难以绕避采空区的，城市道路建设时铺筑简易路面，这里所谓的简易路面，指路基路面结构较薄，有时只做路基，不做路面。这样的话一次性投入少，一旦地表沉降变形导致道路损坏，就重新铺筑。上述治理办法存在很多问题：首先是技术含量低，缺乏调查研究和主动意识。往往在工程前期未作调查研究，当城市发展到一定程度需要在采空区建设道路时，未加治理仓促开工建设，导致建成后维护