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老采空区地表剩余变形对城市轨道交通的影响评价

第41卷 第1期 2013年2月

煤田地质与勘探

COAL GEOLOGY & EXPLORATION

Vol. 41 No.1 Feb. 2013

文章编号: 1001-1986(2013)01-0040-06

老采空区地表剩余变形对城市轨道交通的影响评价

马路兴, 吴朝阳, 高艳卫

(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏 徐州 221008)

摘要: 为了评价煤矿老采空区地表剩余变形对城市轨道交通稳定性的影响,针对徐州轨道交通规划1号线,应用概率积分法建立闭合矩形积分模型,选取合理的计算参数,计算了研究区的地表剩余移动和变形。根据计算结果,绘制了地表剩余移动和变形等值线图,另外,分别绘制了纵向和横向的剩余移动变形沿着线路轴线的变化曲线。根据城市轨道交通地基变形控制指标,对老采空区地表进行了稳定性分区,并分析了地表剩余变形对线路稳定性的影响。结果表明:研究区内存在非稳定区;在非稳定区,横向的剩余变形均小于允许值,而纵向的剩余变形大多超过允许值,必须进行有效的工程措施确保线路安全。

关 键 词:煤矿老采空区;地表剩余变形;概率积分法;稳定性评价

中图分类号:P642.26;P642.5 文献标识码:A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2013.01.008

Evaluation of the influence of residual deformation above mined-out area on the

stability of urban rail transit

MA Luxing, WU Chaoyang, GAO Yanwei

(School of Resources and Geosciences, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China) Abstract: In order to evaluate the stability of urban rail transit on coal mined-out area influenced by surface resid-ual deformation, according to Xuzhou Rail Transit Line 1, the closed rectangular integral model was established based on probability integral method. After choosing the reasonable computation parameters, the surface residual movement and deformation in the study area were calculated. As a result, the surface residual movement and de-formation contours were given. Besides, the curves of transverse and longitudinal movement deformation along the line axis were drawn respectively. According to the limitation of urban rail transit foundation deformation, the study area above coal mined-out area was divided into stable zone, unstable zone and very unstable zone. The in-fluence of the surface residual deformation on rail lines was analyzed. The results indicate that the transverse re-sidual deformations are less than allowable value in the unstable zones, but the longitudinal residual deformations exceed allowable value. Effective engineering measures should be taken to ensure the safety of the line. Key words: coal mined-out area; surface residual deformation; probability integral method; stability evaluation

城市轨道交通属运量大、速度快、舒适性高、服务年限长的高等级交通线路,对地基变形和稳定性的要求比一般建(构)筑物高。煤矿老采空区的存在常会引起岩层移动,造成地表拉裂、隆起、倾斜、扭曲,形成地表阶梯状、漏斗状塌陷坑等[1],给城市轨道交通造成巨大危害。

目前,很多学者应用概率积分法研究了采空区地表移动变形[1-2],但其中针对老采空区地表剩余移动变形及稳定性的研究不够。余学义[3-4]进行了概率积分法剩余变形计算的研究,建立了预计采空区地表剩余移动变形的方法及通用数学模型。采空区稳

定性评价常用方法是,先计算采空区地表的剩余移动变形,再根据工程构筑物对地表变形的要求,最终确定采空区的稳定性[4-8]。

本文应用概率积分法,以徐州轨道交通规划1号线为例,计算煤矿老采空区地表剩余变形,并评价其对城市轨道交通稳定性的影响,为选择合理的线路方案、采取有效的工程措施、确保线路安全提供依据。

1 工程及地质概况

徐州轨道交通规划1号线全长31.9 km,是徐州

收稿日期: 2012-03-10

作者简介:马路兴(1989—),男,山东临沂人,硕士研究生,从事煤矿水文地质工程地质方面的研究.

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