采空区道路设计技术方案讨论

2018-02-14毋超

建材与装饰 2018年38期

毋超

1 特殊路基路面设计技术

采空区路基路面设计，原则上应基于其允许出现轻微不连续裂缝变形，但不能出现危及行车安全的裂缝、错台和陷坑进行设计。据此，对可承受的该容许变形幅度的采空区路基，可不作压浆处理，建议酌情采用强夯及加铺土工材料的抗变形措施，并酌情选择适宜的过渡路面，设置采空区路段警示标牌。在某高速采空区段落采用了特殊路基方案，路面方案维持了常规设计，目前运营良好。

对于变形量较大的采空区场地，可考虑采用过渡路面。过渡路面适用于不稳定或欠稳定采空区场地建成通车至采空区沉降变形完成前的时间阶段，是在确保行车安全的前提下，以适当降低交通服务水平来换取高昂的治理费用的折中方案。过渡路面的基本技术属性体现在以下方面：

（1）该路面外观明显不是正式的柔性或刚性路面，路面基本平整，能满足路面强度要求，在低速情况下，能保证交通线正常通行。

（2）路面结构具有调整不均匀沉降变形特性，且便于快速修复，其维护费用较低，维护一般仅发生人工管养费用，基本不增加额外材料消耗，到采空区场地沉陷稳定时，临时路面材料部分或大部可再利用。

（3）采动区过渡路面设计应配套采动监测和病害维护方案设计，并有运营班组定期维护保通。

2 结构物设计技术

考虑到采空区地质条件的复杂性，结构物设计建议尽量取消桥梁设计，多采用易于维护的整体性框架桥或钢波纹管结构，尤其对生产中的矿区路段，周期性的新采掘面开辟，极易活化已稳定的采空区。对地形控制桥长的桥梁构造物，如大的冲沟地形，应尽可能以涵洞结合高填方路基形式通过并视过水流量大小酌情采用单个或多个箱涵或钢波纹管结构；若必须设桥，可酌情视过水断面要求采用单个或组合框架箱型结构桥梁当冲沟过深，可酌情调整纵坡压低框架箱涵高度。

对于必须采取桩基础桥梁结构物的采空区场地，容许的变形要求即对简支结构不落梁，对连续结构不开裂破坏。一般而言，简支结构较有利于适应不连续变形，换梁维护也相对方便，是采空区细则推荐的结构形式。对于经过采空区注浆处治，检测定性为已稳定的建筑场地，考虑到地质条件的复杂性和压浆效果的不均衡性等因素，建筑场地稳定性判定仍然具有相当的不确定性，在此基础上按照常规稳定场地进行桥梁设计依然需要冒极大技术风险，一般建议从结构选型，安全设计方面进行保守处理。

对既有路段采空区尚未满足变形要求且必须设跨线桥，在其条件所限不便采用框架结构时，可采用简支结构，但应作压浆处理，并配套长期监测控制措施，在此基础上开展桥梁设计。设计方面可考加宽盖梁或立柱顶部尺寸，并设置挡块等预防落梁的辅助措施。对采动变形过大，处治费用高昂的建筑场地，可充分利用采动发育的时间特性，临时保通，延后进行结构物设计与施工亦为可取的方案选择。对采空区深度过大，且压浆范围有未垮落巷道或通过该采空区的运煤巷道，致使压浆费用高或压浆难度大，甚至不能作压浆作业的场地，对此可考虑采用离层注浆技术，仅对采空区上部一定深度范围作压浆强化处理，致使形成厚度大、强度高、均匀、变形量小的地质体持力层。在该持力层可承受桥梁上部荷载，其下卧层的附加应力满足强度验算要求条件下，桥梁基础可采用筏板、箱型基础方案。

3 特殊采掘设计技术

对尚未开采的规划采区，也可考虑协调矿企开展与地下采掘相关的联合设计，综合平衡双方技术和经济利益，寻求地下采矿与地上建筑整体效益最优的折中方案。

特殊采掘的综合设计措施在煤炭行业使用较多，道路行业甚少使用。考虑到不可再生资源的宝贵性和公路建设高昂的建安费和长期运营成本，道路通过矿产地本身有个压覆赔偿，展线绕避，地上地下联合设计、临时路保通和道路缓建等方案的综合比选过程，这方面工作的开展涉及到采矿与公路之间的行业协调与技术对接问题，也有一定的利益博弈在里面，目前交通行业的资源压覆、采空区安评及地质勘察专项工作一般做不到专门性深入探讨这方面的技术深度，但是这方面确实是交通行业矿区路段工程设计和技术研究的有益发展方向，也是道路设计工作者必须深入探讨的方案选择。

4 禁采设计技术

采空区道路细则指出：当道路下伏或临近矿产资源被开采时，应按三下采煤规程的要求留设保护矿柱，禁采工作本身一般会严重干扰矿企正常的生产接替计划，尤其在矿企利润较薄的特定条件下，甚至事关企业生死。这方面工作的开展，即是复杂的压覆计量赔付问题，同时也涉及设计方案比选技术问题。细则的这一粗糙规定，一定程度上不合理地简化了资源压覆，展线绕避，地上地下联合设计、临时路保通和道路缓建等方案的综合比选的重要技术程序，容易造成忽视项目建设与矿企技术对接的技术步骤，最终造成项目建设重大损失。所以执行禁采工作，必需提前做好方案论证，方方面面综合兼顾，获得矿方认同的前提下方可推动项目建设。