某铁路采空区工程地质选线研究

2020-11-25杨延昭

建材发展导向 2020年2期

杨延昭

（中国铁路设计集团有限公司，天津 300142）

1 铁路采空区工程地质勘察选线基本流程分析

针对于实际的地质勘察选线过程，不仅需要专业的技术进行保障，更重要的是对于各项资料进行有效的收集，其中包含各类地质图以及相应资料、地质报告和矿采工程图纸以及采空区的沉降和变形观测资料等。再者，还包含对采空区已有的公路和铁路建设相关资料。以此对各项必须资料进行充分收集之后就可以进行下一步勘察与选线。

基本流程分析如下：

①对采空区进行详细勘察与分析，并对整体进行有效评价，建立初步的选线设计方案；②针对采空区存在的变形以及分布区域等进行确定，并着重分析其特征表现；③通过以上勘察和特征分析之后，即要对于采空区的沉陷、位移等相应参数以及系数进行明确；④做好以上所述各环节工作之后，即整体确定采空区的地基稳定性，并进一步对其整体做出必要评价。更为重要的是，还要对采空区进行分区处理。

分区之后对所制定的各项方案进行优化对比，选择合适的方案指导下一步工作的开展，这当中涉及到对工程整体布局的确定以及局部施工方案的优化和确定等。从而以此能够分为两种基本的选线方案，一种是绕开矿区采空区进行选线建设；第二种是穿越矿区采空区进行选线建设。两种不同的方案所进行的下一步活动也不相同。具体针对于第一种，即穿越矿区采空区进行的选线建设。具体又分为两类，一类是选择在矿区分布周围进行选线建设，另一类是选择在矿区规划的边界周围进行选线建设。且无论哪一类选线建设方案，都要充分结合实际情况进行优化设计。针对第二种穿越矿区采空区进行的选线建设。其中又分为四类，一是借助于矿区开采过程中已有预留的矿柱或者禁采区进行选线；二是根据矿区开采范围内的不可采区或者贫矿带进行选线；三是绕开古采空区域以及变形严重的区域进行选线；四是结合已有规划的矿柱进行选线。

以上是在分区之后选择绕开矿区采空区进行选线建设，或者穿越矿区采空区进行选线建设。在当完成以上所述环节和工作之后，即要对铁路的安全范围进行核实与留设保安矿柱，进一步对铁路建设区域内的采空区进行加固处理，从而至此可以进行投资估算，在当投资估算与实际情况有较大差别时，则需要进一步对方案进行再次选择。

整个流程涉及到基本的采空区勘察方法，具体的，从资料收集方面入手，在资料收集完成之后，即确定勘察计划，勘察计划进行当中包含工程地质调绘、钻探、物探以及其他水文地质实验和岩土测试等。勘察过后若是满足要求，则提交勘察报告；若是不满足要求，则要重新进行专题研究，之后再次实施勘察计划。

2 铁路采空区选线安全距离计算

2.1 小型采空区安全距离估算

针对于小型的采空区，其出现的地表塌陷一般呈现漏斗状，所以进行的安全距离计算一般会按照影响带宽度。影响带宽度即指的是采空区边缘到达地表塌陷处边缘之间的投影距离。这段距离在铁路选线设计当中会根据其扩散角进行相应的估算。至此通过估算之后确定铁路选线在其区域以外，最终确保铁路建设的安全性。

2.2 大型采空区安全距离估算

针对于大型的采空区安全距离估算，整个过程需要考虑大型采空区所造成的大范围影响区域，即其中所形成的地表沉陷一般以盆地的形式出现，从而边缘影响带较之小型采空区会更宽，涉及距离也更长。因而需要结合实际情况，按照远离影响带进行选线的基本原则进行选线设计。

3 铁路采空区工程地质选线措施

3.1 矿区外围选线

1）矿区分布区域以外选线，矿区开采活动的进行产生了一定的采空区，采空区的存在会使得铁路建设选线面临阻碍，因此一般铁轮选线设计会根据矿区采空区的分布实际情况进行选线的确定。以此具体的，在进行主要选线设计之前，即对于相关的矿产勘察资料等进行明确分析，以此减少采空区对选线工作带来的影响，并且可以有效避免由于铁路选线设计与建设造成称压覆矿产资源。2）矿区开采规划范围外选线，一般的大型矿产开发活动在进行之前，即会对于开采范围进行确定，从而有相应的开采规划图纸，进一步会明确开采的范围以及界限。因此选线过程中结合矿区的开采规划图，以此确定选线在矿区开采规划范围以外，并且预留足够大的安全距离，以此规避由于实际开采过程中的范围影响，而使得铁路建设面临安全威胁。

3.2 矿区内选线

1）根据不可采区域和矿柱进行选线设计，一般而言，铁路选线设计会不得不面临穿越矿区进行选线，因此在这当中需要充分了解实际的采空区地质状况，具体可以根据不可采区域和矿柱进行选线设计，以此确保铁路整体建设能够规避采空区的影响。

2）绕避古采空区及变形复杂地段，在当确定整体的选线设计方案之后，对于在矿区内的选线，要选择绕避古采空区及变形复杂地段。具体过程是在整体方案的基础上对局部地段选线方案进行优化，重点规避古采空区以及出现变形较为复杂的地段。再者，规避选线区域内潜在的地表变形和地质变化区域，并且尽量选择易处理的地段，以此降低成本和降低安全风险。