ｌ珊嚣圃 一 山西煤炭ＳＨＡＮＸＩ ＣＯＡＬ 。 ， ｒ ％ 第３１卷第５期 文章编号：１６７２—５０５０（２０１１）０５—００７８—０３ 地质灾害调查在公路采空区勘察中的应用 白雪峰 ，刘鸿福 ，王燕霞 （１．太原理工大学矿业工程学院，山西太原０３００２４；２．山西省地质工程勘察院，山西太原０３００２４） 摘要：随着我国煤炭资源开采的不断深入，煤矿采空区大量出现。采空区对地面工程建设，特别是公路工程建设影 响巨大，采空区的存在严重威胁公路工程施＿Ｔ－和使用安全。地质灾害调查工作在公路工程勘察中起着非常重要的作用；通 过对这些调查资料的分析和整理，不仅可以了解工程的地质背景，而且可以为工程勘察和施工提供技术指导。提高Ｘ－．程勘 察质量节约勘察成本。 关键词：地质灾害调查；公路采空区勘察；应用 中图分类号：Ｘ４ 文献标识码：Ａ １ 我国地质灾害调查的现状和发展 二十多年来，我国先后在全国有计划地开展了 １：５０万环境地质调查、大江大河和重要交通干线 沿线地质灾害专项调查工作。１９９９年以来开展了约 ７００个县（市）地质灾害调查与区划工作，初步摸清 了我国地质灾害分布情况，划分了易发区和危险 地质灾害的调查在不同阶段和不同领域有不 同的调查重点，但地质灾害调查的工作方法基本一 致，主要分室内和野外两种主要工作。 室内工作主要有资料收集整理，遥感解译。 ２．１资料收集 在进行野外调查之前，首先收集各类相关资 区，建立了群测群防网络体系，有效减轻了地质灾 害损失。但随着我国社会经济的迅速发展，滑坡、崩 塌、泥石流等灾害呈加剧趋势，特别是煤矿采空区 形成的地面塌陷和地裂缝，严重危害人民群众生命 料。基础资料：自然地理（地形、地貌、气象、植被 等），社会经济（行政区划、交通位置、人口、城镇建 设规模、经济建设布局及发展规划），区域地质、矿 产，水文和工程地质资料。地质灾害资料：从相关地 财产安全和社会经济可持续发展。 根据国务院颁发的《地质灾害防治条例》和国 土资源部《全国地质灾害防治规划》，我国将在全国 地质灾害易发区开展地质灾害详细调查，将围绕人 质单位和主管部门收集地质灾害的区划资料，区域 地质灾害防治规划，地质灾害隐患点以及重要地质 灾害点的相关资料。 ２．２遥感解译 民生命、财产、生存环境和国家重大建设工程、重要 矿山、国家级或省级旅游景区开展滑坡、崩塌、泥石 遥感解译用航空照片和ＴＭ彩色合成卫星图 像结合，采用多时相、多波段的对比解译，用目视和 计算机数据采集方法，通过对已知灾害点的标记， 解译出区域内主要地质灾害点的分布位置，规模和 形成的地质背景。野外工作主要是地质灾害的野外 调查。 ２．３里予夕卜调查 流灾害详细调查工作（比例尺：１：５００００），为各级 政府制定地质灾害防治规划和实施地质灾害预警 工程提供基础依据。在规划中，煤矿采空区诱发的 地裂缝和地面塌陷虽然未列入详细调查的范围，但 在以资源开发为支柱产业的省（市），煤矿采空区引 发的地裂缝和地面塌陷的调查也应该随着这次地 用１：５万或更大比例尺的地形图作为工作手 质灾害详细调查同时进行，这对当地地质灾害的防 治和预警是一种必要的补充。 图（工作前必须将主要地质界线、已知灾害点透绘 在手图上），用ＧＰＳ进行野外定点（ＧＰＳ在使用前必 须校正）；各灾害点的调查内容详细地记录于野外 ２地质灾害调查的工作方法 收稿日期：２０１１－０３—０３ 调查表和野外工作手薄上，并对调查点进行拍照和 作者简介：白雪峰（１９７８一），男，山西大同人，在读硕士研究生，从事地质灾害和物探方面研究工作。 ７８ 第３１卷第５期 ２０１１年５月 ＶｏＩ．３１ ＮＯ．５ 山西煤炭ＳＨＡＮＸＩ ＣＯＡＬ Ｍａｙ ２０１１ 摄像，对调查点的重要部位要有特写照片和情况说 明；对重点调查区、重要灾害点要进行详细的描述 并进行技术小结；工作手图和记录要求当日整理， 灾害点要当日调查当日整理上图，并做好灾害点的 分类整理和归纳总结。 ３地质灾害调查在公路地质勘察中的 应用 公路工程地质勘察，就是运用地质、工程地质 的理论和各种技术手段，实地调查、研究公路要穿 越地带的工程地质条件。公路工程地质勘察的目的 就是为公路选线、测设、施工和使用提供经济合理 而又正确完整的工程地质资料。工程地质勘察一般 分为：可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察。不同 的勘察阶段，对工程地质勘测工作有不同的要求， 在广度、深度和重点等方面都是有区别的。地质灾 害调查是公路地质勘察的一部分，是随着公路地质 勘察同时进行的，主要目的是对不良地质路段和不 良地质现象进行调查和分析，并提出处置建议。主 要调查内容包括： １）岩溶和采空区：重点调查线路通过区域是否 存在岩溶发育区和煤矿采空区，并对这些区域进行 详细的调查和了解，必要时通过物探和钻探手段确 定其规模、埋深以及对公路稳定性的影响，并提出 处治建议。 ２）滑坡：重点调查与路线工程相关的滑坡及顺 层易滑路段，调查其发育特征，分布范围及滑坡体 和周边相关地段的稳定性。查明其成因类型，平剖 面形态，诱发因素，活动史及危害性，特别是工程施 工影响下的稳定性以及对工程的影响等，提出防范 或整治建议。 ３）崩塌与危岩体：查明相关崩塌、危岩体的成因 类型及分布范围。注重研究其物质组成、岩体结构、 张裂特征及卸荷松弛带厚度，判定其稳定性以及对 工程的影响和危害程度，提出防范或整治建议。 ４地质灾害调查在公路采空区勘察中 的应用 ４．１工程概况 新建省道陵沁线晋城西上庄——阳城西河段 公路工程，路线全长５４．３０９ ｋｍ，按一级公路技术标 准建设，设计速度６０ ｋｍ／ｈ，路基宽度整体式为２３．０ ｍ，分离式为ｌ１．２５ ｍ；是一条缓解交通压力，提高煤 炭运输的骨干运输公路，是带动沿线地方经济社会 发展、改善投资环境的一条致富路。采空区勘察部 分是第二标段（Ｋ２６＋０００～Ｋ５４＋３０８．８５）地质工程勘 察工作的一部分。 此标段（ＡＫ２６＋０００～ＡＫ５４＋３０８．８５）位于山西省 阳城县境内，路线通过区域是阳城县的煤炭开采聚 集区，地质条件复杂，煤矿采空区是该标段主要的 不良地质现象。采空区勘察工作是该标段公路勘察 工作的重中之重。 ４．２已有地质灾害调查资料的应用 通过资料收集，我们得到了少部分煤矿开采资 料和一份《阳城县地质灾害调查与区划报告》。由于 煤矿开采资料太少，主要以区划资料作为采空区勘 察的基础资料，通过分析，线路通过区域分别穿越 阳城县的地质灾害高易发区（煤炭开采区）、中易发 区，低易发区。 其中岭后（Ｋ４５＋９５０）至汉上（Ｋ５２＋０００）段为滑 坡、地面塌陷和地裂缝地质灾害高易发区。分布有 地质灾害点４７处，以矿山开采和修筑公路引发的 人为地质灾害为主。已发生的地质灾害有地裂缝ｌ９ 组，滑坡７处和采空塌陷１１处以及地表沉陷盆地 １８２８．６亩。灾害稳定性属于差～较差。 灾害造成４５０１间房屋和７处水利设施损毁， ４７５０．１６亩土地破坏，直接经济损失２０２０．１７万元， 损失模数达３３万元／ｋｍ 。 在此路段６．０５ ｋｍ沿线范围内分布采空地裂缝 和地面塌陷３０处，地质灾害发生频率达到４．６２处 ／ｋｍ，采空区地质灾害在此路线区域分布比较密集， 破坏比较严重。据此分析此区域应该属于采空区密 集分布区，为采空区勘察重点的区域。 ４．３现场地质灾害调查资料的应用 通过沿线的地质调查工作，我们初步确定采空 区分布范围为Ｋ４３＋１１９－－Ｋ４５＋７５０和Ｋ４５＋７５０＿＿ Ｋ５４＋３０８。 １）Ｋ４３＋１ １９－－Ｋ４５＋７５０：此线路区域内小窑分 布较多，矿界不明，以村办集体煤矿较多；煤矿关闭 较早，局部还有私挖乱采矿洞，采掘情况较乱，开采 规模较小，现基本全部关闭。此区域煤矿的采空范 围不确定。采掘１５号煤层，采掘深度２０１３１～６０１ＴＩ，煤 ７９ 山西煤炭ＳＨＡＮＸＩ ＣＯＡＬ 第３１卷第５期 厚约２ ｍ，此区域野外调查没有发现采空区引发的 地裂缝和地面塌陷灾害，据此分析此区域煤矿采空 区分布较少或危害较浅。 ２）Ｋ４５＋７５０一Ｋ５４＋３０８：此线路区域小煤矿分 可靠性，工作中采用瞬变电磁法和地面氡气探测法 分别探测、相互验证的模式确定采空区边界和规 模，最后由钻探验证探测成果的准确性。经过探测 和验证，岭后（Ｋ４５＋７５０）至汉上（Ｋ５２＋０００）段线路分 布大量采空区，是采空区勘察的重点区域。 为了保证勘察工作的质量，在采空区非重点勘 察区域也进行了有限的物探和钻探勘察工作。勘查 结果表明，在采空区非重点勘察区域，采空区分布 布较多，大中型国有煤矿也分布其中，采掘情况较 复杂，大部分煤矿已经关闭，沿线煤矿的采空范围 不确定。此区域内主要采掘３号煤层，采掘深度８０ ｍ～２１０ ｍ，煤厚约４．５ ｍ，底部９号和１５号煤层也稳 定可采。其中国有煤矿批采煤层较多，采掘范围较 大。通过野外地质灾害调查发现，在此路段２．２９５ ｋｍ 沿线范围内分布采空区地裂缝４处，地质灾害发生 频率达到１．７４处／ｋｍ。通过分析，此区域应该属于 较少，对拟建工程影响较小；这也进一步说明了由 地质灾害调查资料确定的重点和非重点勘察区域 对勘察工作有现实指导意义，既保证了勘察质量也 节约了勘察成本。 采空区密集分布区，为采空区勘察的重点区域。 ４．４地质灾害调查资料的应用效果分析 从上面已有地质灾害调查资料和现场地质灾 ５结论与建议 通过重点和非重点采空区勘察区域的划分，不 害调查资料的分析可知，岭后（Ｋ４５＋７５０）至汉上 （Ｋ５２＋０００）段线路区域，在两项资料分析中采空区 仅使采空区勘察的重点突出，减少了采空区物探和 钻探的勘察工作量，而且也为公路工程勘察节约了 时间，减少了成本；是地质灾害调查成果应用于公 地质灾害的发生频率均较高，煤矿分布众多，应该 属于采空区密集分布区，为采空区勘察的重点区 域；这个区域是否分布有大量采空区，成为地质灾 害调查资料在采空区勘察工作中是否重要，是否具 有现实指导意义的关键。 在勘察中，通过工程物探和钻探方法对采空区 路采空区勘察领域的一项有益尝试；通过地质灾害 调查成果在公路采空区勘察中的实际应用，指出了 地质灾害调查工作的重要性和调查成果对工程勘 察施工的重要指导作用。因此加强地质灾害调查在 工程中的应用，不仅能提高工程勘察质量而且可以 减少工程投资，安全性和效益性并举。 的分布情况进行了探测和分析。为保证勘察成果的 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｈａｚａｒｄ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｉｎｅｄ－ｏｕｔ Ａｒｅａｓ Ｓｕｒｖｅｙ ｂｅｎｅａｔｈ Ｒｏａｄｓ ＢＡＩ Ｘｕｅ—ｆｅｎｇ ，ＬＩＵ Ｈｏｎｇ—ｆｕ ，ＷＡＮＧ Ｙａｎ－ｘｉａ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００２４； ２．Ｓｈａｎｘｉ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００２４） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．ａ ｍｕｌｔｉｔｕｄｅ Ｏｉ ｍｉｎｅｄ—ｏｕｔ ａｒ— ｅａｓ ｅｍｅｒｇｅ．Ｔｈｅ ａｒｅａｓ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｆｏｒ ｇｒｏｕｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｈｉｇｈｗａｙ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ．Ｔｈｅ ｇｅ— ｏｌｏｇｉｃａｌ ｈａｚａｒｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈｗａｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｒｖｅｙ．Ｔｈｅ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｎｏｔ ｏｎ－ ｌｙ ｔｈｅ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｒｖｅｙ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ，ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｒｖｅｙ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｈａｚａｒｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｍｉｎｅｄ－ｏｕｔ ａｒｅａｓ ｓｕｒｖｅｙ ｂｅｎｅａｔｈ ｒｏａｄｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 编辑：徐树文 ８０