采空区专项勘察方案

G777高速公路初步勘察 K96+500~K104+600采空区

工程地质专题勘察方案

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2017年4月

G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 目 录

1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3 3.1 3.2 3.3 3.4 4 5

前言 ................................................................................................................................. 2 工程概况 .......................................................................................................................... 2 勘察目的 .......................................................................................................................... 2 勘察依据 .......................................................................................................................... 3 几点说明 .......................................................................................................................... 3 工程地质条件概述 .......................................................................................................... 3 地形地貌 .......................................................................................................................... 3 地质构造 .......................................................................................................................... 3 地层岩性 .......................................................................................................................... 4 水文地质特征 .................................................................................................................. 4 不良地质作用 .................................................................................................................. 5 勘察手段及步骤 .............................................................................................................. 5 收集资料 .......................................................................................................................... 5 工程地质及水文地质调绘 .............................................................................................. 5 物探 .................................................................................................................................. 6 钻探 .................................................................................................................................. 6 勘察工作量 ..................................................................................................................... 6 勘察报告书主要内容 ...................................................................................................... 7

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 1 前言

1.1 工程概况

（1）G777高速公路昆明段（后简称“本项目”），总体走向呈西向东，起点位于曲靖马龙县与昆明宜良县县界老黑山，经九乡风景区、耿家营，与昆明绕城高速东南绕交叉后，沿南昆铁路西侧布线，经贾王村、阳宗海风景名胜区、汤池、七甸，下穿沪昆高铁及规划渝昆高铁与新昆嵩高速公路相接，路线全长57.48公里。

（2）其中线路里程K96+500-K104+600 段存在采空区，该区段为山间盆地地貌，地势平坦，地层主要为上第三系含煤地层，线路主要以桥梁和路基通过。线路沿线分布有数个大型露天开采矿坑，部分已废弃，部分仍在开采。开采历史已达已逾百余年，经调查访问，该区域以前私挖滥采现象较为突出，凤鸣监狱劳改队也进行过较大规模的地下开采，当前，虽然大部分矿区都是由地下开采转为露采，但地下仍有采空区存在，存在地下采空区。

（3）由于该区域内煤采矿权众多，产权变更频繁，早期私挖滥采现象严重且未留存有相关资料，无相关资料，现场调查也未收集到采空区相关资料。鉴于采空区对桥梁桩基施工及安全影响较大，在已有勘察认识的基础上，使用常规勘察手段无法查清采空区地段的工程地质条件，故决定就该段采空区工程地质进行专题勘察研究工作，为最终选定线路和编制初步设计文件提供工程地质依据。 1.2 勘察目的

（1）查明相关地区的地形地貌、地层岩性构成、岩层产状、裂隙发育程度、地质构造特点等工程地质条件；

（2）查明采空区具体的范围、埋藏深度、空间大小、顶板岩层厚度，顶、底板标高，距路基顶、底板标高；

（3）查明采空区顶板的管理办法、塌落情况和采空充填程度；

（4）查明采空区目前地表变形、岩移和塌陷的机理、原因及分布规律，预测其发展趋势、危害程度以及诱发其他不良地质现象的类型、位置、规模和对线路的影响；

（5）查明并评价线路与煤矿开采线路、采空区的空间关系、开采趋势和时

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 空效应；

（6）提出合理的治理、预防和建议措施；

（7）为线路最终选定工程场地和编制初步设计文件提供工程地质依据。 1.3 勘察依据

（1）《公路工程地质勘察规范》（JTG C20-2011）； （2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001（2009 版））； （3）《采空区公路设计与施工技术细则》（JTG/T D30-2011）； （4）《煤矿采空区岩土工程勘察规范》（GB51044-2015）； 1.4 几点说明

（1）本次勘察的工作量为预计工作量，实施时将根据场地地层岩性的实际情况，作合理调整。

（2）本方案的勘察工作量经委托单位和设计单位认可后予以实施。

2 工程地质条件概述

2.1 地形地貌

采空区地形地貌较简单，属高原低中山河谷侵蚀地貌类型，最高点位于核实区中部，海拔1870m；最低点位于核实区东南边缘，海拔1785.2m。地形切割相对高差85m，山势相对较平缓。主要溪流自北向南东迳流。摆权河为矿区最大溪流，自北向南先后汇集了西部的双龙河、南部的汤池河及东部的香菌河。流量变化为0.001～86.2m3/s，于凤鸣村东南部矿6点附近（标高1785.2m）流出矿区为汤池河，经宜良城北注入南盘江，属珠江水系南盘江支流。 2.2 地质构造

线路区位于滇东台褶带中部，地质构造复杂，尤其是断裂十分发育。工程区的主要构造形迹属于下列各构造体系：经向构造体系、新华夏系构造体系、入字型构造体系、沾益山字型构造体系、纬向构造体系、被动向构造带（属云南山字型构造体系前弧东翼片断）及归属不明的构造。

采空区从区域及矿区以往地质资料来看，区内第三系地层，主要以松软粘土岩组成，可塑性强，构造除受基底控制外，也受本身岩性的影响，其构造特征，以平缓开阔近似对称之褶曲构造为主（常有次一级褶皱出现），高角度正断层次之，岩层产状多围绕盆地周边变化，断层一般均向盆地中心倾斜，断层线与褶皱

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 轴方向为N15°E，与盆地长轴方向大体一致。 2.3 地层岩性

根据1:20万宜良幅、昆明幅区域地质图及路线工程地质调绘结果，场区出露地层较为复杂，岩性种类较多，寒武系下统筇竹寺组（Є1q）页岩、粉砂岩、沧浪铺组（Є1c）页岩、粉砂岩；泥盆系中上统（D2-3）白云岩、灰岩；二叠系上统玄武岩组（P2β）玄武岩、凝灰岩；三叠系上统一平浪群（T3y）泥岩、砂岩、砾岩；侏罗纪下统下禄丰群（J1）泥岩、砂质泥岩、砂岩；上第三系上新统茨营组（N2c）粘土、褐煤；新生界第四系（Q）砂砾地层。

采空区的煤层主要位于上第三系上新统茨营组（N2c）中，该层为一套河湖相含煤沉积。主要由泥岩、粉砂质泥岩、细粒长石石英砂岩、杂砂岩夹多层褐煤组成。厚数90m至446m。不整合覆盖于渐新统蔡家冲组成或其他老地层之上。是区内主要含煤层位之一。 2.4 水文地质特征

2.4.1 地表水

采空区为一近南北向的山间盆地，周围中山及低中山环绕，盆内地势由北西向南东降低，起伏较小。盆地地貌决定了主要溪流自北向南东迳流。摆权河为矿区最大溪流，自北向南先后汇集了西部的双龙河、南部的汤池河及东部的香菌河。流量变化为0.001～86.2m3/s，于凤鸣村东南部矿6点附近（标高1785.2m）流出矿区为汤池河，经宜良城北注入南盘江，属珠江水系南盘江支流。矿区西南外缘的阳宗海为一天然湖泊，南北长12.15km，东西宽约3km，水域面积31km2。最大水深28m，蓄水量达6.2亿m3，水位标高1770m，汤池河是其唯一排泄口。

2.4.2 地下水

盆地内分布有上第三系小龙潭组微弱裂隙含水层及第四系疏松亚砂土、砂砾石孔隙含水层。盆地周边及盆地内上第三系底部分布有泥盆系、石炭系、二叠系灰岩裂隙—岩溶含水层；二叠系玄武岩微弱裂隙含水层及寒武系页岩隔水层。

由于喜马拉雅运动构成的四个相互平行的北北东向分布以第三系泥岩、含钙泥岩不透水层和煤层裂隙、粘质砂土孔隙含水层构成的向斜或背斜，覆盖于基底向斜构造之上，构成了盆地内各含水层普遍具有承压特性。

南北或北北东向分布的高角度断裂，充水性好、富水性强，是地下水的排泄

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 通道。

矿区地下水主要受大气降雨补给，向盆地基底及地表东南部径流汇集，以泉及溪流形式排泄。 2.5 不良地质作用

（1）项目区内沿线已开采完毕或正在开采的中小型煤矿众多，若路线设计高程与煤矿开采高程一致，则施工时容易发生大面积塌陷，对线路影响极大。

（2）有关场地内采空区的分布范围、深度、开采方向、开采的时空联系以及对拟建线路的不良影响，有待于本次专题勘察研究后予以分析评价。

3 勘察手段及步骤

为确保本次专题勘察的质量，满足委托单位和设计单位的要求，根据场地的工程地质和水文地质条件及不良地质发育情况，本次勘察采用的勘察手段及先后步骤：1.收集资料；2.工程地质及水文地质调绘；3.工程地质物探；4.根据调绘及物探成果布置适量的钻探工作。 3.1 收集资料

收集矿床分布图、地形变形有关的观测和计算、降水量以及采空区附近抽水排水时对采空区变形的影响等资料，了解矿层的分布、层数、层厚、埋藏深度、空间大小、顶底板标高和顶板岩层厚度等内容。 3.2 工程地质及水文地质调绘

（1）采用1:2000进行采空区工程地质测绘，范围为整个路基采空区地段各边外宽500m（线路左右200m已完成），预计测绘面积5km2；

（2）对于地质点和水文地质点位置的标测、岩层产状要素的量测、地表变形、岩移和塌陷的变形、破坏点、地质现象（包括裂缝及沉降）采用测量仪器或半仪器进行定位，并进行现象观测研究、素描、描述和标本采集；

（3）对地表位移、塌陷和潜在地表变形、塌陷进行观测、描述，填写《地面塌陷野外调查表》，标明其范围和破坏程度；

（4）按岩性和工程地质岩组分层，对水文地质和工程地质有重大意义的岩层或岩组，单独划分；

（5）对地质构造观察，主要是把不同级别的断层，测绘到图上，研究岩移

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 与地质构造之间的关系；

（6）根据现行规范，将各种地质现象表示在图上，以便研究岩移、塌陷的裂缝和错台，并注上其实际数据。 3.3 物探

物探测线应根据物探任务要求和地形地质条件布置，并对物探任务要求的范围作适当的延伸和扩展，不得随意布置测线。对经过采空区的公路路段采用高密度及大地电磁（EH-4）两种方法进行勘探，对有异常的路段采用地震映像法进行勘察进行综合解释，必要时结合钻探手段进行验证，以准确查清采空区的发育情况，避免地质灾害事故的发生。

3.3.1 高密度电法

前期已在线路右侧20米做了高密度电法的工作，现增加线路左侧20米的纵测线，以及线路左右40米各增加一条纵测线。有异常段增加横测线，横测线根据纵测线来定，考虑到高密度二头要延伸，预计工作量20Km（纵测线每条5km,，共计：3条，横测线：10条，每条：500米。）采用温纳装置，电极距8米，观测18层剖面数据。最大供电极距AO=216米,有效探测深度大于85米。

3.3.2 大地电磁（EH-4）

前期已在线路中心做了大地电磁（EH-4）的工作，现增加左右各20米布置共计二条测线；线路左右各40米的测线，根据线路左右40米高密度电法成果异常段再增加EH-4的勘探工作。建议点距：20～25米；预计工作量15Km。工作量详见附表及附图 3.4 钻探

钻孔的布置需在调绘和物探完成后，在调绘的坑道位置和物探异常点合理布置钻孔，以精确查明采空区的分布范围及影响程度。预计300m深孔5个，100~200m深孔10个，100m以内钻孔20个，预计总进尺5000m。

4 勘察工作量

本次勘察的预计工作量详见下表。

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 序号 1 2 3 4 5 6 勘察手段 工程地质及水文地质测绘（1:2000） 钻探 高密度电法 物探 EH-4 钻孔声波测试 土常规 吸水率 饱和吸水率 岩石试验 天然 抗压强度 饱和

工作量 5.0 4000 20 15 35 70 20 20 20 20 单位 km2 m Km Km 孔 组 组 组 组 组 备注 预计 预计 预计 所布置钻孔均做 5 勘察报告书主要内容

一、文字部分 1.前言 1.1工程概况 1.2勘察目的 1.3勘察依据

1.4勘察手段及完成的工作量 1.5几点说明

2.场地工程地质及水文地质条件 2.1地理位置 2.2气象水文 2.3地形地貌 2.4地质构造

2.5地质岩性的构成与特征 2.6水文地质条件 2.7不良地质作用 3.采空区现状及发展趋势 4.采空区场地稳定性的分析与评价 4.1场地稳定性评价

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G777高速公路初步勘察 采空区工程地质专题勘察方案 4.2采空区与线路的相互影响及其评价 4.3采空区处理措施 4.4拟建线路的选择 5.结论与建议 二、图表部分 附图：

1、采空区勘查工程量平面布置图 1/1000～2000 2、采空区井上下对照图 1/1000～2000 3、建设工程场地平面布置图 1/1000～2000 4、采空区物探成果图 1/1000～2000 5、采空区钻孔柱状图 1/200～500 6、采空区平面、断面分布图 1/1000～2000 7、剩余变形量预测成果图 1/1000～2000 8、采空区稳定性分区图 1/1000～2000 9、采空区治理范围图 1/1000～2000 附表： 1、钻探成果表 2、岩土试验成果表 3、采空区调查表 4、采空区变形参数表

5、采空区对公路工程危害程度综合评价表及采空区剩余空洞体积一览表。 三、附件部分

1、G777高速公路初步勘察采空区工程地质专题勘察任务书 2、物探报告

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