李欣濤

摘要：我國國土遼闊，蘊含著大量的自然資源，煤炭礦產(chǎn)是我國自然資源較為豐富的資源組成部分。隨著人們生活水平的提升和對生活質(zhì)量的追求，對煤炭資源的需求逐漸增大，而煤礦開采后的地質(zhì)條件會呈現(xiàn)多樣化的動態(tài)變化，其中較為常見的是塌陷現(xiàn)象，國家與政府也采取了一些措施進行了塌陷區(qū)回填以及地質(zhì)環(huán)境改善，但在進行工程建設時必須要進行地質(zhì)結(jié)構(gòu)和整體巖土的地質(zhì)作用、范圍等進行仔細的勘察，確保能夠?qū)崿F(xiàn)工程建設的承載。提高土地利用率，改善環(huán)境水平。

關鍵詞：采煤塌陷區(qū);勘察;治理;要點分析

近年來隨著人口數(shù)量的不斷增長和城市化建設規(guī)模的不斷擴大，土地資源越發(fā)緊張，塌陷是煤礦開采后遺留的地質(zhì)現(xiàn)象。常見于一些煤礦資源豐富的地區(qū)，多數(shù)處于城市周邊地區(qū)和偏遠地區(qū)，對于城市用地開發(fā)中塌陷區(qū)的處理需要特別關注，尤其是其地質(zhì)條件和地下結(jié)構(gòu)情況較為復雜，如果沒有進行詳細的地質(zhì)調(diào)查和工程勘察而直接進行工程項目建設極易因一些影響因素而發(fā)生安全事故，為人們的生命財產(chǎn)安全帶來威脅。本篇文章以唐山市規(guī)劃建筑設計中城市建設工程項目唐山某公園項目開發(fā)設計為例，針對采煤塌陷區(qū)工程建設的勘察及治理要點進行分析。

一、唐山某公園建設項目工程概況

唐山某公園項目，擬建場地下方原屬于唐山市某煤礦，大地震時形成采煤塌陷區(qū)，經(jīng)過多年回填，現(xiàn)已成為建筑垃圾場。全場地內(nèi)地形變化很大。本著科學規(guī)劃，合理改造城市用地的原則，規(guī)劃建設人工湖公園項目。唐山市地處燕山沉降帶南部，山麓沖積平原中部，屬于灤河早期和中期沖積扇。第四系地層厚度受地殼構(gòu)造運動的顯著影響，平原區(qū)內(nèi)分布剝蝕殘丘。研究區(qū)第四系沖積層厚度不定，一般0～30m，由土、砂、砂質(zhì)粘土、粘土、砂及卵石、礫石組成，為第四紀沉積物。

基底地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育，北東方向主要斷裂有大八里莊斷裂、陡河斷裂、唐山斷裂。而擬建場地為古灤河中-晚期沖積平原地貌，位于唐山市路北區(qū)東北部。地貌單元類型為陡河一級階地。場地內(nèi)所有鉆孔高程為黃海高程，坐標系統(tǒng)為北京54坐標系。擬建場地為采煤塌陷區(qū)，全場地內(nèi)地形變化很大。因此，針對此地形和地質(zhì)情況開展工程勘察，以確保工程項目設計和施工可行性。主要勘察目標和項目內(nèi)容如下：

查明場地內(nèi)不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，并提出整治方案的建議;查明建筑范圍內(nèi)巖土層的成因、組成及分布規(guī)律，提供滿足設計、施工所需的巖土技術參數(shù);確定地基承載力，對地基的均勻性進行評價，并對地基和基礎設計方案進行分析;查明地下水的成因、埋藏條件和動態(tài)規(guī)律，評價地下水對建筑物和施工的影響;確定擬建場地的地震設防烈度，劃分建筑場地的類別，判定場地內(nèi)飽和砂土在地震作用下的液化趨勢;查明場地埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物;判定場地水和土對建筑材料的腐蝕性;提供場地土的標準凍結(jié)深度;提供湖堤岸護坡所需的巖土參數(shù)，并對護坡方案進行分析和建議^[1]。

二、項目塌陷區(qū)地質(zhì)調(diào)查及工程勘察難點和存在的問題

經(jīng)勘察數(shù)據(jù)可見，擬建場地下方原屬唐山市某煤礦，為采煤塌陷區(qū)，經(jīng)過多年回填，現(xiàn)已成為建筑垃圾場。存在深厚雜填土，厚度、密實度不均勻，地基存在固結(jié)變形。新發(fā)現(xiàn)塌陷土洞兩處和地裂縫多于七處，不穩(wěn)定邊坡有滑移坍塌、裂隙變形及漏水的隱患^[2]。試蓄水時，擬建場地內(nèi)發(fā)現(xiàn)漏水點二百余處，全場地內(nèi)地形變化很大。采空區(qū)地基穩(wěn)定性評價報告中，對今后地表產(chǎn)生的殘余沉陷變形進行了預計。評估區(qū)內(nèi)地表殘余最大下沉為1200mm;南北方向最大傾斜變形為6.0mm/m;東西方向最大傾斜變形6. Omm/m;南北方向最大水平拉伸變形為4.Omm/m，最大壓縮變形為4.0mm/m;東西方向最大水平拉伸變形為4.Omm/m，最大壓縮變形6.Omm/m，大于擬建建（構(gòu)）筑物的臨界變形值（傾斜I≤3.0mm/m、水平變形ε≤2.0mm/m、曲率變形K≤0.2×10-3/m）。擬建場地未來長期受采動區(qū)殘余變形的影響。場地內(nèi)存在豎井13個，其中蓄水區(qū)7個已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并進行封堵處理5個、另2個因自然掩埋位置不明處理效果不顯明;其他6個豎井未在蓄水區(qū)內(nèi)。豎井封堵處理都未考慮和蓄水工程之間的影響，未完成防水封井蓋帽。場地內(nèi)有不明位置豎井安全出口1～2處。

勘察結(jié)果表明，勘察場地為采煤塌陷區(qū)，存在深厚雜填土層，屬不穩(wěn)定場地。人工湖工程大部分場地地形平坦，湖岸工程地形起伏較大。擬建場地存在深厚雜填土，自重固結(jié)尚未全部完成，未經(jīng)處理不宜作為人工湖工程的蓄水湖底及岸坡的天然地基^[3]。該場地土類別為軟弱場地土，建筑的場地類別為III類。擬建蓄水湖預計不再開挖，湖底坐落于雜填土或素填土上。根據(jù)經(jīng)驗所得土層的滲透系數(shù)，場地內(nèi)地下水位以上土層多為雜填土、素填土和細砂等中-強透水層，弱透水層較深。

三、塌陷區(qū)工程建設治理方法要點建議

（一）換填碾壓法

將雜填土、素填土層挖除換填，換填深度以滿足設計要求為宜。換填材料建議采用柔性較好的細粒土，施工時控制最優(yōu)含水量，換填時分層碾壓，換填壓實系數(shù)不小于0.94。

（二）強夯法

對擬建場區(qū)可采用強夯法加固處理，強夯前應在施工現(xiàn)場有代表性的場地上選取一個或幾個試驗區(qū)，進行試夯或試驗性施工。場區(qū)北部距離50米左右有唐山陶瓷文化創(chuàng)意中心;東北部距離30米左右有居民區(qū)建筑，強夯施工時應采取相應隔震措施，防止對周圍建筑物產(chǎn)生破壞^[4]。

（三）碎石擠密法

可采用振沖碎石樁，用振動方式在湖底中成孔后，再將碎石擠壓入土孔中，形成大直徑的碎石所構(gòu)成的密實樁體。宜采用75kw振動器，樁徑在800—1200mm之間，樁長不宜超過15.0m，樁端進入承載力較好的土層。

（四）蓄水湖分格節(jié)制連通蓄水法

蓄水湖平面分格;已發(fā)現(xiàn)滲漏點重點防滲處理;加強防滲層抗變形能力等技術措施，細化湖底、駁岸處、漏水處、塌陷土洞的防滲層搭接做法。地面變形監(jiān)測及蓄水水位監(jiān)測，并制定緊急處理預案^[5]。

四、結(jié)語

采煤塌陷區(qū)工程需要考慮眾多地質(zhì)因素和地質(zhì)變化條件，并結(jié)合地下水文條件、地理位置進行詳細的勘察，結(jié)合詳細數(shù)據(jù)進行工況分析，采取相應措施進行地質(zhì)條件改善，以使其達到工程施工建設標準，提高城市規(guī)劃建設質(zhì)量，確保工程順利進行。

參考文獻：

[1]郭巧玲，馬志華，韓瑤瑤.焦作采煤塌陷區(qū)土壤水分特性研究[J].人民珠江，2018，39（11）：28-33.

[2]趙殿君.內(nèi)蒙古自治區(qū)采煤塌陷區(qū)綜合治理淺析[J].西部資源，2018（04）：68-69.

[3]秦曉亞. 基于“LID”的城區(qū)型采煤塌陷區(qū)水域景觀設計研究[D].中國礦業(yè)大學，2018.

[4]毛旭閣.廢棄礦山采煤塌陷區(qū)土地復墾綜合治理模式研究[J].中國煤炭，2018，44（01）：132-136.

[5]倪杰. 濟寧市采煤塌陷區(qū)動態(tài)監(jiān)測與綜合治理研究[D].山東師范大學，2017.

[6]蘇迪. 濟寧市采煤塌陷地綜合治理存在問題與對策研究[D].山東農(nóng)業(yè)大學，2016.