水工隧洞穿越煤礦采空區(qū)處理措施的研究與應(yīng)用

任琴雪 牛鵬飛

（1.山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原 030024；2.山西省黃河萬(wàn)家寨水務(wù)集團(tuán)有限公司 山西太原 030012）

1 概述

1.1 工程概況

萬(wàn)家寨引黃北干線工程從黃河萬(wàn)家寨水庫(kù)引水，滿足平魯、朔州、山陰、懷仁以及大同市的城市及生活用水，為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的國(guó)家重點(diǎn)工程。引黃北干線工程輸水線路全長(zhǎng)156.67 km，主要建筑物有隧洞、倒虹、調(diào)節(jié)水庫(kù)及地下泵站等。1#隧洞按輸水流量22.2 m3/s建設(shè)，1#隧洞總長(zhǎng)43.67 km，其穿越虎頭山，通過(guò)多家煤礦采空區(qū)，在平魯區(qū)中溝灣北岸坡腳處出口。

1#隧洞下段約25 km采用TBM施工，預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，其出口段長(zhǎng)約13 km，沿線的地質(zhì)條件較復(fù)雜，圍巖為砂巖、砂質(zhì)泥巖及煤層，裂隙發(fā)育，其中III類圍巖約占38.8%，IV類圍巖約占25.4%，V類圍巖約占35.8%。洞線從若干地方煤礦區(qū)的間隙中通過(guò)，5次穿過(guò)煤層，穿煤層區(qū)段累計(jì)長(zhǎng)3.8 km，部分洞段還在煤礦采空區(qū)上方通過(guò)。

1.2 隧洞穿越煤礦采空區(qū)

針對(duì)隧洞穿越煤礦采空區(qū)問(wèn)題，首先做了詳細(xì)的地質(zhì)勘察工作，勘察中采用了地質(zhì)調(diào)查訪問(wèn)、井下測(cè)量、地面綜合物探、鉆孔驗(yàn)證、地面變形監(jiān)測(cè)、巖層移動(dòng)變形監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段，找到煤礦采空區(qū)間的穩(wěn)定區(qū)段，調(diào)整隧洞走向，解決了隧洞大部分地段的穩(wěn)定問(wèn)題。隧洞出口段，無(wú)法通過(guò)隧洞線路的調(diào)整避開采空區(qū)，此段為崔家?guī)X煤礦采空區(qū)，采空區(qū)處于隧洞以下，深約200 m（地面以下），塌陷變形的裂隙帶處于地表以下120 m左右，并逐漸向地面發(fā)展。1#隧洞位于地面以下50 m左右。

1#隧洞施工過(guò)程中，在施工營(yíng)地（位于1#隧洞軸線南側(cè)，距離大于200 m）發(fā)生地面沉降，導(dǎo)致許多房屋產(chǎn)生裂縫，致使該營(yíng)地被迫搬遷，充分證明采空區(qū)所引起的地層塌陷變形是存在并發(fā)展的，且會(huì)對(duì)隧洞的安全造成嚴(yán)重影響。

1.3 采取措施

為避免隧洞發(fā)生突發(fā)性變形，確保工程運(yùn)行安全，對(duì)影響隧洞安全的崔家?guī)X煤礦采空區(qū)采取了工程處治措施加特殊的結(jié)構(gòu)措施。

2工程處治措施——采空區(qū)注漿

目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)水工隧洞通過(guò)煤礦采空區(qū)的先例，設(shè)計(jì)根據(jù)國(guó)內(nèi)高速公路采空區(qū)處理的經(jīng)驗(yàn)選用注漿法，并結(jié)合本工程實(shí)際情況進(jìn)行。

工程處治措施，即對(duì)影響隧洞安全的煤礦采空區(qū)采取注漿法，通過(guò)鉆孔、注漿，將水泥粉煤灰漿液注入采空區(qū)及上覆巖體變形裂縫中，漿液形成的結(jié)石體對(duì)上覆巖層形成支撐，防止煤礦采空區(qū)的沉陷變形，保證隧洞安全。

由于1#隧洞出口段煤礦采空區(qū)布置較復(fù)雜，實(shí)際調(diào)查的采空區(qū)、空洞區(qū)，物探探測(cè)的采空區(qū)、塌陷區(qū)分布都不是很明顯，處治方法和處治工程量存在不確定性，為了保證工程質(zhì)量，整體工程施工前，在前期物探、勘察及現(xiàn)場(chǎng)收集資料的基礎(chǔ)上，各選一處空洞區(qū)和塌陷區(qū)，作為試驗(yàn)區(qū)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)注漿試驗(yàn)，確定合理的灌漿參數(shù)，包括孔位、孔距、水灰比、注漿壓力、注漿時(shí)間及間隙時(shí)間等。試驗(yàn)區(qū)為后續(xù)整體工程施工提供了技術(shù)支持，設(shè)計(jì)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果修改了技術(shù)要求。

2.1 灌漿工程設(shè)計(jì)

2.1.1 處治范圍

采空區(qū)處治的范圍包括處治長(zhǎng)度、寬度和深度，根據(jù)采空區(qū)的分布、埋藏深度以及上覆巖性等因素確定。

1）處治長(zhǎng)度:沿隧洞軸線方向1 132 m，為下伏采空區(qū)的實(shí)際長(zhǎng)度及覆巖移動(dòng)影響范圍之和。

2）處治寬度:垂直隧洞軸線方向，隧洞軸線兩側(cè)各65 m，由隧洞寬度、圍護(hù)帶寬度、采空區(qū)覆巖移動(dòng)的影響寬度三部分組成。采空區(qū)處治理寬度計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖1。

采空區(qū)上覆巖層移動(dòng)影響角的選取。采空區(qū)覆巖移動(dòng)的影響范圍與礦山開采方式、回采率、開采深厚比、覆巖的軟硬程度以及礦山開采時(shí)間有關(guān)。本工程采空區(qū)覆巖為二疊紀(jì)砂巖、砂質(zhì)泥巖，屬中硬覆巖，采區(qū)回采率35%～40%，參考《采空區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》基巖移動(dòng)影響角為80°～85°，考慮各種因素，參考山西以往公路工程采空區(qū)處治經(jīng)驗(yàn)，選取基巖移動(dòng)影響角為80°，松散層移動(dòng)角取值為55°。

圖1 采空區(qū)處治寬度計(jì)算簡(jiǎn)圖

3）處理深度:為確保隧洞安全，采空區(qū)處理深度為采空區(qū)之上至輸水隧洞頂高程以上20 m（與兩側(cè)的圍護(hù)帶寬度相一致，并大于隧洞圍巖厚度即3倍開挖洞徑），之下至采空區(qū)底板以下3 m。

2.1.2 灌漿孔與檢查孔的布置

1）灌漿孔

采空區(qū)處理范圍邊緣一圈布置邊緣帷幕孔即封邊孔，以防漿液大量流失；處理范圍內(nèi)部布置注漿孔。灌漿孔內(nèi)包含取芯孔，取芯孔的數(shù)量為5%。考慮灌漿的目的是保護(hù)輸水隧洞的安全，因此孔位的布設(shè)原則:隧洞附近較密，向兩側(cè)逐漸較疏。

排距:隧洞兩側(cè)第一排注漿孔距離隧洞中心線為7 m，第二排距離第一排18 m，第三排、第四排排距均為20 m，最外側(cè)封邊孔距離隧洞中心線距離為65 m。

孔距:第一排為13 m，第二、第三、第四排孔距均為20 m，按三角形布設(shè)。

2）檢查孔

檢查孔為檢測(cè)灌漿質(zhì)量而設(shè)，孔位布置在脫空較大、串漿孔集中的地方，設(shè)置檢查孔的數(shù)量為灌漿孔總數(shù)的5%，均為取芯孔。

2.1.3 鉆孔、注漿

采空區(qū)灌漿工程，主要工序包括鉆孔、封孔、制漿、注漿等。鉆孔、注漿均分序次間隔進(jìn)行，分三個(gè)序次，按一、二、三序孔依次進(jìn)行，后序孔的注漿孔選擇在前序孔注漿結(jié)束一周后的鄰邊。一序孔包括取芯孔、測(cè)試孔和外圍孔，外圍孔采用跳打法進(jìn)行，外圍孔水固比選用1∶1.1的漿液，二、三序孔水固比選1∶1.0的漿液，因?yàn)樵摽壮涮畋緟^(qū)域內(nèi)的空洞裂隙外，還應(yīng)增大漿液擴(kuò)散半徑，來(lái)補(bǔ)充鄰孔注漿后，由于漿液結(jié)石后出現(xiàn)的20%左右的空洞體積以及未連通的裂隙。

1）鉆孔

鉆孔深度深入采空區(qū)底板或4#煤層底板以下3 m，不得超過(guò)設(shè)計(jì)孔深5 m以上，如仍未見煤層即可終孔。

每個(gè)鉆孔應(yīng)測(cè)斜，終孔孔斜要求不超過(guò)1°。距離隧洞較近的鉆孔，要精確定位，鉆孔快達(dá)隧洞洞頂高程時(shí)對(duì)孔斜情況進(jìn)行量測(cè)，確保隧洞安全。

鉆孔過(guò)程應(yīng)詳細(xì)記錄，做好鉆探原始記錄和巖芯編錄工作。鉆孔分為三種類型:

（1）掉鉆空區(qū)孔:鉆進(jìn)具有明顯掉鉆（掉鉆深度大于0.5 m）、且漏水嚴(yán)重的鉆孔；

（2）冒落裂隙區(qū)孔:掉鉆不明顯、但漏水嚴(yán)重、鉆探中有較大碎石響聲、甚至有卡鉆現(xiàn)象的鉆孔；

（3）完整孔:鉆孔不漏水（或漏水很少）、鉆進(jìn)平穩(wěn)的鉆孔。

2）制漿

（1）注漿材料:注漿漿液主要為水泥粉煤灰漿。對(duì)原材料要求如下:

①水的pH大于4；

②水泥標(biāo)號(hào)不應(yīng)低于32.5號(hào)，優(yōu)先選用礦渣水泥；

③粉煤灰要符合國(guó)家二、三級(jí)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

④砂:采用天然砂，粒徑不大于2.5 mm，有機(jī)物含量不大于3%；

⑤石屑或礦渣:可根據(jù)空洞和裂隙寬度及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇填充骨料，但粒徑不大于10 mm，有機(jī)物含量不大于3%；

⑥水玻璃:模數(shù) 2.4～3.4，濃度 50°Be＇以上。

（2）材料配比:

水泥粉煤灰漿的水固比（重量比）按 1∶1.0～1∶1.1控制，固相比即水泥:粉煤灰按2∶8進(jìn)行，施工中各類漿液必須攪拌均勻。

3）注漿

本采空區(qū)為單層，施工一次成孔，孔口封閉，自下而上，一次全灌注，各孔注漿前先用清水沖洗鉆孔不小于10 min，再根據(jù)鉆孔類型，采用相應(yīng)注漿方案。

（1）掉鉆空區(qū)孔:用1∶1.0的漿液加砂、并伴以間歇注漿；

（2）冒落裂隙孔:用 1∶1.0 或 1∶1.1 的漿液、并伴以間歇注漿；

（3）完整孔:用 1∶1.0 的漿液注漿；

（4）一序孔的外圍孔和孔內(nèi)有水的孔，選用1∶1.1漿液注漿。

4）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)吸漿量小于70L/min時(shí)，孔口壓力在1.5～2.5MPa，穩(wěn)定10～15 min；或注漿孔周圍有冒漿現(xiàn)象出現(xiàn)，可結(jié)束該孔注漿施工。

5）封孔

所有鉆孔注漿結(jié)束后，采用水泥砂漿封填密實(shí)，并將孔口壓抹平整。

2.2 質(zhì)量檢測(cè)

采空區(qū)治理灌漿質(zhì)量的檢測(cè)項(xiàng)目，包括孔內(nèi)波速測(cè)試、漿液結(jié)石體的抗壓強(qiáng)度測(cè)試和變形監(jiān)測(cè)等，灌漿結(jié)束6個(gè)月后，進(jìn)行鉆孔檢驗(yàn)。

質(zhì)量檢測(cè)控制指標(biāo):

1）注漿漿液的充填率不小于80%；

2）漿液結(jié)石體無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度平均值大于1.0MPa、最小值不小于0.6 MPa；

3）檢測(cè)過(guò)程中，鉆探循環(huán)液基本不漏失；

4）質(zhì)量檢測(cè)孔內(nèi)的注漿量小于該區(qū)單孔平均注漿量的10%；

5）灌漿后鉆孔波速測(cè)試，縱波大于2 500 m/s。

檢測(cè)結(jié)果:

1）注漿前后對(duì)鉆孔檢查情況分析:注漿前鉆孔漿液漏失量大，且不返水；注漿后鉆孔漿液漏失較小，耗水量?。?/p>

2）質(zhì)量檢測(cè)孔內(nèi)的注漿量均小于該區(qū)單孔平均注漿量的10%；

3）質(zhì)量檢測(cè)孔在鉆孔過(guò)程中均取到漿液結(jié)實(shí)體，通過(guò)檢驗(yàn)結(jié)實(shí)體的抗壓強(qiáng)度值均大于1.0 MPa；

4）注漿前后鉆孔電磁波CT測(cè)試結(jié)論:測(cè)試深度為從孔底向上延伸100 m，測(cè)試范圍內(nèi)注漿后較注漿前電磁波吸收系數(shù)降低0%～20%，個(gè)別區(qū)域達(dá)到20%以上，綜合分析注漿后地層完整性較好；

5）注漿后鉆孔攝影監(jiān)測(cè)可見到結(jié)實(shí)體；

6）注漿后超聲波測(cè)試，滿足縱波波速均大于2 500 m/s要求。

由以上質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果推測(cè)，采空區(qū)治理工程滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)構(gòu)措施——隧洞內(nèi)穿PCCP

3.1 采取結(jié)構(gòu)措施的原因

1#隧洞下段采用TBM施工，襯砌型式為六邊形蜂窩狀預(yù)制鋼筋混凝土管片襯砌，管片與圍巖之間的空隙用豆礫石充填并進(jìn)行回填灌漿，這種襯砌型式能夠較好地適應(yīng)微小而連續(xù)的變形?？紤]到水工隧洞通過(guò)煤礦采空區(qū)在國(guó)內(nèi)尚無(wú)工程先例，對(duì)采空區(qū)進(jìn)行工程處治措施，能否做到全面、徹底和無(wú)遺漏還不能說(shuō)有絕對(duì)把握，萬(wàn)一隧洞出現(xiàn)超出預(yù)期的變形、或者發(fā)生非連續(xù)的集中變形，將會(huì)使TBM管片接頭處開裂寬度超過(guò)預(yù)期。而如果管片接縫處出現(xiàn)了大的開裂沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或發(fā)現(xiàn)后沒(méi)有充足的反應(yīng)時(shí)間停水檢修，將造成洞內(nèi)水量集中滲漏；滲漏量較大、且滲流通道同煤礦的巷道和采掘工作面溝通時(shí)，可能造成煤礦透水事故，引起人員人身傷亡。

為確保工程萬(wàn)無(wú)一失，經(jīng)過(guò)慎重考慮和多方論證，對(duì)1#隧洞通過(guò)煤礦采空區(qū)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了更深入的研究，特別是參考了國(guó)內(nèi)、外在易發(fā)生沉降變形的隧（涵）洞內(nèi)鋪設(shè)輸（泄）水管道的成功經(jīng)驗(yàn)，如非巖石地基上的壩下埋管等工程案例，重點(diǎn)研究了在空間有限的隧洞內(nèi)埋設(shè)大口徑管道的施工技術(shù)問(wèn)題、洞內(nèi)埋管后的過(guò)水能力問(wèn)題、洞內(nèi)管道在隧洞發(fā)生變形后的受力狀態(tài)問(wèn)題、以及管道如何適應(yīng)隧洞變形等問(wèn)題。最終確定，對(duì)隧洞通過(guò)煤礦采空區(qū)洞段再采取特殊的結(jié)構(gòu)措施，以確保萬(wàn)一發(fā)生較大變形而漏水時(shí)，不致產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

3.2 結(jié)構(gòu)措施比選

特殊結(jié)構(gòu)措施可以分為兩個(gè)方面，一是結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施，另一個(gè)是結(jié)構(gòu)后備措施。可供考慮的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施包括現(xiàn)澆鋼筋混凝土襯砌、鋼板襯砌；結(jié)構(gòu)后備措施在隧洞內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP）。

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)高速公路建設(shè)處理采空區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)注漿處理后，采空區(qū)上方地面變形是連續(xù)變形，沉降幅度不大，據(jù)觀測(cè)資料，一般不超過(guò)50 mm。采空區(qū)進(jìn)行工程處治的目的，一方面是要防止采空區(qū)塌陷形成的大的地面下沉，同時(shí)要消除非連續(xù)的突變變形。經(jīng)過(guò)工程處治措施后，由于灌漿漿體的凝結(jié)收縮、徐變和壓縮變形等原因，產(chǎn)生少量的地面下沉是難以避免的。因此，對(duì)于相互獨(dú)立的地面建筑物（如樓房），或者埋深不大的地下構(gòu)筑物，在合理控制其長(zhǎng)高比的前提下，采取特殊結(jié)構(gòu)（如分縫）措施以加強(qiáng)自身強(qiáng)度和剛度，可以保證在地面變形的情況下維持自身的穩(wěn)定；但在埋深較大的情況下、特別是隧洞和管道這樣的連續(xù)構(gòu)筑物，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度不僅需要付出較大代價(jià)，而且難于通過(guò)計(jì)算確定。況且在拉伸變形量很大的情況下，容易損壞止水材料，僅僅加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度還不能解決問(wèn)題?；谏鲜龇治?，設(shè)計(jì)不考慮提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的加強(qiáng)措施，所以，現(xiàn)澆混凝土襯砌和鋼板襯砌的方法不采用。

根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐，在易發(fā)生沉降變形的地基上鋪設(shè)輸（泄）水管道，如在非巖石地基上的壩下埋管時(shí)，采用在能夠較好地抵抗外力涵洞內(nèi)，鋪設(shè)有較好適應(yīng)變形能力的管道、且便于檢修的方法，是一個(gè)好的解決方案。而PCCP即具有較好的適應(yīng)地基變形的能力，特別是采用深接頭的PCCP，既可以通過(guò)接頭的伸縮來(lái)適應(yīng)縱向的伸長(zhǎng)變形，也可以通過(guò)接頭偏轉(zhuǎn)來(lái)適應(yīng)橫向的轉(zhuǎn)動(dòng)變形。據(jù)了解，國(guó)外已有在土壩下埋設(shè)深接頭PCCP的工程實(shí)例。因此，采取隧洞內(nèi)安裝深接頭的PCCP，作為結(jié)構(gòu)后備措施，可以最大限度的保證在出現(xiàn)較大的連續(xù)變形時(shí)不致很快出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，為停水檢修贏得寶貴的時(shí)間，確保不會(huì)引發(fā)其它安全事故。隧洞內(nèi)安裝大口徑PCCP在引黃工程聯(lián)接段已經(jīng)取得了成功，因此，本工程采取隧洞內(nèi)穿PCCP結(jié)構(gòu)后備措施。

3.3 隧洞內(nèi)穿PCCP

隧洞TBM襯砌后內(nèi)徑為4.14 m，采用專用運(yùn)管車進(jìn)行隧洞內(nèi)PCCP運(yùn)輸、安裝和灌漿施工，PCCP選用內(nèi)徑3 200 mm。PCCP與隧洞之間空隙，首、末節(jié)采取全斷面填充混凝土進(jìn)行封堵，且密實(shí)不漏水；中間段僅對(duì)管底45°范圍填充混凝土，對(duì)PCCP進(jìn)行支撐作用。隧洞內(nèi)穿PCCP管標(biāo)準(zhǔn)橫剖面見圖2。

圖2 隧洞內(nèi)穿PCCP管標(biāo)準(zhǔn)橫剖面圖

4 變形監(jiān)測(cè)

在1#隧洞施工前、施工中和運(yùn)行期，對(duì)影響1#隧洞的煤礦采空區(qū)均進(jìn)行了變形監(jiān)測(cè)，目的是為工程設(shè)計(jì)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)工作有:地表變形監(jiān)測(cè)和巖層移動(dòng)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)時(shí)間從2005年10月開始（2004年5月開始施工），截止隧洞運(yùn)營(yíng)后三年2014年10月5日止，歷經(jīng)近10年的時(shí)間，進(jìn)行了不間斷的觀測(cè)，獲得了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)1#隧洞的安全施工和順利運(yùn)行提供了重要的參考資料。

4.1 地表變形監(jiān)測(cè)

地表變形監(jiān)測(cè)分水平位移監(jiān)測(cè)和垂直位移監(jiān)測(cè)兩部分，近十年，共完成了41次垂直位移變形監(jiān)測(cè)和18次水平位移監(jiān)測(cè)工作。

地表變形監(jiān)測(cè)結(jié)果:整體沉降量不大，垂直沉降值在允許誤差±5.6 mm范圍，水平沉降值在允許誤差±17 mm范圍，沉降值的變化大都隨季節(jié)、隨溫度變化，呈波浪式，個(gè)別點(diǎn)存在突變情況，最大下沉量-25.9 mm，位于隧洞出口段崔家?guī)X煤礦采空區(qū)。

從地表變形監(jiān)測(cè)成果分析，近十年的監(jiān)測(cè)，涉到的四個(gè)采空區(qū)變形量基本較小，尤其是洞線中軸的點(diǎn)變化都不大，而且?guī)r移變形監(jiān)測(cè)也映證了這一點(diǎn)。

變形原因分析:采空區(qū)土質(zhì)是濕陷性黃土，受季節(jié)因素影響大；個(gè)別監(jiān)測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)位置靠近鐵路、公路，引起一定的變形；變形是局部變形，非采空區(qū)整體沉降變形。另外在采空區(qū)鉆孔、灌漿施工過(guò)程中，可能對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)也造成了擾動(dòng)，使得個(gè)別點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)突變。

4.2 巖層移動(dòng)監(jiān)測(cè)

巖層移動(dòng)監(jiān)測(cè)主要是利用多點(diǎn)位移計(jì)對(duì)已確定的煤礦采空區(qū)進(jìn)行巖移變形監(jiān)測(cè)。本工程在已確定的1#和2#采空區(qū)（編號(hào)為CKQ1、CKQ2）內(nèi)安裝了4套六點(diǎn)式多點(diǎn)位移計(jì)，其中每個(gè)采空區(qū)兩套，分別布設(shè)于采空區(qū)的沉降中心和邊緣位置。依采空區(qū)編號(hào)次序?qū)⑺奶锥帱c(diǎn)位移計(jì)分別編號(hào)為CKQ11、CKQ12和CKQ21、CKQ22。變形監(jiān)測(cè)結(jié)果:

兩個(gè)采空區(qū)的地表均產(chǎn)生了不同程度的下沉，但總體下沉量較小。地表變形觀測(cè)量分別為:CKQ11為9.8 mm；CKQ12為 5.8 mm；CKQ21為 1.8 mm；CKQ22為3.6 mm。

四套多點(diǎn)位移計(jì)的24個(gè)錨頭均表現(xiàn)為下沉變形，錨頭位于洞軸線以下75 m范圍，其中各套位移計(jì)的最大變形位置及變形量分別為:CKQ11最大沉降量為1號(hào)錨頭14.3 mm；CKQ12最大沉降量為5號(hào)錨頭8.3 mm；CKQ21最大沉降量為 5號(hào)錨頭 4.2 mm；CKQ22最大沉降量為1號(hào)錨頭6.0 mm。

監(jiān)測(cè)成果分析:從整體的變形量來(lái)看，雖然該采空區(qū)產(chǎn)生了一定的沉降變形，但總體變形量較小，仍限于毫米級(jí)（沉降量占地層厚度小于0.01%），期間也未發(fā)生局部性坍塌或突變現(xiàn)象，所以認(rèn)為本區(qū)巖移變形仍局限于蠕變類的變形，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；盡管該采空區(qū)區(qū)塊未產(chǎn)生大的沉陷變形，但觀測(cè)結(jié)果表明該區(qū)仍產(chǎn)生了整體性的沉降變形，且多數(shù)是深部變形大于地表變形，從而表明該變形機(jī)制來(lái)源于地下采空。

在進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的同時(shí)，還派專人對(duì)采空區(qū)監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行了巡視、查勘，未發(fā)現(xiàn)有明顯的塌陷、裂縫等地面情況。

5 結(jié)論

1#隧洞TBM開工于2004年6月，2010年11月全線順利貫通；采空區(qū)注漿工程于2011年至2014年進(jìn)行，2013年12月完成全部鉆孔、注漿工作，6個(gè)月后完成了灌漿質(zhì)量檢測(cè)工作，2014年10月通過(guò)單位工程及合同工程完工驗(yàn)收；引黃北干線工程于2011年9月16日全線建成并通水。采空區(qū)處治后，隧洞工程已運(yùn)行6年多，各種觀測(cè)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示一切正常，由此得出隧洞安全運(yùn)行得到保障。

水工隧洞通過(guò)煤礦采空區(qū)在國(guó)內(nèi)尚屬首次，希望本文對(duì)以后類似工程具有參考和借鑒作用。