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摘要：煤炭资源是我国重要的能源保障，但长期以来，因为片面追求经济效益，环境保护意识淡薄，无序、过度开采大量的矿山，造成采空区大面积田地地表开裂、下沉，造成田地无法耕种或耕种质量下降，土地荒芜。因此，落实最严格的耕地保护制度，采空区土地恢复治理的任务迫在眉睫。文章以榆林地区为例，对采空区土地整治工程技术问题进行研究，以供参考。
关键词：土地整治；采空区；工程技术
近年来，随着城镇化和工业化进程的加快，中国耕地面积逐渐减少，必须坚持和落实最严格的耕地保护制度，使全国耕地总数目至少保持在120万km2以上。采空区地面地质环境恢复治理、土地整治是保障120万km2耕地的重要措施之一，尤其是陕西榆林、延安地区，存在大量采空区耕地不适宜耕种或无法耕种。由此可见，研究采空区土地整治工程技术有着重要的意义。
1岩土体工程基本特征
榆林地区内岩土体具体可划分为以下几个工程地质岩组[1]。（1）岩体：区内岩体类型包括层状半坚硬砂岩组、层状坚硬一半坚硬砂泥互层碎屑岩组和层状较软弱砂质泥岩碎屑岩组。（2）土体：区内主要分布风成黄土单层土体和冲积中细砂单层土体。
2采空区特征及类型
对煤矿开采所形成的采空区进行分类，根据分类判定采空区的稳定性和对地表的影响程度。采空区类型就是指煤层开采后其开采空间的充填形式、覆岩破坏强度、范围以及采空区对地表沉陷破坏的影响程度和发展过程的综合分类，通常可以按下述方法分类[2]。（1）按开采方法分类可以分为长壁垮落法采空区、长壁放顶煤采空区、短壁陷落法采空区、巷柱或房柱式采空区、特殊开采方法采空区。（2）按开采深厚比分类，一般将开采的深度划分为浅部、中深部、深部。开采深度可按评价区的平均开采深度计算，开采厚度可按回采率计算平均开采厚度。开采深度与开采厚度比值是判定地表沉陷破坏的一个重要依据。
3土地开发整理基本建设内容
（1）田块与土地平整：根据地形与作业要求确定田块形状、方向、规模，土地平整服从于田块规划，满足灌溉工程布局的要求，尽量减小工程量，降低投资。（2）道路工程：形成网络，方便生产，便于生活。节约投资与减少占地，根据使用功能确定宽度，考虑发展余地。（3）灌排工程：根据地形和灌溉水源定位、走向，尽量采用自流灌溉与排水，减少工程量，确保安全；尽量采用节水措施，结合其他工程布置，以节约用地。（4）农田防护：害风地区设农田防护林，丘陵地区设水土保持工程，沟头地区设沟头梗、截流沟、排水沟。（5）其他建筑物：包括井房、电房等管理用房。
4采空区现场调查
根据土地整治项目建设内容，现场主要调查以下情况：（1）查明开采煤层上覆岩层和地基土的地层岩性、区域地质构造等工程地质条件；（2）查明采空区开采历史、开采现状和开采规划、开采方法、开采范围和深度；（3）查明采空区的井巷分布、断面尺寸及相应的地表对应位置，采掘力式和顶板管理方法；（4）査明采空区覆岩及垮落类型、发育规律、岩性组合及其稳定性，采空区覆岩破坏类型应根据矿区资料确定；（5）查明地下水的赋存类型、分布、补给排泄条件及变化幅度，分析评价地下水对采空区场地稳定性的影响；（6）査明地表移动变形盆地特征和分布，裂缝、台阶、塌陷分布特征和规律；（7）分析评价有害气体的类型、分布特征和危害程度；（8）评价采空区与建(构)筑物的位置关系、地面变形可能影响范围和变化趋势；（9）收集场地已有建筑物变形和防治措施经验；（10）分析及预测采空区地表移动变形特征和规律；（11）评价其作为工程建设场地的适宜性；（12）提出采空区治理和地基处理建议。
5关键问题的方法
（1）道路工程跨越采空区坍塌、裂缝带[3]。根据工程实践，高速公路、铁路等带状工程跨越采空区时，一般采用以下四种工程措施：①针对路堤采取措施，按照柔性原则、刚性原则或综合措施提高路堤抗变形能力；②采用桥跨或板跨法通过采空区，此法因对下伏采空区有一定要求，造价较高，较少采用；③释放采空区沉降潜力，可以采用井下复采或爆破法、堆载预压法，或高能级强夯法、水诱导沉降法等，主要是针对浅部采空区；④针对采空区进行加固处理，可细分为全充填注浆加固法，或注浆加固采空区围岩结构法或局部支撑加固法，因其安全性较高，工程造价相对较低，故国内外常采用此法来处理地下采空区。土地整理工程中一般采用泥灰结碎石和混凝土道路两种路面结构，泥灰结碎石道路具有造价低维护成本低的特点，以碎石作为骨料、泥土作为填充料和黏结料，经压实修筑成的具有较高强度和稳定性的道路。泥结石道路路面厚度一般为10～30cm；混凝土道路一般采用15cm厚的路面结构。相比于高速公路、铁路工程，在土地整治项目中道路工程重要性及后果危害较低，且使用率低具有季节性，在跨越采空区坍塌、裂缝带，建议采用经济、便于维护的泥结石道路这种柔性路面，以提高变形能力；对于浅部采空区宜释放采空区沉降潜力，可以采用水诱导沉降法、堆载预压法，或高能级强夯法。（2）灌排工程跨越坍塌、裂缝区。在土地整治项目中，灌排工程的渠道作为线性工程，无法避免地需要跨越采空区地表沉陷变形区区域，灌排工程中，渡槽、倒虹吸、涵道等水工建筑，都无法解决地表变形对渠道的影响，在工程实践中，波纹管作为一种可变形的管道，是灌排工程中解决地表变形区渠道铺设的理想方案。（3）管理用房、井房等点状构筑物。①管理用房、机井房等点状构筑物，在平面布置阶段，尽可能避开地表裂缝、坍塌发育地段，不适宜建筑，在其附近进行建筑时，需有一定的安全距离。②当无法避免，建筑物已建在影响范围之内，可按下式验算地基的稳定性，设建筑物地基单位压力为P0，则作用在采空段顶板上的压力Q如下。
6结束语
本文结合公路、矿山、水利工程等领域工程技术实践，结合土地治理项目的特点，探讨研究田间道路跨域采空区地表塌陷带、渠道跨越采空区地表塌陷带工程技术方案，同时也探讨采空区建筑物场地适宜性的方法。虽然这些方案及技术方法在其他领域应用比较成熟，但是与土地整治中的构筑物、建筑物重要性相比，工程投资等存在较大差异，这些方法和技术应用于土地整治工程中还有优化和研究空间。
参考文献：
[1]郭一民.大柳塔矿区采空区塌陷地质灾害预测分析[D].西安:长安大学,2006.
[2]杨旭.采空区地面塌陷地质环境影响预测与综合评价研究[D].西安:长安大学,2012.
[3]常士骠,张苏敏.工程地质手册(第四版)[M]北京,中国建筑出版社,2006.
作者:李香凝 单位:陕西地建酒店管理有限责任公司