摘要
南水北调中线一期工程总干渠穿越河南禹州、焦作及河北邯郸等大型煤矿采空区，这些地段新老采空区交替并存，而且存在数量较多、规模及位置不确定的民窑，使得采空区地质条件非常复杂；同时，国内尚无在煤矿采空区建成类似大型渠道和建筑物的工程实例，缺少采空区段渠道和建筑物运行安全标准和相应的安全预警及应急处理措施，运行风险大。 针对上述工程特点，本课题以河南禹州段3.1km采空区渠道为研究对象，主要开展以下研究：利用现有变形监测数据和网络，揭示采空区渠道和建筑物地表及深部变形发展趋势；结合工程布置及采空区变形特点，基于GIS技术，建立变形监测三维地质模型；基于监测资料分析成果，采用开挖卸荷理论及分析方法，获取不同类型采空区渠道的变形破坏形式及演化规律；基于卸荷岩体理论，建立采空区渠道变形预测模型；获取不同工况下采空区渠道与水工建筑物的破坏概率及相应的可靠性指标；提出采空区渠道与水工建筑物运行安全标准；基于采空区岩土体变形监测和渠道变形稳定标准的研究成果，开发渠道运行安全预警系统；针对采空区段渠道及建筑物可能发生的风险及破坏，研究相应的应急处理技术。 该课题的研究成果，可为穿越煤矿采空区的南水北调总干渠及建筑物的安全运行提供可靠的技术支撑和保障，也可为相关类似工程提供技术参考。
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