河道综合治理技术探讨
刁鑫鹏1，李亮1，王宗胜2*
作者简介：刁鑫鹏，(1988-)，男，硕士研究生，主要研究开采沉陷及三维激光扫描数据处理. E-mail:
xpdiao@126.com
（1. 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221008；
5 2. 兖州煤业股份有限公司鲍店矿，山东 邹城 273500）
摘要：水体下采煤引起地表沉陷，会导致河堤、滩地、护堤地等出现裂缝、下沉，对堤体造
成损坏，从而导致不安全因素的存在。本文从河道治理的时机、治理范围及标准入手，详细
的概括总结了河道的综合治理模式，并通过实例验证各种治理模式的可行性。结果证明，针
对不同情况，适当选择不同的治理时机及治理模式能够达到相关治理标准的要求。
10 关键词：开采沉陷；河道治理；治理模式
中图分类号：P207
Application and research of river corrective technologies
DIAO Xinpeng1, LI Liang1, WANG Zongsheng2
15 (1. School of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining &
Technology, JiangSu XuZhou 221008;
2. Baodian coal Mine, YanZhou Coal Mining Co.Ltd., ShanDong ZouCheng 273500)
Abstract: Mining under the river, can causing the dams, levees there are amount of cracks in them
and causing subsidence. The cracks and subsidence can make damages to the dams. In the paper,
20 introducing the opportunity and standards of river correction and making a detail to the corrective
modes. Then every corrective mode’s feasibility was proved by samples. Results show that for the
different river, choosing different opportunity and modes can get the standard of river correction.
Keywords: mining subsidence; river correction; corrective modes
25 1 引言
水体下开采引起岩层与地表移动，会导致河道下沉，引起水流速度改变，破坏河流的冲
淤平衡；同时，开采引起的大量地表和堤防裂缝会严重损坏堤防的边坡稳定性及防渗能力[1]。
为了保证河湖和堤防的安全，需要选择恰当的河道治理时机，明确河道治理范围及标准，对
煤层开采后的河道治理技术进行研究也显得尤为重要[2]。
30 2 河道治理时机
对河道的治理工作主要分为两部分：裂缝的处理和标高的恢复。下面分别探讨两种治理
方式的治理时机及需注意的问题。
2.1 裂缝治理时机的确定
开采引起的裂缝主要分为两类，一类是位于工作面边界以外的永久拉伸裂缝，一类是位
35 于工作面上方的可闭合裂缝，不同的裂缝需要选择不同的治理时机。
1）永久拉伸裂缝的治理时机
永久拉伸裂缝的治理时机一定要选择在裂缝宽度基本上稳定，不会再出现明显的扩展时
进行治理，否则治理后的河堤在变形的影响下可能出现新的裂缝，影响堤体的稳定性。
①开切眼外侧裂缝的治理时机：大量的观测资料表明，当工作面推过开切眼2r
40 （r=H/tanβ）距离，开切眼处的地表移动和变形已达到基本稳定，即可对裂缝进行治理。
②工作面倾向裂缝治理时机：同开切眼外侧的裂缝类似，工作面后方2r（r=H/tanβ）距
 离的地表移动和变形已经基本稳定，可以进行治理。
③停采线外侧裂缝的治理时机：停采线外侧裂缝的治理时机可参照开切眼外侧和工作面
倾向裂缝治理时机。假定工作面的平均推进速度为v，则可在工作面停采(2r/v)天后进行治理。
45 2）动态裂缝的治理时机[3]
走向方向上位于工作面上方的裂缝受开采影响后出现，随着工作面的推进，裂缝逐渐扩
展；工作面推过一段距离后，裂缝进入压缩变形区，受周围压力作用，裂缝自身会发生闭合，
宽度有所减小[4]。
进入压缩区，裂缝开始闭合时按照设计的标准进行治理，治理完成后，裂缝位置在自身
50 修复作用下，会对裂缝内的充填体进一步进行压密，巩固裂缝充填效果，比裂缝稳定后再进
行充填效果更佳。因此，动态裂缝治理的最好时机应为裂缝进入压缩区，开始还原的时刻。
2.2 下沉治理时机的确定
对开采引起的河堤、滩地、护堤地的下沉和变形的治理可以根据实际情况采用采前治理、
沉陷中治理和采后治理三种方式。
55 (1) 沉陷前治理：就是根据工作面采煤沉陷预测，在工作面煤层开采前或河道未沉陷前，
对堤防、滩地、护堤地按照沉陷值进行预加高。
(2) 沉陷中治理：是在工作面推进距离超过2r，对开采引起的裂缝处理完成后，对堤体、
滩地和护堤体等的沉陷进行治理，恢复其设计标高。沉陷时间与治理时间存在着交叉。
(3) 沉陷后治理：沉陷后治理是针对河下采煤引起的河床、堤防、滩地、护堤地等的下
60 沉，在沉陷稳沉后，根据河道规划和堤防技术及管理要求一次性进行治理，恢复河道各水工
建筑物设计标高，恢复其设计能力。
3 治理范围及标准
河道为一个大系统，采煤沉陷治理应考虑上下游、左右岸、堤防、河床、滩地、护堤地
治理等方面。
65 (1) 纵向上，为方便与未沉陷段相衔接，按照沉陷段各向上下游延伸100m 为治理范围。
(2) 横向上，河槽、堤防、滩地、护堤地为河道的有机组成部分。在治理设计中，要综
合考虑其综合治理，内外护堤地宽度按照《堤防工程管理设计规范》3.1.2 中“2、3 级堤防护
堤地宽度20~60m”的规定，横向治理范围考虑两岸堤防背水侧堤脚外各50m 范围[5]。
河道现状的防洪标准一般均未达到规划标准。采煤沉陷后，河道防洪标准更低，同时对
70 规划实施造成不利影响，治理标准坚持有利于工程管理及工程安全的原则，按流域防洪规划
中标准进行。如没有流域防洪规划，应根据河道防护范围按照《防洪标准》确定治理标准[6]。
4 综合治理模式及治理实例
河道沉陷综合治理就是在具体的采煤沉陷治理工程中根据采煤沉陷预计结合治理时机、
堤防加固、裂缝处理等各方面，综合利用各种技术，采取综合措施恢复河道功能。
75 从理论上讲，对受开采影响河道的治理按照治理时机可以划分为沉陷后治理、沉陷中治
理和沉陷前治理三种模式。
4.1 沉陷后治理技术
沉陷后治理技术就是针对河下采煤引起的河床、堤防、滩地、护堤地下沉、堤防堤基开
裂，在采煤沉陷稳沉后，运用堤防加固技术、裂缝处理技术、河槽治理技术、河岸加固技术
 80 等，按照河道规划及管理要求对河道进行综合治理，恢复河道防洪功能的技术。
4.1.1 治理实例
在某河下对单一工作面采用综采放顶煤开采，全部跨落法管理顶板。工作面开采后预计
形成东西长约1310m，南北宽约741m 的塌陷区。采煤塌陷影响该河范围为左岸堤防、两岸
滩地、河槽及左堤外脚以外150m 护堤地及堤防保护区。具体情况如图1 所示：
-350
断层
断层
10 III -F
III-F 15
-325
H=7m ∠ 35～ 45°
后鲍店
H=6m ∠64°
水 泥地
石
矸
山
85
图1 工作面开采对河堤影响情况（下沉等值线）
Fig.1 The effect of mining
1) 治理方案及布局
90 对河槽、滩地、堤防、护堤地进行塌陷后治理；堤防按五十年一遇防洪标准的设计断面
进行加固；护堤地按照《堤防工程管理设计规范》SL171-96 的要求，确定为50m，并将塌
陷后的护堤地加高至原地面高程。
2) 设计内容
①堤防加固工程设计：对该河25+600～26+574 段左岸堤防加固，采用梯形断面，堤顶
95 宽度为6m，堤顶向两侧倾斜，坡度为2.5％；设计内坡为1：3，外坡为1：2.5；
②河道整治工程设计：25+800～26+500 段塌陷河槽恢复；25+400～26+574 段右河岸线
整治；25+800～26+500 段两岸塌陷滩地恢复；25+900～26+500 段塌陷护堤地恢复；左岸
25+700～26+500 段干砌块石护岸；
③堤基防渗处理设计：由于沉陷和位移，两侧采动拉伸区范围内，堤防及堤基内将出现
100 裂缝及空隙，成为漏水通道。对堤身、堤基进行防渗处理，堤身采取老堤推倒夯实重新筑堤
的方式，堤基采取在上游堤脚做粘土截渗槽截渗的方案；
④堤防观测设计：每100m 设一个观测断面，在堤内肩、滩地、护堤地各埋设临时沉陷
观测点；在沉陷区外，设位移、沉陷基点，定期观测；工程施工竣工后，在堤肩每100m 设
一固定沉陷观测点。
105 4.1.2 治理效果
工作面河下采煤塌陷治理工程竣工完成后，经历了汛期洪水（其中最大洪水860m3/s）
的考验。目前外部检查未出现雨淋冲沟、陷坑、裂缝、渗漏、滑坡、崩岸、沉降等变形，工
程加固效果良好。
4.2 沉陷中治理技术
110 沉陷中治理技术是在开采沉陷过程中根据采区各工作面采煤沉陷预测，对滩地、堤防进
 入闭合区的裂缝进行处理，然后对堤防、护堤地按照沉陷值进行加高和加固，最后对堤岸进
行防护治理的综合技术，该技术特点是沉陷时间与治理时间存在着重叠，治理过程是动态的。
4.2.1 治理实例
在某河下工作面采用综采放顶煤开采，全部跨落法管理顶板。工作面西部上方位于该河
115 下，开切眼位于左岸堤防及滩地下，距80m 防水煤柱190m，工作面横向穿越该河。其开采
影响范围如下图2 所示。
后鲍店
水泥地
图2 工作面开采对河堤的影响情况（下沉等值线）
Fig.2 The effect of mining
120
1）治理方案及布局
采取开采沉陷中综合治理技术；对工作面边界上方进入稳定区的裂缝进行灌浆处理，对
堤防上进入闭合期的动态裂缝进行灌浆处理；根据沉陷预测，对裂缝处理完的堤防、堤地、
滩地按照沉陷值进行加高、加固，分层上土、分层碾压，达到设计值加塌陷值。
125 2）设计内容
①堤防加固工程设计：对25+900～26+600 段左岸堤防进行灌浆处理；对25+900～
26+600 段左岸堤防加固及塌陷后整治(堤顶宽度为6m，堤顶向两侧倾斜，坡度为2.5％。设
计内坡为1：3，外坡为1：2.5)；
②河道整治工程设计：25+900～26+600 左岸滩地加固及推平整治；对稳沉的25+900～
130 26+500 段左岸护堤地进行平整；对稳沉的25+900～26+600 段左岸河口进行干砌石护岸，抛
煤矸石护脚；
③堤防观测设计：与沉陷后治理相同。
4.2.2 治理效果
工作面河下采煤塌陷治理工程底竣工完成后，经历了汛期洪水的考验。目前外部检查未
135 出现雨淋冲沟、陷坑、裂缝、渗漏、滑坡、崩岸、沉降等变形，工程加固效果良好。
4.3 采前预加固与稳沉后综合治理技术
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