下伏多層采空區隧道圍巖受力復雜、施工難度大、處置費用高，是我國公路、鐵路隧道建設中急需解決的重大技術難題。本書是介紹采空區隧道圍巖穩定性演化機理及綜合治理技術的著作，采用工程地質調查、資料收集、室內實驗、數值計算與理論研究相結合的方法，內容包括多層采空區殘余變形機理、采空區層位對隧道圍巖穩定性的影響、采空區注漿減沉優化技術、殘余變形對隧道圍巖穩定性影響及評價、采空區隧道治理與支護技術，對采空區隧道工程的設計、施工、治理均具有十分重要的指導意義。
本書理論性、實踐性強，集采空區隧道設計、施工及采空區治理經驗和理論成果于一體，可供相關專業的工程技術人員與科研人員參考使用。

針對性強：該書針對我國中西部地區煤炭資源豐富且采空區引起的地表沉陷和環境災害問題進行了深入研究。公路隧道穿越采空區的現象日益普遍，該書的研究內容具有很強的針對性和實用性。 內容豐富：該書內容涵蓋了從工程地質條件分析到多層采空區殘余變形機理研究，再到采空區層位對隧道圍巖穩定性的影響研究，以及采空區注漿減沉優化技術、殘余變形對隧道圍巖穩定性影響及評價、采空區隧道治理與支護技術等多個方面。 理論與實踐相結合：該書不僅進行了深入的理論研究，還結合了工程實踐，總結了采空區隧道設計、施工及采空區治理的經驗和理論成果，具有很強的實用性和指導性。 技術性強：該書對于采空區隧道治理與支護技術進行了深入探討對于保障隧道結構及圍巖穩定性、確保公路安全運營具有重要意義。 專業性強：該書適用于相關專業工程技術人員與科研人員參考使用。

我國中西部地區煤炭資源豐富，為我國經濟建設發揮重要作用，但由于被大規模地下開采，也存在著大量采空區以及日益突出的地表沉陷和環境災害等問題。隨著我國“一帶一路”倡議的穩步推進，我國中西部地區公路、鐵路等基礎設施建設加速發展，公路隧道不可避免地會穿越采空區段進行修建，在附加車輛荷載、隧道爆破荷載、圍巖蠕變等因素的作用下，趨于穩定的采空區圍巖會出現不同程度的“活化”現象，造成采空區以上巖體及隧道圍巖出現較大的殘余變形，對隧道結構及圍巖穩定性產生不利影響，極易使隧道在運營期間出現過大的變形和結構應力等問題，對公路安全運營造成威脅。因此，采空區隧道圍巖殘余變形機理、隧道圍巖長期穩定性演化規律、采空區隧道治理與支護技術還有待深入研究。
本書內容包括緒論、工程地質條件、多層采空區殘余變形機理、采空區層位對隧道圍巖穩定性的影響、采空區注漿減沉優化技術、殘余變形對隧道圍巖穩定性影響及評價以及采空區隧道治理與支護技術。
本書內容豐富，理論性和實踐性強，是一本集采空區隧道設計、施工及采空區治理經驗和理論成果于一體的著作，可供相關專業工程技術人員與科研人員參考使用。
本書在編寫過程中參考了大量的文獻和專業書籍，謹向相關作者深表謝意!
由于筆者水平和能力有限，書中疏漏與不足之處在所難免，敬請讀者嚴加斧正!

山西工程科技職業大學
李曉俊

1 緒論 001
1.1　采空區形成與特征 002
1.1.1　采空區概念及特征 002
1.1.2　采空區分類 003
1.2　研究背景及意義 007
1.3　采空區穩定性研究現狀 008
1.3.1　理論研究現狀 008
1.3.2　實驗分析研究現狀 012
1.3.3　數值分析研究現狀 015
1.4　本書內容與意義 017
1.4.1　本書內容 017
1.4.2　意義 018

2　工程地質條件 019
2.1　自然地理條件 020
2.1.1　地理位置 020
2.1.2　氣象特征此圖次數 020
2.1.3　水文特征 022
2.1.4　土壤植被特征 023
2.2　工程地質條件 023
2.2.1　地形地貌 023
2.2.2　地層巖性 025
2.2.3　圍巖分級 030
2.2.4　進出口場地穩定性 031
2.3　基于沉降監測的殘余變形規律 032
2.3.1　SBAS-InSAR 技術 032
2.3.2　數據處理 038
2.3.3　處理結果 041
2.4　煤層及采空區 045
2.5　地質構造 047
2.6　地震 048
2.7　水文地質 049

3　多層采空區殘余變形機理 052
3.1　基于概率積分法的殘余變形理論模型 053
3.1.1　修正的概率積分法模型 053
3.1.2　地表殘余變形時序預測模型 055
3.1.3　計算參數選定 055
3.1.4　地表殘余變形預測 057
3.1.5　采空區殘余變形規律及對隧道圍巖穩定性影響機制分析 059
3.2　殘余變形機理 063
3.2.1　巖石單軸壓縮實驗 064
3.2.2　破碎巖體壓實實驗 072
3.2.3　數值仿真分析 105
3.3　本章小結 143

4　采空區層位對隧道圍巖穩定性的影響 146
4.1　殘余變形對不同豎向位置隧道圍巖穩定性的影響 147
4.1.1　構建模型 147
4.1.2　殘余變形作用下不同豎向位置隧道圍巖穩定性分析 149
4.2　殘余變形對不同交叉形式隧道圍巖穩定性的影響 155
4.2.1　構建模型 155
4.2.2　殘余變形作用下不同交叉方向隧道圍巖的穩定性分析 156
4.3　殘余變形對不同水平位置隧道圍巖穩定性的影響 159
4.3.1　構建模型 159
4.3.2　殘余變形作用下不同水平位置隧道圍巖的穩定性分析 160
4.4　本章小結 165

5　采空區注漿減沉優化技術 167
5.1　工作面頂板上覆巖層厚度對注漿減沉效果的影響 168
5.1.1　研究思路 168
5.1.2　計算模型 168
5.1.3　注漿結石體變形參數 169
5.1.4　注漿減沉效果分析 172
5.2　注漿時機的減沉機制 181
5.2.1　研究思路 181
5.2.2　計算模型與參數 181
5.2.3　不同注漿時機減沉規律 182
5.3　采空區注漿后隧道穩定性評價 186
5.3.1　圍巖塑性區演化規律 187
5.3.2　隧道襯砌變形分析 187
5.3.3　隧道襯砌應力分析 190
5.4　本章小結 197

6　殘余變形對隧道圍巖穩定性影響及評價 199
6.1　研究思路 200
6.2　建立隧道數值模型 200
6.2.1　隧道圍巖高精度計算模型確定 200
6.2.2　隧道結構建模 201
6.3　施工過程隧道及圍巖穩定性分析 202
6.3.1　數值計算過程 202
6.3.2　圍巖塑性區分析 203
6.3.3　圍巖豎向變形分析 203
6.3.4　圍巖水平變形分析 205
6.3.5　初期支護應力分析 207
6.3.6　初期支護變形分析 208
6.3.7　二次襯砌應力分析 209
6.3.8　二次襯砌變形分析 210
6.4　殘余變形作用下隧道穩定性評價 211
6.4.1　計算殘余變形作用下隧道圍巖位移場 211
6.4.2　殘余變形對隧道襯砌結構的影響 213
6.4.3　隧道塑性區分析 214
6.4.4　隧道圍巖變形分析 215
6.4.5　隧道襯砌應力分析 224
6.5　本章小結 233

7　采空區隧道治理與支護技術 235
7.1　采空區治理技術 236
7.1.1　采空區治理方法 236
7.1.2　采空區治理方法的選擇 240
7.1.3　采空區注漿技術 241
7.2　采空區隧道設計 258
7.2.1　隧道內輪廓擴大設計 258
7.2.2　隧道襯砌結構設計 263
7.2.3　洞口設計 266
7.2.4　防排水設計 267
7.2.5　沉降縫及柔性功能層設計 269
7.2.6　瓦斯防治措施 276
7.2.7　施工組織設計 280
7.2.8　監控量測與超前地質預報 284

參考文獻 287