地面塌陷的分类及事例
地面突然塌陷的原因有哪些
地面突然塌陷的原因有哪些
地面塌陷是在一定条件下,自然动力或人为动力造成地表浅层岩土体向下陷落,在地面形成陷坑的动力地质作用或现象。
那么地面突然塌陷的原因有哪些呢?
地面突然塌陷的原因有哪些
一、地面突然塌陷的原因:
根据造成地面塌陷的直接原因可把地面塌陷分为自然塌陷和人为塌陷两类:
1、人为塌陷
其中人为塌陷又可进一步分为抽水塌陷、排水塌陷、蓄水塌陷、渗水塌陷、振动塌陷、荷载塌陷、岩溶塌陷、采矿塌陷等。
在各类塌陷中,以发生在碳酸盐岩发育区的岩溶塌陷和矿区的采矿塌陷最为常见。
2、自然塌陷分为岩溶塌陷和非岩溶性塌陷
a、岩溶塌陷
由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。
在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。
我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。
据统计,全国岩溶
塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方公里,造成年经济损失达1.2亿元后两者分布较局限。
采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷,在我国分布较广泛,已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省),其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重。
关于地面塌陷的警示分析
关于地面塌陷的警示分析2018年2月7号晚上7时,佛山地铁2号线一期工程中交二航局标段绿岛湖至湖涌盾构区间右线工地突发透水,作业工人尝试堵漏未果,至晚上8时40分左右,现场透水面积扩大,导致隧道管片变形及破损,引发地面季华西路三十多米路段坍塌.什么是地面塌陷?地面塌陷是在一定条件下,自然动力或人为动力造成地表浅层岩土体向下陷落,在地面形成陷坑的动力地质作用或现象.地面塌陷可以发生在松散的土层,亦可以发生在基岩中,还可以发生在两类岩石共同发育的地方.地面塌陷危害主要表现在突然毁坏城镇设施、工程建筑、农田,干扰破坏交通线路,造成人员伤亡.据统计分析,造成地面塌陷的主要因素是人为因素.地面塌陷中采空塌陷的危害最大,造成的损失最重,岩溶塌陷次之,黄土湿陷相对小也较集中.由于其发育的地质条件和作用因素的不同,地面塌陷可分为以下几种类型:1.采空塌陷:在中国,采空塌陷主要出现于20世纪70年代以后,尤其是2000年以后,随着采矿业的发展,尤其是大量个体业者进行采煤采矿活动,使得采空塌陷在各地频频发生.据2007年对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出.华北、华东地区煤矿采空塌陷,每年平均为10.5万亩.2.岩溶塌陷:安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约436.8万元,辽宁、湖南二省年均分别达5000、3000万元,云南省年均约1000万元,估计全国每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失在1.2亿元以上.3.黄土湿陷:在湿陷性黄土中,自重湿陷性黄土危害最大.如兰州钢厂第一炼钢车间,因生产用水管理不当,造成自重湿陷,建筑物相对沉降达0.74m,导致建筑物报废;再如郑州市,1992年5月3日就因暴雨塌陷4处约400m,直接经济损失达因湿陷造成的直接经济损失约为250万元.根据造成地面塌陷的直接原因可把地面塌陷分为自然塌陷和人为塌陷两类.其中人为塌陷又可进一步分为抽水塌陷、排水塌陷、蓄水塌陷、渗水塌陷、振动塌陷、荷载塌陷、岩溶塌陷、采矿塌陷等.在各类塌陷中,以发生在碳酸盐岩发育区的岩溶塌陷和矿区的采矿塌陷最为常见.地面塌陷的主要危害是破坏房屋、铁路、公路、矿山、水库、堤防等工程设施,造成房屋倒塌、道路中断、水库漏水、大坝和堤防陷落开裂等.另外,地面塌陷还破坏土地资源,使大量耕地被毁,一些城市和矿区环境恶化.地面塌陷灾害程度除了与塌陷规模、数量密切相关外,主要取决于发生塌陷地区的社会经济条件,以发生在城市、矿区和交通干线附近的地面塌陷造成的破坏损失最严重,是监测和防治的重点.地面塌陷有什么前兆?1.井、泉的异常变化:如井、泉的突然干枯或浑浊翻沙,水位骤然降落等;2.地面形变:地面产生地鼓,小型垮塌,地面出现环型开裂,地面出现沉降;3.建筑物作响、倾斜、开裂;4.地面积水引起地面冒气泡、水泡、旋流等;5.植物变态、动物惊恐.微微可闻地下土层的垮落声.地面塌陷如何监测?对已发现塌陷前兆现象地区的监测、主要是对地面和建筑物的变形监测,通常在地面已经开裂或建筑物开裂、倾斜的某些部位设置一定的监测点位、然后可采用肉眼和皮尺等其进行们移或变形的定期观测,观测频率可每天观测一次.如果发现位移或变形速度加快,则要加密观测,同时要立即报警.另外,还应对塌陷地区抽排地下水引起泉水的干涸、地面积水、人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、植物变态,建筑物作响或倾斜、地下土层垮落声、井、孔、泉等水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常等现象进行观测.对复盖于层厚度小于10米岩溶区的监测,应在野外实地调查和圈定的基础上进行.主要选取人群居住和建筑物集中的地区对地面和建筑物的变形以及周围附近的泉、井、孔的水量、水位和含沙量的突变、动物惊恐异常等现象进行监测.对地下水集中开采和疏排地区的监测,应重点监测复盖土地层厚度小于10米的岩溶地段和人群居住、建筑物集中的地段.可对地面和建筑物的变形进行监测,同时还应对附近的民井、机井、水塘的水位、水质进行监测,发现异常,及时报警.非岩溶地面塌陷一般主要有矿山采空塌陷地下工程洞室开挖塌陷.监测内容主要是对已发现塌陷前兆现象的地区进行地面和建筑物变形监测和抽排下水引起的泉、塘干涸、植物下土层垮落、井、孔水位和含沙量突以及动物惊恐异常等现象的监测,发现异常,及时报警和采取防灾避险措施.地面塌陷具有随机、突发的特点,有些防不胜防,但是归根结底它的发生是有内外原因的.我们完全可以针对塌陷的原因,事前采取一些必要的措施,以避免或减少灾害的损失.这些预防措施主要应该包括以下几方面:1、减少地表水下渗我们发现50%左右的塌陷发生在雨季,90%以上发生在居民的厨房,另外不足10%则与地下输水管线跑、冒、渗、漏有关.这足以说明水是塌陷发生不可忽视触发因素之一.应注意雨季前疏通地表排水沟渠,降雨季节时刻提高警惕,加强防范意识,发现异常情况及时躲避;其次,加强地下输水管线的管理,发现问题及时解决;第三,做好地表和地下排水系统的防水工作,特别应加强居民厨房下水道的防水.2、合理采矿,预留保护煤柱合理科学的采矿方案,可以防止或减少塌陷的发生,特别是小煤窑不能影响国矿的安全和开采规划.采矿单位应向地方规划部门提供采空区位置及有关资料,以便于工程建设单位根据采空区位置进行勘察设计工作.采煤时建筑物下预留保护柱,按等级确定保护带宽度.3、加强采空区勘察工作地面塌陷的不断发生,另一方面原因是采空区上的工程勘察工作做的不够.由于地下空区情况不明,因此只能在塌陷事件突发后再去进行勘察,研究治理办法.我们应未雨绸缪,加强塌陷区地质工程勘察和资料收集分析工作.对勘察工作确定的重点塌陷危险区,应坚决采取搬迁措施.4、加强工程防护能力在采空区进行工程建设时,应尽可能绕避最危险的地方.对不能绕避的塌陷区、采空区,根据实际情况采取压力灌浆等工程措施,对已坍塌的地区进行填堵、夯实,条件许可时还可采取直梁、拱梁、伐板等方法跨越塌陷坑.设计时加强建筑物的整体刚度和整体性,并加强工程本身的防护能力,如缩短变形缝、防渗漏等措施.5、在岩溶区进行工程建设,怎么预防岩溶塌陷?对已有岩溶塌陷发生且其稳定性差尚有活动迹象的地段,就坚决避让;对已有岩溶塌陷数量较少且其稳定性较好已不再活动的地段.建筑物应尽量避开有利于岩溶塌陷发育的地段原则上应使主要建筑物避开塌陷地段.工程设计和施工中要注意消除或减轻人为因素的影响;如设置完善的排水系统,避免地表水大量入渗,对已有塌陷坑进行填堵处理,防止地表水向其汇聚注入等.发生地面塌陷的时候应该采取的应急措施有哪些?1.视险情发展将人、物及时撤离险区.在发现前兆时即应制定撤离计划.2.塌陷发生后对临近建筑物的塌陷坑应及时填堵,以免影响建筑物的稳定.其方法是投入片石,上铺砂卵石,再上铺砂,表面用粘土夯实,经一段时间的下沉压密后用粘土夯实补平.3.对建筑物附近的地面裂缝应及时填塞,地面的塌陷坑应拦截地表水防止其注入.4.对严重开裂的建筑物应暂时封闭不许使用,待进行危房鉴定后才确定应采取的措施.地面塌陷的治理方法有哪些?1、填堵法:填堵法是一种最常见的治理方法.一般用于塌陷坑较浅小时的处理.当陷坑内有基岩出露时,首先在坑内填入块石、碎石做成反滤层,或采用地下岩石爆破回填,然后上覆粘土夯实.陷坑内未出露基冉,塌陷坑危害较小时,可回填块石或用粘土直接回填夯实.2、跨越法:跨越法是用于塌陷坑较大,而回填又困难的陷坑处理方法.该方法是采用坚实稳固的跨越结构,使得陷坑上的荷载通过跨越结构而作用在可靠的土体或岩体上.3、强夯法:通常在强夯法是把10~20吨的夯锤起吊到一定高度(10~40米),然后让其自由落下,造成较大的冲击对土体强力夯实.4、灌注法:把灌注材料通过钻孔或岩溶洞口进行注浆,其目的是强化土洞或洞穴充填物、填充岩溶洞隙,拦截地下水流、加固建筑物地基.5、深基础法.对一些深度较大,同时跨越结构又无为力的塌陷坑,深基加固建筑物的基础是一种较理想的方法.通常是采用打入桩、钻孔灌注桩、深井和墩式基础等把建筑物的基础置于基岩上.6、控制抽排水强度法.由于抽排水使地下水位下降,常常造成地面塌陷;矿山井下强排疏干时,影响就更显著.因此,合理地控制抽排水的强度,是减少塌陷产生的一个重要途径.通过对天灾、人祸的分析,你会发现,城市的路面塌陷绝大多数属于人祸,只要高度重视,科学规划,合理开发,严格监管,会减少很多不必要的损失.所以,我们应该高度重视工程中发生的一些异常变化,重视每一个工程环节可能引起的损失.。
地面沉降-中国城市不能承受之重
2、地下工程中的排水疏干与突水(突泥) 作用:矿坑、隧道、人防及其他地下工 程,由于排疏地下水或突水(突泥)作 用,使地下水位快速降低,其上方的地 表岩、土体平衡失调,在有地下空洞存 在时,便产生塌陷。这类人为活动对岩 溶地面塌陷所起的作用极大,由此所生 产的岩溶地面塌陷的规模和强度最大, 危害最重。我国许多矿区、铁路隧道中 岩溶地面塌陷均由这类活动所致。
地面沉降造成的海平面相对升高, 也不利于防御洪涝旱害。浙江省温 岭市的西部平原,因为地面沉降, 其农田地面低于或接近正常河水位 的面积达9740亩。由于处于长期 受淹或在汛期受淹,这部分农田至 今还无法种植水稻。
经中国地质调查局等部门的评估,长
三角因地面沉降造成的经济损失共计 为3150亿元。其中上海地区最甚,直 接经济损失为145亿元,间接经济损失 为2754亿元。
4、西安市 地面沉降发现于1959 年、1971年后随着过量开采地下水 而逐渐加剧。1972—1983年,最大 累计沉降量777毫米,年平均沉降 量 30—70 毫 米 的 沉 降 中 心 有 5 处 。 1983年后,西安市地面沉降趋于稳 定发展,部分地区还有减缓的趋势。 到1988年最大累计沉降量已达1.34 米,沉降量100毫米的范围达200平 方公里。
北京市地面沉降引发的次生灾害
1、地面裂缝两侧不均匀下沉,破坏建 筑物及道路工程;
2、损坏井管,排水管道功能降低; 3、城市地面水准高程变化; 4、河水倒灌; 5、淡水含水层咸化。
地表松散地层或半松散地层等在重力作用 下,在松散层变成致密的、坚硬或半坚硬 岩层时,地面会因地层厚度的变小而发生 沉降。
了缓和作用,是一种辅助性措施。
3、人工回灌地下含水层:实际上是用人 工的灌水方法补充地下水量,以提高地 下水位,达到缓和沉降速率的效果。
武汉地区岩溶地面塌陷类型
•
由于基岩面的高低变化,特别是在溶 沟、溶槽中易形成土层底部的小径流,在 漫长的潜蚀过程中将土中物质带入溶洞中, 在上覆粘性土层中形成“土洞”。当土洞 顶板土层超越自撑能力时,发生地面塌陷。 土洞形成要两个重要条件,一是岩溶地下 水位低于土岩界面,二是土岩界面高差较 大。因此,土洞多数分布在山前或山间谷 地。
• 如武汉市汉南纱冒镇塌陷,最大陷坑 160m×60m,最深处10m,陷入土方达 15000方;烽火村塌陷22个陷坑,最大者 达60m×50m,深10余米,其中三栋小楼 陷入坑中(图1~2)。
• 图1
N45° E
烽火村岩溶地面塌陷地质剖面图
ZK8 31.40 11# 陷 坑 5#陷 坑
高 ( 程 m) 20 10 0 -10 -20
• 1、自然因素——地下水长期运动,疏通通道、 自然因素 带走充填物,引起地面塌陷。纯属自然地质灾 害,武汉市区1931~2006年10余次塌陷均属 此类。 • 2、人为抽取地下水 人为抽取地下水,造成水位下降,加速地 下水运动,诱发塌陷地质灾害产生。1978年 汉阳轧钢厂塌陷属此类。 • 3、钻孔或打桩 钻孔或打桩,尤其是冲击振动成孔引起盖 层砂土液化、漏失、诱发塌陷地质灾害产生。 汉南纱帽镇塌陷和武咸公路塌陷属此类。 • 后两种情况产生的前提还是地下空洞和通 道存在,因此,本质上还是自然地质灾害。
武汉地区岩溶地面塌陷类型及 其发生、 其发生、分布规律和防治对策
勘察大师 范士凯
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近年在一些城市圈内的隐伏岩溶 分布区,岩溶地面塌陷时有发生。如 武汉、广州、深圳等大城市,由隐伏 岩溶造成覆盖层地面塌陷曾导致居民 财产严重受损,或建筑工程停顿,或 堤防受损加固,其经济损失非常巨大。
其中以武汉市最为突出,2000年4 月近郊的烽火村出现22个塌陷坑,造成 49栋农居楼房易地重建,经济损失500 余万元;2008年4月汉南纱冒镇邻近长 江大堤发生地面塌陷,仅加固堤防就耗 资近3000万元;2009年6~11月武咸公 路改造工程先后发生八次塌陷使交通受
地面塌陷类型原因
地面塌陷的形成原因复杂;类型很多;常见的分类有如(1)根据形成塌陷的主要原因;分为自然塌陷和人为塌陷两大类..前者是地表岩石、土体由于自然因素作用;如地震震动、降雨雨水向地下渗透、自重压力、地下潜蚀掏空等;引起地面向下陷落;后者是由于人为作用导致的地面塌落;如在地下采矿、坑道排水或施工中发生突水、大量开采地下水、水库蓄引水等..在这两大类中;根据引起塌陷的具体诱发因素又可进一步分为许多类型;如·69·地震塌陷、矿山采空区塌陷、降雨人渗塌陷、排水塌陷、抽水塌陷、蓄水塌陷、地面荷载过重塌陷、爆破及其他振动塌陷等..2根据塌陷区是否有岩溶现象存在;分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷..岩溶地面塌陷主要出现在存在地下岩溶即隐伏岩溶的地区;其分布广、数量多、发生频率高;诱发因素多;且具有较强的隐蔽性和突发性特点..非岩溶地面塌陷根据塌陷区岩石和土体的性质;又可进一步分为黄土高原区的黄土塌陷、火山熔岩分布区的熔岩塌陷和冻土区的冻融塌陷等多种类型;其中黄土塌陷主要分布在西北黄土高原区;分布与危害范围较大;后几种塌陷的分布与危害范围相对较小..3根据地面塌陷所形成的塌陷坑的数量和大小;地面塌陷一般分为4个等级:①小型塌陷:塌陷坑洞1—3处;合计影响面积小于1平方千米..②中型塌陷:塌陷坑洞4~10处;合计影响面积1~5平方千米..③大型塌陷:塌陷坑洞11~20处;合计影响面积5—10平方千米..④特大型塌陷:塌陷坑洞超过20处;合计影响面积在10平方千米以上..3.人类活动对地面塌陷的产生起了什么样的作用不合理的人类活动就有可能诱发或加剧地面塌陷的发生;对地面塌陷有重要影响的几种主要人类活动及其作用如下:1矿山地下采空:地下采矿活动造成一定范围的采空区;使上方岩石、土体失去支撑;从而导致地面塌陷..我国已有许多矿区发生了这类地面塌陷;并产生了相当程度的危害..如山西省内八个主要矿务局所属煤矿区的地面塌陷;已影响到数百个村庄、数万亩农田和十几万人的正常生产和生活..2地下工程中的排水疏干与突水突泥作用:矿坑、隧道、人防工程及其他地下工程等;由于排疏地下水或突水突泥作用;使地下水位快速降低;其上方的地表岩石、土体原有的受力平衡状态失衡;在有地下空洞存在时;便产生塌陷..由此所产生的岩溶地面塌陷的规模和强度最大;危害最重..我国许多矿区、铁路隧道中的岩溶地面塌陷均由这类活动所致..3过量抽采地下水:对地下水的过量抽采;使地下水位降低;潜蚀作用加剧;岩石、土体受水体的浮托力减小;在有地下洞隙存在时;可产生地面塌陷..这种地面塌陷多见于岩溶地区;并多发生在城镇及附近..4人工蓄水:这不仅在一定范围内使水体荷载增加;而且使地下水位上升、地下水的潜蚀、冲刷作用加强;从而引起地面塌陷..如广西南丹八圩水库引起的地面塌陷使库水全部漏失..5人工加载:在地下有隐伏洞穴存在部位的上方进行人工加载;也会导致地面塌陷的产生..如武汉中南轧钢厂料场的地面塌陷;即由人工堆放荷载所致..6人工振动:爆破及车辆的振动作用也可使地下有隐伏洞穴存在的地区产生地面塌陷..如广西贵县吴良村因爆破产生的地面塌陷;迫使全村迁移..7地表渗水:输水管路渗漏或场地排水不畅造成地表水下渗或化学污水下渗;也能引起地面塌陷..如广西桂林第二造纸厂的地面塌陷;即由该厂排放的化学污水下渗所致..4.地面塌陷有哪些危害地面塌陷每年都给我国工农业生产、城市建设及人民生命财产等方面造成严重危害..据国土资源部的统计;2007年全国共发生地面塌陷578起;占当年全国地质灾害总数的2%..1造成人员伤亡..塌陷发生突然;并且塌陷发生前往往前兆现象不明显;当有人-员正在塌陷区范围内;就可能落入陷坑中;造成伤亡..如2007年3月15日上午10时40分;河北省葫芦岛市南票区暖池塘镇沙金沟村鸡冠山北坡脚;突然发生地面塌陷;6个正在拾煤渣的人突然沉到地下;当地政府立即组织全力抢救;但一直未发现这6人的踪影..2造成房屋倒塌和破坏..在房屋建筑密集区;如发生地面塌陷;会造成房屋大面积破坏;安徽省淮南市的大通镇、九龙岗镇和淮北市的烈山镇等地;因地面塌陷;原来的城镇因受到破坏而不能正常使用;不得不搬迁重建..如1996年初;广西桂林市中心体育场的岩溶塌陷造成了数百万元的经济损失;1997年底;桂林市郊柘木村因疏通漓江河道;炸礁爆破的振动作用诱发了岩溶塌陷;在数日内出现的塌陷坑近40个;全村116户居民中的86户房屋遭受不同程度的损坏;其中倒塌1户;严重危房须拆除重建的5户;直接经济损失200多万元..3破坏土地..地面塌陷造成的土地破坏现象是非常惊人的;尤其是采矿引起的采空塌陷在全国各地频频发生;造成大量的地表土地破坏已成为我国主要的人为地质灾害之一..经有关部门测算;我国平均采一万吨煤就会产生2000平方米的地面塌陷;据此推算;全国每年仅因采煤就会出现地面塌陷70平方千米;直接经济损失约3.17亿元..如黑龙江鹤岗煤矿开采70多年;已造成地面塌陷42平方千米;塌陷区需搬迁房屋总建筑面积140万平方米..4危害工业生产..地面塌陷会造成厂房及设施的破坏;使已有的建筑格局严重走样;并使得工程建设场地等级、地基等级复杂程度提高;地基处理费用大大增加..在地下矿产开采中;许多矿区产生了岩溶塌陷;从而造成建筑物开裂倒塌、道路中断;甚至矿井报废..如广东省凡口铅锌矿位于岩溶区;由于盲目疏干地下水;1970年以来出现塌陷坑1923个;把矿区地面破坏得千疮百孔;造成0.68万平方米房屋搬迁;1000亩农田受损;4千米铁路和1.4千米公路遭破坏..在黄土湿陷区的兰州钢厂第一炼钢车间;因生产用水管理不当;造成黄土自重湿陷;建筑物相对沉降达0.74米;导致建筑物报废..5危害公路、铁路、水利设施和地下管线..地面沉陷也是岩溶地区公路、铁路水利设施和地下管线的主要地质灾害之一..在我国的主要铁路干线中;京广线、贵昆线、浙赣线、津蒲线、沈大线、渝达线等都有较严重的地面塌陷灾害..地面塌陷造成车站建筑物毁坏、路基下沉、路轨悬空、桥涵开裂倒塌;甚至造成火车出轨..如贵昆线曾发生3次重大地面塌陷灾害;造成2列货车颠覆;中断行车71小时;投入治理经费1700万元..在华南和西南的岩溶地区;地面塌陷灾害也十分严重;如桂梧高速公路的临桂县会仙镇马面村以南约2千米处发现有85个塌陷溶洞;分布在2千米长的新辟路基上;直径在1~10多米;深度在1..3米多..在甘肃东部地区靖会引黄干渠白草塬和山长塬引水渠道上;黄土湿陷每年至少形成2~3处塌陷;40千米长的总干渠中有16.6千米渠水渗漏后产生沉陷;支渠有14.3千米也经常产生沉陷;白草塬2号渠1980年建成后;渠底渗漏沉陷;将一座小山体从中劈开;移动土方达2万立方米;造成渠道报废..6污染地下水..地面塌陷发生后;地表污水可沿塌陷坑渗水通道进入地下水系;污染地下水..如在贵州省六盘水地区;曾因大量抽取地下水造成地面塌陷;工业和城市污水由塌陷区进入地下水系统;引起地下水污染和生态环境恶化..为什么会发生岩溶塌陷在碳酸盐岩石灰岩、白云岩等岩溶地区;岩溶作用在地下形成隐伏的溶洞、溶隙、管道..在隐伏岩溶洞隙上方的岩土体在自重、地下水位变动、地震或人为因素作用下;就会突然产生陷落而形成的地面塌陷..岩溶塌陷的发生具有一定的地域性规律;例如青藏高原及其东部的川西高原;气温低;降水较少;气候比较干燥;岩溶发育较差;并且以小型岩溶为主;地面塌陷现象较少;云贵高原及其与四川盆地的过渡地带;降水较多;气候湿润;气温较高;岩溶普遍发育强烈;地面塌陷的现象较多..而人为因素是诱发岩溶塌陷的主要原因..如对632处岩溶塌陷的调查中发现;自然塌陷192处;占总数30.4010;成因不明的8处;占1.2%;人为因素诱发的432处;占68.4%;其中矿坑排水诱发的157处;占24.8%;生活用抽水诱发的187处;占29.6%..据湖南省统计;人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的86.60/0;塌坑占总数的99.8010;而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的77.24%..24%..岩溶塌陷有什么特点岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等;其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等;主要与地表覆盖层的性质有关..地表覆盖层为黏性土层;塌陷多呈坛状或井状;砂土层塌陷多具漏斗状;松散土层塌陷常呈碟状;基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状..岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表征;据统计;土层塌陷陷坑直径一般不超过30米;其中以小于5米的占大多数;达63%—71%;5~10米的占10%~20%;个别大的可达60~80米..塌陷坑可见深度绝大多数小于5米;可占总数的840/0~97%..基岩塌陷规模一般较大;如四川兴文县小岩湾塌陷;长650米、宽·74·490米、深208米..岩溶塌陷特点是突然、点多;塌坑大小形状不一;小者不足1平方米;大者达几百平方米;且发育具有持续性、重复性;发育时间及分布范围也比较集中;因此造成的危害很大..7.岩溶塌陷灾害主要分布在哪些地区在我国的各类地面塌陷中;以岩溶塌陷的分布最广..其分布范围北面到黑龙江省;南面到海南省;西面从青海湖畔;东面到东海之滨;以华南、西南、华北地区分布最为广泛..据不完全统计;全国已有23个省自治区、直辖市发生岩溶塌陷1400多例;塌坑总数超过40000个..其中以广西、广东、贵州、湖南、江西、四川、云南、湖北、河北、山东等省区最为发育;尤以广西岩溶区地面塌陷最为突出..岩溶塌陷灾害较为严重的城市有:辽宁的大连、河北的秦皇岛、唐山;山东的济南、泰安、淄博、枣庄;湖北的武汉、黄石、咸宁;湖南的怀化、娄底、黔城、湘潭、郴州;江苏的南京;浙江的杭州;江西的九江、宜春、上高;云南的昆明;贵州的贵阳、水城、安顺、遵义、六盘水、清镇;广西的桂林、柳州、玉林;广东的广州、肇庆等数十个城市..其中破坏强烈、影响较大的有:大连、秦皇岛、泰安、武汉、桂林、水城、昆明等..如中国水钢集团所在地——贵州的水城属六盘水市;由于水钢集团水源地的16口供水井大量开采地下水;在约5平方千米的范围内;产生塌陷坑1023个;导致89座房屋开裂或倒塌;道路坍裂;约28公顷农田被毁坏;电杆倒塌;一度引起全城停电;直接赔偿和经济损失达260余万元;局部地段因污水灌人造成地下水水质污染和生态环境恶化..再如;云南省昆明市中心的翠湖公园;曾经碧波荡漾、建筑优美协调;为春城昆明的最佳风景点之一..由于过度开采地下水;在3平方千米的范围内;形成了117个塌陷坑、地裂缝数百条;使历史悠久的风景点——翠湖湖水干涸、亭台倒塌、建筑物开裂、桥梁破坏、花草枯夕匕;经、侨损失超过千万兀..据不完全统计;全国岩溶地面塌陷每年造成的经济损失达数亿至10余亿元..。
武汉地区岩溶地面塌陷类型
勘察大师 范士凯
• 近年在一些城市圈内的隐伏岩溶 分布区,岩溶地面塌陷时有发生。如 武汉、广州、深圳等大城市,由隐伏 岩溶造成覆盖层地面塌陷曾导致居民 财产严重受损,或建筑工程停顿,或 堤防受损加固,其经济损失非常巨大。
• 其中以武汉市最为突出,2000年4 月近郊的烽火村出现22个塌陷坑,造成 49栋农居楼房易地重建,经济损失500 余万元;2008年4月汉南纱冒镇邻近长 江大堤发生地面塌陷,仅加固堤防就耗 资近3000万元;2009年6~11月武咸公 路改造工程先后发生八次塌陷使交通受
• 中部:汉阳邹家湾、十里铺、龟山至蛇山、武汉 大学、蚂蚁嶂。东西长约35km,南北宽约0.5~ 2.0km。
• 南部:自汉阳太子湖至武昌陆家街、武太闸及南 湖广大地区。东西长约35km,南北宽约4.0~ 5.0km。
此外,在汉南区也有一条东西向狭长的石灰 岩条带。
• 上述几个条带中,北部及中部条带从来未发 生过塌陷。有史以来十余起塌陷基本上都发生在 南部条带和汉南条带上。
作用,形成“漏斗状疏松体”,进而因垂
直渗流加剧,局部水力坡度加大,砂、砾
石土呈液化状态流入岩溶空洞,地面出现
塌陷坑。另一种液化是打桩采用重锤冲击,
产生振动液化。
• 3、真空吸蚀机理
•
所谓“真空吸蚀”是指岩溶地下水在
大量抽取或因矿井大量排水后水位在短时
间内急剧下降过程中的“活塞”作用下形
成负压至真空状态。在这种负压或真空作
其危害相当严重。
•
是否会发生真空吸蚀,主要有两个
特殊条件:其一是大量抽排岩溶地下水,
水位在短时间内急剧下降;其二是覆盖层
对地下岩溶有良好的封闭作用,能使在水
地面沉降与地面塌陷概念与预防措施
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
地面沉降能引起哪些次生害?
❖ 地面沉降使区域性地面标高降低,因而 会导致一些次生灾害发生。在我国各地 区,地面沉降的危害性表现稍有不同。 下面举例说明之。
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
天津市地面沉降引发的次生灾害
❖ 1、地面标高降低,导致海水上岸,防潮堤必 须相应加高。滨海还原潜水位抬高,加重土 壤的次生盐渍化、沼泽化;
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
❖ 案例1: 江苏省无锡市惠山区有一个“沉降村”。 在这个取名为“因果岸”的小村庄,几年前的地面 沉降造成村中路面大片下沉,将居民晒场的水 泥地面折断,沉降断面所经的一幢二层民宅, 被赫然“劈开”一条可以伸得进手掌的裂缝,楼主 人惶然迁居他处。由于这场由东贯西的不均匀 沉降,村民甚至不得不把历来是南北走向的水 田“改造”为东西走向。几年前惠山地区过度开采 地下水的“因”,给居民带去了无奈的苦“果”。
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
5 、 太 原 市 经 1979 年 、 1980 年 、 1982年三次在市区600平方公里范围的 测量,发现沉降量大于200毫米的面积 有254平方公里,大于1000毫米的沉降 区面积达7.1平方公里。最严重的是吴 家堡,其次是小店。吴家堡水准点的 累计沉降量:1980年是819毫米,1982 年是1232毫米,到1987年累计沉降量 达1380毫米。
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
❖2、天津市 从1959—1982年间 最大累计沉降量为2.15米。1982 年测得市区的平均沉降速率为94 毫米。目前,最大累计沉降量已 达2.5米,沉降量100毫米以上的 范围已达900平方公里。
地面沉降与地面塌陷概念和预防措 施
地面塌陷应急处置措施
形成原因
地下水开采
长期大量抽取地下水,导致地 下水位持续下降,土层孔隙压 力减小,上覆岩土体因自重作
用产生塌陷。
地下工程活动
如隧道、地下管道等施工时, 破坏了上覆岩土体的平衡状态 ,引发塌陷。
地质构造
及时疏散受灾群众,确保他们的生命安全,同时做好安置工 作。
科学救援
科学分析
对塌陷原因进行科学分析,为制定有效的救援方案提供依据。
合理使用救援资源
根据实际情况,合理调配救援资源,确保救援工作的高效进行。
协同合作
部门协同
应急处置工作需要多个部门协同配合 ,共同完成。
社会协同
鼓励社会力量参与救援,形成政府与 社会共同应对的局面。
VS
装备配备
为应急救援队伍配备先进的救援装备和器 材,确保在紧急情况下能够迅速有效地开 展救援工作。
05
案例分析
XX塌陷事件
事件概述
XX地区发生地面塌陷,造成人员 伤亡和财产损失。
处置措施
政府迅速启动应急预案,组织救援 队伍和专家赶赴现场,采取紧急措 施,包括划定危险区域、疏散居民 、抢险救援等。
断裂、裂隙、节理等发育地带 ,易引发地面塌陷。
地震
地震波对岩土体产生剪切和拉 伸作用,导致岩土体失稳塌陷
。
危害与影响
人员伤亡
塌陷可造成房屋倒塌、 人员伤亡等严重后果。
财产损失
塌陷会导致地面设施、 道路、管线等损坏,造
成财产损失。
环境破坏
塌陷可破坏地形地貌, 影响生态环境。
社会影响
塌陷事件可能引起社会 恐慌,影响社会稳定。
地面塌陷及积水事故
1 地面塌陷1.1 路面突然塌陷的表现形式分哪些种类;有哪些表现形式实例(日期、地点、突然塌陷照片),尽量达到5种;地面塌陷从原理上来说分三种:冒落式地面塌陷、沉陷式地面塌陷、地堑式地面塌陷或是这三种形式的简单组合。
图1.1 长沙事故现场图1.2 大连事故现场图1.3 沈阳事故现场图1.4 哈尔滨事故现场图1.5 北海事故现场2012年7月6日,湖南省长沙市湘江路中段突然发生塌陷,陷坑深不见底,坑口面积约有30平方米,一台从此路过的奥迪轿车被吞没,造成1人死亡,如图1所示,属冒落式地面塌陷。
2012年8月14日,大连市星海人家丁字路口,一名男子不幸因路面塌陷掉入热力井,致全身65%烫伤,令人毛骨悚然,如图2,属冒落式地面塌陷。
2013年7月12日,沈阳市沈河区朝阳街发生地面塌方,朝阳街道一度拥堵,所幸没有造成人员伤亡,如图3,属沉陷式地面塌陷。
2012年8月14日16时左右,哈尔滨市南岗区辽阳街90号附近路面发生塌陷,形成了一个大约10平方米、10米深的深坑,事故已经致2人死亡,2人受伤,如图4,属沉陷式地面塌陷。
2014年7月27日,广西北海市北海大道南珠汽车站附近一处地面塌陷,一辆101路公交车陷入坑中,影响车辆通行,所幸没有造成人员伤亡,如图5,属地堑式地面塌陷。
1.2 路面突然塌陷的危害有哪些危害;产生哪些严重后果实例(人员伤亡、社会影响等),尽量达到5种;2014年4月1日,位于北京市西城区车公庄大街物华大厦附近的人行道上的一块路面突然坍塌。
服装店经理杨二敬路过掉进坑里,瞬间被热力管道渗漏的热水烫伤,烫伤面积达99%,虽然经过在积水潭医院的8天医治,但仍于4月9日医治无效死亡。
此次事故认定和以及处理过程一度引发公众的广泛质疑,而公共安全是政府必须提供的首位产品,城市政府要从战略角度对公共安全保障体系进行制度设计,完善安全生产体制机制,落实责任追究制,引发了公众和政府对如何避免此类悲剧不再发生的深思。
关于地面塌陷的小型论文
在我国,不同省份《土地管理法》中关于地面塌陷的法律法规各不相同,以安徽省为例:安徽省实施《土地管理法》办法第十六条规定,因开采地下矿藏,造成土地塌陷,用地单位应根据塌陷程度和农作物减产情况,付给受损失单位或者个人平整土地费和减产补助费。
地上附属物造成损坏的,应根据损坏程度给予合理补偿。
塌陷后不能耕种的农田,矿方应办理征用手续,需要搬迁村庄的,矿方应在塌陷前办理拆迁手续。
各项费用的补偿标准由市、县(市)人民政府规定。
征用后的塌陷地、取土坑,停用的储灰场、尾矿库、弃渣场等,由县级以上人民政府统一组织征地单位、被征地单位和邻近的乡(镇)村进行综合治理,统一安排,合理使用。
征地单位因建设需要部分土地,可优先安排。
以下我们就简要介绍地面塌陷的引起原因、表现形式以及政府采取的措施等。
一、地面塌陷(land Collapse)原因:地面塌陷是地面垂直变形破坏的另一种形式,是由于地下地质环境中存在着天然洞穴或人工采掘活动所留下的矿洞、巷道或采空区而引起的,其地面表现形式是局部范围内地表岩土体的开裂、不均匀下沉和突然陷落。
其平面范围与地下采空区面积、有效闭合量或洞穴容量有关,一般数平方米或数平方公里或更大一些。
二、地面塌陷表现形式:①、岩溶塌陷由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。
在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。
我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。
据统计,全国岩溶塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方公里,造成年经济损失达1.2亿元以上。
②、非岩溶性塌陷由于非岩溶洞穴产生的塌陷,如采空塌陷,黄土地区黄土陷穴引起的塌陷,玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。
地质灾害地面塌陷地面沉降地裂缝
昆明新机场岩溶强发育带中所见现象
在预报位置 kh411 : 一场降雪 后发生了 长6米、 宽2米、 深30公分 的长椭园 形塌陷。
2.地表水、大气降水渗入致地面塌陷
当地表水、大气降水渗入地下时,水在岩、土体内 的孔隙中运动,产生了一种垂向渗透力,改变了岩、土 体的力学性质。当渗透压力值达到一定强度时,岩、土 体结构遭到破坏,随着水流产生流土或管涌运移,进而 形成土洞,最后导致地面变形、塌陷。地表渗水包括: 河湖地表水、输水管渗漏或场地排水不畅引起地表水、 工厂排污的化学污水和雨水等下渗。其中以雨水渗入致 塌最为常见,尤其是碳酸盐岩分布的岩溶地区,人为挖 掘的场地、机场、道路等降雨掺入后产生塌陷较为突出。
在各类地面塌陷中,我国以岩溶地区塌陷分布最广, 已有22个省(区)发生此类地面塌陷,危害最重。矿山采空 区地面塌陷的分布和危害仅次于岩溶地面塌陷。
我国岩溶塌陷分布区域
贵州构件厂抽水塌陷( (据岩溶所) )
云南乌东德岩溶洼地
f5 振华街地裂缝 ; f7 机电公司地裂缝 ; 1966—2000年沉降控制时期 江西省景德镇硬石岭火车站附近,1984年前居民饮用水均抽取土层的潜水,未见地面塌陷。 ④当顶板薄、跨度大时,可在洞底设置附加支撑以减少洞跨,也可加固洞顶,用浆砌块石嵌补洞顶岩体及洞隙边坡。 (2)工程涵义: 目前国内外工程界所研究的地面沉降主要是指由抽取液体(以地下水为主,也包括油、气)所引起的区域性地面沉降。 广州地下通道施工造成路面塌陷 对重要建筑物应采用桩基或墩基; (2) 内陆盆地构造型地裂缝有所活跃 西安市地裂缝对房屋的破坏 地面沉降与地裂缝作为地质灾害的一种灾种,区别于崩塌滑坡,它是地面岩土体在自重应力场(或构造应力场的参与)条件下垂向变 形破坏及向深部架空或潜在空间方向的运动。 ③复合型(自然——人为)塌陷。 上海外滩防汛墙不断加高的过程从侧面反映了市区地面沉降的演化历史! 地面塌陷形成的原因复杂而种类繁多。 我国地面沉降主要发育分布在我国东部沿海河流三角州及中部内陆盆地一带。 我国《岩土工程勘察规范》中规定的:在较大面积(100km2以上)内由于抽取地下水引起水位下降或水压下降而造成的地面沉降。 当洞隙深大,而两侧有可靠岩体时,可采用跨越结构,根据荷载及跨度,可选用调整柱距,有足够支承的梁、板、拱及悬挑等方式。 这类地面沉降多为区域性的,在一定条件下随沉降伴生地裂缝; 之后,距铁路50~500米附近的工厂掘成深达120米的机井8口,抽水量达4820吨/天,水位下降至基底岩层面以下17~18米,最大30米, 于是在长3. (姜振泉,等,1997) 塌陷范围小于抽水井的降落漏斗,据已有资料,大面积降水时,塌陷范围约在降落漏斗中心的0. 1)新构造运动可使地面随基底面升降
什么是地面塌陷
什么是地面塌陷47、什么是地面塌陷,有哪些种类,各类地面塌陷的发育、分布特点如何,地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。
当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可能成为一种地质灾害。
地面塌陷的形成原因复杂,种类很多。
根据不同的分类依据,可分为不同的类型。
现将常见的分类列举如下:1、根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类。
前者是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等,向下陷落而成;后者是由于人为作用导致的地面塌落。
在这两大类中,又可根据具体因素分为许多类型,如地震塌陷、矿山采空塌陷等。
2、根据塌陷区是否有岩溶发育,分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷。
岩溶地面塌陷主要发育在陷伏岩溶地区,是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下,产生陷落而形成的地面塌陷。
非岩溶地面塌陷又根据塌陷区岩、土体的性质可分为黄土塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。
在我国发育的各类地面塌陷中,以岩溶地面塌陷的分布最广、危害最重。
其散布范围从黑龙江到海南岛,从青海湖到东海之滨,以华南、西南、华北地区最为广泛。
目前,已见有22个省(区)发育这类地面塌陷。
其中以桂、粤、黔、湘、赣、川、滇、鄂、冀、鲁等省(区)最为发育。
据不完全统计,全国岩溶地面塌陷点在778处以上,塌陷坑总数超过3万个,每年造成的经济损失达数至10余亿元。
矿山采空区地面塌陷,许多矿区均有发育,尤以北方煤田区最为严重。
其他各类地面塌陷分布零散,发育规模和危害性相对较上。
地面塌陷是石灰岩(岩溶)地区和矿山开发地区经常发生的一种地面陷落形成塌陷坑(洞)的破坏灾害,是我国最重要的地质灾害类型之一。
据调查,全国有23个省(区、市)共发生石灰岩地面塌陷近900起,塌陷坑总数超过3万个。
采矿地面塌陷相当严重,据对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出。
地面塌陷事故应急救援
汇报人:可编辑 2024-01-04
• 地面塌陷事故概述 • 应急救援准备 • 应急救援实施 • 事后处理与预防 • 案例分析
01
地面塌陷事故概述
定义与类型
定义
地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下 陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。
类型
根据塌陷规模、成因和发生条件,地面塌陷可分为自然塌陷 和人为塌陷两大类。自然塌陷是自然地质作用的结果,如地 震、降雨等;人为塌陷则是由于人类工程经济活动引发的, 如地下水开采、矿山开采等。
对塌陷区域进行实时监测,及时发布 预警信息,确保救援人员和群众安全 。
对塌陷区域周边设立警戒线,疏散无 关人员和车辆。
医疗救治与转运
医疗救治
在现场设立临时医疗点,对受伤 人员进行初步救治和紧急处理。
转运伤员
将受伤人员转运至附近医院,接受 进一步治疗。
心理疏导
为受灾群众和救援人员提供心理疏 导和安抚服务,帮助他们度过难关 。
储备应急物资
储备必要的应急物资,如食品、水、 药品、帐篷、保暖用品等,以满足受 灾群众的基本生活需求。
救援预案制定
分析事故风险
对可能发生地面塌陷事故的风险进行全面分析,制定相应的应对措施。
制定救援预案
根据事故风险和救援需求,制定详细的救援预案,明确救援流程和责任分工。
救援培训与演练
培训
定期组织救援人员进行专业培训,提高救援技能和应对能力。
修复受损设施
对受损的建筑物、道路、管道等设施进行修复,尽快恢复正常的生产生活秩序。
救援经验总结与改进
总结救援经验
对救援过程进行总结,分析救援过程中的优点和不足,为今后的救援工作提供借鉴。
地面坍塌隐患等级划分标准
地面坍塌隐患等级划分标准
地面坍塌隐患等级的划分标准可以从多个角度进行考量,以下是一些常见的标准:
1. 灾害发生概率和危害程度:可以将地面坍塌隐患分为高、中、低三个等级。
其中,一级隐患具有较高的灾害发生概率和危害程度,一旦发生将对人员财产造成重大风险;二级隐患具有中等的灾害发生概率和危害程度,一旦发生将对人员财产造成较大风险;三级隐患具有较低的灾害发生概率和危害程度,一旦发生将对人员财产造成一定风险。
2. 规模大小和危害程度:也可以将地面坍塌隐患分为特大型、大型、中型和小型四个等级。
其中,特大型和大型隐患的灾害发生概率和危害程度较高,需要采取紧急措施进行处置;中型和小型隐患的灾害发生概率和危害程度较低,可以采取常规措施进行处置。
3. 具体工程地质条件和影响因素:在具体的工程实践中,可以根据工程地质条件和影响因素等具体情况对地面坍塌隐患进行等级划分。
例如,可以结合地下水位、土层结构、施工方法等因素进行综合评估,确定相应的隐患等级。
总之,地面坍塌隐患等级的划分标准需要根据具体情况进行综合考虑,结合多种因素进行评估和判断。
不同等级的隐患需要采取不同的应对措施,以确保人员财产安全。
地面塌陷现象
地面塌陷现象引言:据统计:截至2012年,中国24省市区都有地面塌陷发生,其中主要分布于辽宁、河北、江西、湖北、湖南、四川、贵州、云南、广东、广西等省区。
一、定义:地面塌陷是指地表岩、土体在自然或人为因素作用下,向下陷落,并在地面形成塌陷坑(洞)的一种地质现象。
二、基本类型1.根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类1)自然塌陷:是地表岩、土体由于自然因素作用,如地震、降雨、自重等,向下陷落而成,如黄土湿陷。
2)人为塌陷:由于人为作用导致的地面塌落。
2.根据塌陷区是否有岩溶发育,分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷1)岩溶地面塌陷:主要发育在陷伏岩溶地区,是由于隐伏岩溶洞隙上方岩、土体在自然或人为因素作用下,产生陷落而形成的地面塌陷。
2)非岩溶地面塌陷:根据塌陷区岩,土体的性质又可分为黄土湿陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等多种类型。
三、主要特征1.岩溶塌陷:岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等,主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上复岩、土体的性质在平面上分布的均一性有关。
其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等,主要与塌层的性质有关。
粘性土层塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状。
2.采空塌陷:一般较大,面积一般在几百米以上,大者如湖南杨梅山煤矿塌陷,长2km,宽1km,深12m,塌陷面积达几百万平方米。
3.黄土湿陷:湿性黄土在干燥状态下可以承受一定荷重而变形不大。
当浸水后,土粒间水膜增厚,水溶盐被溶解,土粒联结力显著减弱,从而引起土体结构破坏并产生湿陷。
由于湿陷往往是突然发生的,所以常使建筑物突然发生沉陷,甚至导致建筑物破坏。
四、工程案例(塌陷形成原因、对工程影响、处理方法)案例一:2008年4月广东省平远县石镇洋背村发生岩溶地面塌陷,塌陷造成X036县道砼路面出现两处悬空,公路中断,房屋裂缝,地表坍塌,给公路交通和当地村民带来了不同程度的损失。
地面塌陷类型原因
地面塌陷的形成原因复杂,类型很多,常见的分类有如(1)根据形成塌陷的主要原因,分为自然塌陷和人为塌陷两大类;前者是地表岩石、土体由于自然因素作用,如地震震动、降雨雨水向地下渗透、自重压力、地下潜蚀掏空等,引起地面向下陷落;后者是由于人为作用导致的地面塌落,如在地下采矿、坑道排水或施工中发生突水、大量开采地下水、水库蓄引水等;在这两大类中,根据引起塌陷的具体诱发因素又可进一步分为许多类型,如·69·地震塌陷、矿山采空区塌陷、降雨人渗塌陷、排水塌陷、抽水塌陷、蓄水塌陷、地面荷载过重塌陷、爆破及其他振动塌陷等;2根据塌陷区是否有岩溶现象存在,分为岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷;岩溶地面塌陷主要出现在存在地下岩溶即隐伏岩溶的地区,其分布广、数量多、发生频率高,诱发因素多,且具有较强的隐蔽性和突发性特点;非岩溶地面塌陷根据塌陷区岩石和土体的性质,又可进一步分为黄土高原区的黄土塌陷、火山熔岩分布区的熔岩塌陷和冻土区的冻融塌陷等多种类型,其中黄土塌陷主要分布在西北黄土高原区,分布与危害范围较大,后几种塌陷的分布与危害范围相对较小;3根据地面塌陷所形成的塌陷坑的数量和大小,地面塌陷一般分为4个等级:①小型塌陷:塌陷坑洞1—3处,合计影响面积小于1平方千米;②中型塌陷:塌陷坑洞4~10处,合计影响面积1~5平方千米;③大型塌陷:塌陷坑洞11~20处,合计影响面积5—10平方千米;④特大型塌陷:塌陷坑洞超过20处,合计影响面积在10平方千米以上;3.人类活动对地面塌陷的产生起了什么样的作用不合理的人类活动就有可能诱发或加剧地面塌陷的发生,对地面塌陷有重要影响的几种主要人类活动及其作用如下:1矿山地下采空:地下采矿活动造成一定范围的采空区,使上方岩石、土体失去支撑,从而导致地面塌陷;我国已有许多矿区发生了这类地面塌陷,并产生了相当程度的危害;如山西省内八个主要矿务局所属煤矿区的地面塌陷,已影响到数百个村庄、数万亩农田和十几万人的正常生产和生活;2地下工程中的排水疏干与突水突泥作用:矿坑、隧道、人防工程及其他地下工程等,由于排疏地下水或突水突泥作用,使地下水位快速降低,其上方的地表岩石、土体原有的受力平衡状态失衡,在有地下空洞存在时,便产生塌陷;由此所产生的岩溶地面塌陷的规模和强度最大,危害最重;我国许多矿区、铁路隧道中的岩溶地面塌陷均由这类活动所致;3过量抽采地下水:对地下水的过量抽采,使地下水位降低,潜蚀作用加剧,岩石、土体受水体的浮托力减小,在有地下洞隙存在时,可产生地面塌陷;这种地面塌陷多见于岩溶地区,并多发生在城镇及附近;4人工蓄水:这不仅在一定范围内使水体荷载增加,而且使地下水位上升、地下水的潜蚀、冲刷作用加强,从而引起地面塌陷;如广西南丹八圩水库引起的地面塌陷使库水全部漏失;5人工加载:在地下有隐伏洞穴存在部位的上方进行人工加载,也会导致地面塌陷的产生;如武汉中南轧钢厂料场的地面塌陷,即由人工堆放荷载所致;6人工振动:爆破及车辆的振动作用也可使地下有隐伏洞穴存在的地区产生地面塌陷;如广西贵县吴良村因爆破产生的地面塌陷,迫使全村迁移;7地表渗水:输水管路渗漏或场地排水不畅造成地表水下渗或化学污水下渗,也能引起地面塌陷;如广西桂林第二造纸厂的地面塌陷,即由该厂排放的化学污水下渗所致;4.地面塌陷有哪些危害地面塌陷每年都给我国工农业生产、城市建设及人民生命财产等方面造成严重危害;据国土资源部的统计,2007年全国共发生地面塌陷578起,占当年全国地质灾害总数的2%;1造成人员伤亡;塌陷发生突然,并且塌陷发生前往往前兆现象不明显,当有人-员正在塌陷区范围内,就可能落入陷坑中,造成伤亡;如2007年3月15日上午10时40分,河北省葫芦岛市南票区暖池塘镇沙金沟村鸡冠山北坡脚,突然发生地面塌陷,6个正在拾煤渣的人突然沉到地下,当地政府立即组织全力抢救,但一直未发现这6人的踪影;2造成房屋倒塌和破坏;在房屋建筑密集区,如发生地面塌陷,会造成房屋大面积破坏,安徽省淮南市的大通镇、九龙岗镇和淮北市的烈山镇等地,因地面塌陷,原来的城镇因受到破坏而不能正常使用,不得不搬迁重建;如1996年初,广西桂林市中心体育场的岩溶塌陷造成了数百万元的经济损失;1997年底,桂林市郊柘木村因疏通漓江河道,炸礁爆破的振动作用诱发了岩溶塌陷,在数日内出现的塌陷坑近40个,全村116户居民中的86户房屋遭受不同程度的损坏,其中倒塌1户,严重危房须拆除重建的5户,直接经济损失200多万元;3破坏土地;地面塌陷造成的土地破坏现象是非常惊人的,尤其是采矿引起的采空塌陷在全国各地频频发生,造成大量的地表土地破坏已成为我国主要的人为地质灾害之一;经有关部门测算,我国平均采一万吨煤就会产生2000平方米的地面塌陷,据此推算,全国每年仅因采煤就会出现地面塌陷70平方千米,直接经济损失约亿元;如黑龙江鹤岗煤矿开采70多年,已造成地面塌陷42平方千米,塌陷区需搬迁房屋总建筑面积140万平方米;4危害工业生产;地面塌陷会造成厂房及设施的破坏,使已有的建筑格局严重走样,并使得工程建设场地等级、地基等级复杂程度提高,地基处理费用大大增加;在地下矿产开采中,许多矿区产生了岩溶塌陷,从而造成建筑物开裂倒塌、道路中断,甚至矿井报废;如广东省凡口铅锌矿位于岩溶区,由于盲目疏干地下水,1970年以来出现塌陷坑1923个,把矿区地面破坏得千疮百孔,造成万平方米房屋搬迁,1000亩农田受损,4千米铁路和千米公路遭破坏;在黄土湿陷区的兰州钢厂第一炼钢车间,因生产用水管理不当,造成黄土自重湿陷,建筑物相对沉降达米,导致建筑物报废;5危害公路、铁路、水利设施和地下管线;地面沉陷也是岩溶地区公路、铁路水利设施和地下管线的主要地质灾害之一;在我国的主要铁路干线中,京广线、贵昆线、浙赣线、津蒲线、沈大线、渝达线等都有较严重的地面塌陷灾害;地面塌陷造成车站建筑物毁坏、路基下沉、路轨悬空、桥涵开裂倒塌,甚至造成火车出轨;如贵昆线曾发生3次重大地面塌陷灾害,造成2列货车颠覆,中断行车71小时,投入治理经费1700万元;在华南和西南的岩溶地区,地面塌陷灾害也十分严重,如桂梧高速公路的临桂县会仙镇马面村以南约2千米处发现有85个塌陷溶洞,分布在2千米长的新辟路基上,直径在1~10多米,深度在1;3米多;在甘肃东部地区靖会引黄干渠白草塬和山长塬引水渠道上,黄土湿陷每年至少形成2~3处塌陷,40千米长的总干渠中有千米渠水渗漏后产生沉陷,支渠有千米也经常产生沉陷;白草塬2号渠1980年建成后,渠底渗漏沉陷,将一座小山体从中劈开,移动土方达2万立方米,造成渠道报废;6污染地下水;地面塌陷发生后,地表污水可沿塌陷坑渗水通道进入地下水系,污染地下水;如在贵州省六盘水地区,曾因大量抽取地下水造成地面塌陷,工业和城市污水由塌陷区进入地下水系统,引起地下水污染和生态环境恶化;为什么会发生岩溶塌陷在碳酸盐岩石灰岩、白云岩等岩溶地区,岩溶作用在地下形成隐伏的溶洞、溶隙、管道;在隐伏岩溶洞隙上方的岩土体在自重、地下水位变动、地震或人为因素作用下,就会突然产生陷落而形成的地面塌陷;岩溶塌陷的发生具有一定的地域性规律,例如青藏高原及其东部的川西高原,气温低,降水较少,气候比较干燥,岩溶发育较差,并且以小型岩溶为主,地面塌陷现象较少;云贵高原及其与四川盆地的过渡地带,降水较多,气候湿润,气温较高,岩溶普遍发育强烈,地面塌陷的现象较多;而人为因素是诱发岩溶塌陷的主要原因;如对632处岩溶塌陷的调查中发现,自然塌陷192处,占总数,成因不明的8处,占%,人为因素诱发的432处,占%;其中矿坑排水诱发的157处,占%,生活用抽水诱发的187处,占%;据湖南省统计,人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的0,塌坑占总数的,而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的%;24%;岩溶塌陷有什么特点岩溶塌陷的平面形态具有圆形、椭圆形、长条形及不规则形等,其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等,主要与地表覆盖层的性质有关;地表覆盖层为黏性土层,塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状;岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表征,据统计,土层塌陷陷坑直径一般不超过30米,其中以小于5米的占大多数,达63%—71%,5~10米的占10%~20%,个别大的可达60~80米;塌陷坑可见深度绝大多数小于5米,可占总数的840/0~97%;基岩塌陷规模一般较大,如四川兴文县小岩湾塌陷,长650米、宽·74·490米、深208米;岩溶塌陷特点是突然、点多,塌坑大小形状不一,小者不足1平方米,大者达几百平方米,且发育具有持续性、重复性,发育时间及分布范围也比较集中,因此造成的危害很大;7.岩溶塌陷灾害主要分布在哪些地区在我国的各类地面塌陷中,以岩溶塌陷的分布最广;其分布范围北面到黑龙江省,南面到海南省,西面从青海湖畔,东面到东海之滨,以华南、西南、华北地区分布最为广泛;据不完全统计,全国已有23个省自治区、直辖市发生岩溶塌陷1400多例,塌坑总数超过40000个;其中以广西、广东、贵州、湖南、江西、四川、云南、湖北、河北、山东等省区最为发育,尤以广西岩溶区地面塌陷最为突出;岩溶塌陷灾害较为严重的城市有:辽宁的大连、河北的秦皇岛、唐山,山东的济南、泰安、淄博、枣庄,湖北的武汉、黄石、咸宁,湖南的怀化、娄底、黔城、湘潭、郴州,江苏的南京,浙江的杭州,江西的九江、宜春、上高,云南的昆明,贵州的贵阳、水城、安顺、遵义、六盘水、清镇,广西的桂林、柳州、玉林,广东的广州、肇庆等数十个城市;其中破坏强烈、影响较大的有:大连、秦皇岛、泰安、武汉、桂林、水城、昆明等;如中国水钢集团所在地——贵州的水城属六盘水市,由于水钢集团水源地的16口供水井大量开采地下水,在约5平方千米的范围内,产生塌陷坑1023个,导致89座房屋开裂或倒塌,道路坍裂,约28公顷农田被毁坏,电杆倒塌,一度引起全城停电,直接赔偿和经济损失达260余万元,局部地段因污水灌人造成地下水水质污染和生态环境恶化;再如,云南省昆明市中心的翠湖公园,曾经碧波荡漾、建筑优美协调,为春城昆明的最佳风景点之一;由于过度开采地下水,在3平方千米的范围内,形成了117个塌陷坑、地裂缝数百条,使历史悠久的风景点——翠湖湖水干涸、亭台倒塌、建筑物开裂、桥梁破坏、花草枯夕匕,经、侨损失超过千万兀;据不完全统计,全国岩溶地面塌陷每年造成的经济损失达数亿至10余亿元;。
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1 、根据形成塌陷的主要原因分为自然塌陷和人为塌陷两大类。
(1)自然塌陷
是地表岩、土体由于自然因素作用、如地震、降雨、自重等,向下陷落而成,如黄土湿陷。
(2)人为塌陷
是由于人为作用导致的地面塌落。
在这两大类中,又可根据具体因素分为许多类型,如地震塌陷、矿山采空塌陷等。
2 、由于其发育的地质条件和作用因素的不同,地面塌陷可分为以下几种类型:
(1)岩溶塌陷
由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。
在可溶岩上有松散土层复盖的复盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。
我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏、以外的26个省(区)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(区)最为发育。
据统计,全国岩溶塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方公里,造成年经济损失达1.2亿元以上。
(2)非岩溶性塌陷
由于非岩溶洞穴产生的塌陷,如采空塌陷,黄土地区黄土陷穴引起的塌陷,玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。
后两者分布较局限。
采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷,在我国分布较广泛,目前已见于除天津、上海、内蒙、福建、海南、西藏以外的24个省区(包括台湾省),其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较产重,据不完全统计,在全国21个省区内,共发生采空塌陷182处以上,塌坑超过1592个,塌陷面积大于1150平方公里,年经济损失达3.17亿元。
在上述几类塌陷中,岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多,且具有较强的隐蔽性和突发性特点,严地威协到人民群众的生命财产安全,因此在此着重论述。
·岩溶塌陷
1、现象成因
岩溶塌陷的规模以个体塌陷坑的大小来表征,主要取决于岩溶发育程度,洞隙开口大小及其上复盖层厚度等因素。
自然岩溶塌陷的成因包括暴雨、洪水、重力、地震等,人为岩溶塌陷中,成
因以坑道排水或突水,抽取岩溶地下水、水库畜引水为主,共占人为塌陷的92%。
其中,人为因素是诱发岩溶塌陷的主要原因。
如在2011年统计的632处岩溶塌陷中,自然塌陷192处,占总数30.4%,成因不明的8处,占1.2%,人为因素诱发的432处,占68.4%;其中矿坑排水诱发的157处,占24.8%,生活用抽水诱发的187处,占29.6%。
据湖南省统计,人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的86.6%,塌坑占总数的99.8%,而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的77.24%。
从上述数字及实地调查看出,凡是矿区大强度排水及过量抽汲岩溶地下水的地区,都是岩溶地面塌陷发育强烈及损失惨重的地区,即二者之间是一种正相关关系。
人为因素诱发的岩溶塌陷特点是突然,点多,塌坑大小形状不一,小者不足1m ,大者达几百m ,且发育具有持续性、重复性,发育时间及分布范围也比较集中,因此造成的危害很大。
2、形态特征与规模
岩溶塌陷的平面形态具有园形、椭园形、长条形及不规则形等,主要与下伏岩溶洞隙的开口形状及其上复岩、土体的性质在乎面上分布的均一性有关。
其剖面形态具有坛状、井状、漏斗状、碟状及不规则状等,主要与塌层的性质有关,粘性土层塌陷多呈坛状或井状,砂土层塌陷多具漏斗状,松散土层塌陷常呈碟状,基岩塌陷剖面常呈不规则的梯状。
据统计,土层塌陷陷坑直径一般不超过30m,其中以小于5m的占大多数,达63—71%,5—10m的占10~20%,个别大的可达60—80m。
塌陷坑可见深度绝大多数小于5m,可占总数的84—97%。
基岩塌陷规模一般较大,如四川兴文县小岩湾塌陷,长650m、宽490m、深208m。
3、分布地域
中国岩溶塌陷分布广泛,从南到北,从东到西都有发育。
主要分布于辽宁、河北、江西、湖北、湖南、四川、贵州、云南、广东、广西等省区。
另外,华南岩溶塌陷多而强,华北相对少且弱一些。
全国岩溶塌陷总数为2841处,塌陷坑有33192个,塌陷面积为332.28km 。
4、危害
安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约436.8万元,辽宁、湖南二省年均分别达5000、3000万元,云南省年均约1000万元,估计全国每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失在1.2亿元以上。
·采空塌陷
1、现象成因
我国采空塌陷主要出现于20世纪70年代以后,是由于盲目开采及滥采等不合理行为,加之爆破等一些震动因素,使得顶板较薄(最薄不足1m)之处极易塌陷。
从全国看,采空塌陷与采矿量成直线关系。
2、规模
规模一般较大,面积一般均在几百平方米以上,大者如湖南杨梅山煤矿塌陷,长2km,宽1km,深12m,塌陷面积达百万平方米。
3、分布地域
黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省是采空塌陷的严重发育区。
但几乎在全国的采煤、采矿区均有出现,尤其是个体采矿业比较发达、而法律制度不健全且执行不力的地区更容易发生。
据不完全统计,在全国20个省区内,共发生采空塌陷180处以上,塌坑超过1595个,塌陷面积大于1150km 。
4、危害
据2007年对全国1173个大中型矿山企业调查,地面塌陷破坏土地面积达84200多公顷,煤矿区最为突出。
华北、华东地区煤矿采空塌陷,每年平均为10.5万亩。
经有关部门测算,全国平均每采万吨煤就塌地3亩,高者可达3.85亩,据此估算全国每年因采煤塌地70平方千米。
而据吉林省统计,采万吨煤平均塌地已达15.1亩,安徽省淮北煤田每天采5万吨煤塌地约20亩,一年塌地近万亩,因而估计全国每年的实际塌地要比70平方千米还多。
黑龙江鹤岗煤矿开采70多年中,已塌陷41.97km2,塌陷区需搬迁的房屋总建筑面积139.7万m2,仅搬迁费就需4.9亿元,且不断有人员伤亡事故发生。
山东省每年因采煤塌陷造成的直接经济损失约5000万元,采煤业不算发达的江苏省每年也造成了不起260万元的损失。
经估算采空塌陷每年造成的直接经济损失约为3.17亿元。
另外在采矿过程中,还因陷落及冒落也造成很重的损失。
·黄土湿陷
1、现象成因
可分为自然和人为诱发的,同时人为诱发的湿陷有逐渐增多的趋势。
造成黄土湿陷原因主要有三种:
①黄土的力学性质从内部改变了黄土在浸水及外部荷载因素下,使剪应力超过抗剪强度,从而发生湿陷。
②黄土内部受浸水湿化作用下,使土壤自身摩擦力降低,外部扰动作用诱发湿陷。
③黄土内部结构发生崩解,使黄土颗粒间胶结强度弱化,颗粒间相对迁移,并伴随小颗粒进入大间隙。
同时由于颗粒间胶结被水溶解,在外部扰动作用下强度已不堪平衡,造成土质结构损坏。
2、主要特征
湿性黄土在干燥状态下可以承受一定荷重而变形不大。
当浸水后,土粒间水膜增厚,水溶盐被溶解,土粒联结力显著减弱,从而引起土体结构破坏并产生湿陷。
由于湿陷往往是突然发生的,所以常使建筑物突然发生沉陷,甚至导致建筑物破坏。
3、分布地域
主要见于河北、青海、陕西、甘肃、宁夏、河南、山西、黑龙江等8个黄土分布省区,塌陷面积仅河南省就达4.53km 。
4、危害
在湿陷性黄土中,自重湿陷性黄土危害最大。
如兰州钢厂第一炼钢车间,因生产用水管理不当,造成自重湿陷,建筑物相对沉降达0.74m,导致建筑物报废;再如郑州市,1992年5月3日就因暴雨塌陷4处约400m,直接经济损失达因湿陷造成的直接经济损失约为250万元。
··塌陷事件
2008年3月25日凌晨,四川省江安县红桥镇五阁村发生了局部地面塌陷,形成大小不等的3个巨型“天坑”,呈直线展开,长约400米。
此后,类似事件不断出现,至2008年7月2日,红桥镇的地陷坑已经增加到16个。
2008年11月15日15时许,杭州风情大道地铁施工工地突然发生大面积地面塌陷,正在路面行驶的多辆汽车陷入深坑,多名施工人员被困地下。
结果,事故造成了风情大道路面坍塌75米,下陷15米,死亡17人,失踪4人,受伤24人。
2009年4月5日上午7时许,位于成都市一环路西三段路口一段近30米的河堤突然塌陷,深达1米。
由于附近酒店的停车场就设在河堤上,5辆停在河堤上的汽车当场被“吞没”,所幸未造成人员伤亡。
2012年2月28日下午4时30分许,上海九亭涞寅路1881号七欣科工业园区内一在建工地在挖地基时突然塌陷,致使地下的备用天然气管道发生泄漏。
事故没有造成人员伤亡。
2012年5月10日,位于广西柳州市市郊的帽合村发生严重地质灾害,受灾面积约100亩,村内2000余名居民紧急疏散。
灾害已致多栋房屋倒塌,地面出现拳头宽的裂缝,池塘水和井水消失。
灾害原因初步认为是岩溶塌陷。
2012年6月1日,广西省南宁市坛洛镇坛洛村多处发生地陷。
2012年6月7日,坛洛村再次出现新的地陷险情,已发现5处新塌陷点,其中包括一个约300平方米的塌陷坑。
2012年7月5日凌晨,长沙市紧靠湘江大堤的湘江路中段突然发生塌陷,一台从此路过的轿车被巨坑吞没,致1人死亡。
塌陷坑坑口面积约有30平米。
2012年7月5日夜,郑州市棉纺路与秦岭路交叉口东侧约30米的快车道上,又一次塌陷,出现了一个深坑。
近两年来,此处经常塌陷,不足200米的路段,已塌陷过十余次,其中最大的一次塌坑面积超过了30平方米。