地面塌陷原因

首页 > 安全知识百科 > 自然灾害 > 内容

地面塌陷原因相关知识

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70km 。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70km 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。

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。

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。

抽取地下水造成地面塌陷的主要原因是:过度开采地下水会造成地下水位下降严重,使得水位下降造成的空隙很难在短期时间里得到恢复,进而使得上覆地层的重量只能作用在含水介质所构成的骨架上。由于地下水的开采造成原来一个稳定的受力平衡得到破坏,为了得到新的平衡地面就产生了相应的能量输出,即地面下沉或者出现地面塌陷。

水库塌陷在悬托型河谷中极易产生,如云南以礼河水槽子水库,库区第四纪复盖层厚达 30 余米,上部 5~2 米为粘土,下为砂砾石粘土层,基岩为灰岩,白云质灰岩,岩溶较发育,有地下管道,地下水埋藏很深,达 103 米,水库建成后,自1958~1965年每年塌陷数十个,累计达117个,形成长400米、宽100米的塌陷区,库水漏失。

后经处理,塌坑开挖至基岩,先填大石块,再填小石块,其上铺盖1~2米的水泥板,再回填粘土,效果良好。此外,在峰丛、丘丛洼地中的水库,其下往往有暗河管道发育,也易塌陷,如江西德兴万村挂袍山水库塌陷。这类水库地下水位埋深很大,但季节变化带常达到地表,在这种情况下,其处理一定要采取通气减压措施,作为地下管道的调压井才能收效。贵州普定火石坡水库的一个塌陷,多次处理,多次复活,甚至用钢筋混凝土盖板也未收效。

造成城市地面塌陷的原因很多,大体可以分为自然作用、人为作用、人为诱发自然作用等3种原因。自然作用主要与地质条件有关系;人为作用主要是施工中,地基处理没有做好,造成浅表和局部的塌陷;人为诱发自然作用主要指人类工程破坏了岩土的自然平衡,出现塌陷。

城市地面塌陷一般可以分为采矿地面塌陷和工程地面塌陷两种,孕灾环境复杂,致灾的因素多样。采矿地面塌陷主要致灾因素包括开采深度、矿体倾角、降雨、大量疏排水等。工程地面塌陷主要致灾因素包括管线的渗漏与侵蚀、施工方法不当、人工振动等。当地下管线发生损坏,就会成为地面和其他建筑物塌陷的隐患。地下供排水管线漏水后,会在地下形成一个大的水囊,常增加塌陷的危险。随着城市地下空间的开发,由于工程活动引发的地面塌陷也会越来越频繁,成为新的城市地质灾害。

当城市发生地面塌陷时应该如何修复呢?道路塌陷常采用泡沫混凝土灌浆法进行修补。 在使用泡沫混凝土用于溶洞、采空区处理前,要评估岩溶地貌或采空区的发育特征,分析泡沫混凝土回填的可行性,并要求对泡沫混凝土回填的地基进行承载力测试,以确保设计路堤的稳定性与使用安全。

1) 对于路基范围之内的溶洞,还需进一步判明溶洞的发育阶段。对于已停止发育,当溶洞、采空区位于路基两侧时,应通过判定岩溶、采空区对路基的影响,评价其影响范围,溶洞、空洞坍塌扩散的影响范围之内的路堤填筑宜采用泡沫混凝土填筑。

2) 泡沫混凝土用于溶洞、采空区时,应进行承载力验算。

3) 泡沫混凝土用于采空区、溶洞等填筑时,宜确保充填密实,不宜裸露。对大型的地面坑陷、隧道围岩大型的塌陷或坑陷填充,应验算地基承载力或隧道二衬结构的承载力。

1.在空洞体范围内,人工成孔或机械成孔揭露出地下空洞,自孔中向空洞体内灌填具有适当塌落度的泡沫混凝土或轻质材料,一方面通过其重量压实底部松散塌落土,另一方面充填满地下空洞。

2.公路采空区应根据采空区的形成时间、埋深、采空厚度、采矿方法、顶板岩性及其力学性质、水文地质、工程地质条件等选择治理方案。治理方案主要有开挖回填、充填、注浆、板跨、减轻堆载等措施。

3. 岩溶路段,应结合工程条件分析判别岩溶对路基工程的危害程度,选择合适的治理方法。岩溶区域地表水宜采用渗沟、排水沟将水截留至路基外。路堤下方发育干溶洞,且体积不大,埋深较浅时,宜采用泡沫混凝土充填密实。当洞体庞大或深度较深时,宜在稳定评价基础上,采用钢筋混凝土板块跨越,同时上部宜采用泡沫混凝土填筑;对于有顶板但顶板强度不足的干溶洞,可适当加固顶板,提高强度后,上部采用轻质泡沫混凝土路堤。

相关词条

推荐分类

相关阅读