地面塌陷

地面塌陷

地面塌陷是指地表岩、土體在自然或人為因素作用下,向下陷落,並在地面形成塌陷坑(洞)的一種地質現象。當這種現象發生在有人類活動的地區時,便可能成為一種地質災害

地面塌陷或沉陷(land collapse) 是地面垂直變形破壞的另一種形式在自然條件下產生的。岩溶地面塌陷是指覆蓋在溶蝕洞穴發育的可溶性岩層之上的鬆散土石體在外動力因素作用下向洞穴運移而導致的地面變形破壞,其表現形式以場陷為主,井多呈圓錐形塌陷坑。是地面塌陷或沉陷的一種。岩溶塌陷一般規模較小,發展速度緩慢,不致給人類生活帶來突然的影響。

基本介紹

  • 中文名:地面塌陷
  • 外文名:surface collapse
  • 地質現象:地面形成塌陷坑(洞)
  • 產生因素:自然或人為因素
  • 類型:岩溶塌陷,非岩溶性塌陷
  • 形態特徵:圓形、橢園形、長條形及不規則形
類型,形態特徵,發生規模,預防措施,相關介紹,歷史記錄,

類型

由於其發育的地質條件和作用因素的不同,地面塌陷可分為以下幾種類型:
由於可溶岩(以碳酸岩為主,其次有石膏、岩鹽等)中存在的岩溶洞隙而產生的。在可溶岩上有鬆散土層覆蓋的覆蓋岩溶區,塌陷主要產生在土層中,稱為“土層塌陷”,其發育數量最多、分布最廣;當組成洞隙頂板的各類岩石較破碎時,也可發生頂板陷落的“基岩塌陷”。我國岩溶塌陷分布廣泛,除天津、上海、甘肅、寧夏、以外的26個省(區)中都有發生,其中以廣西、湖南、貴州、湖北、江西、廣東、雲南、四川、河北、遼寧等省(區)最為發育。據統計,全國岩溶塌陷總數達2841處,塌陷坑33192個,塌陷面積約332平方公里,造成年經濟損失達1.2億元以上。
非岩溶性塌陷
由於非岩溶洞穴產生的塌陷,如采空塌陷,黃土地區黃土陷穴引起的塌陷,玄武岩地區其通道頂板產生的塌陷等。後兩者分布較局限。采空塌陷指煤礦及金屬礦山的地下採空區頂板易落塌陷,在我國分布較廣泛,已見於除天津、上海、內蒙、福建、海南、西藏以外的24個省區(包括台灣省),其中黑龍江、山西、安徽、江蘇、山東等省發育較產重,據不完全統計,在全國21個省區內,共發生采空塌陷182處以上,塌坑超過1592個,塌陷面積大於1150平方公里,年經濟損失達3.17億元。
在上述幾類塌陷中,岩溶塌陷分布最廣、數量最多、發生頻率高、誘發因素最多,且具有較強的隱蔽性和突發性特點,嚴重地威脅到人民民眾的生命財產安全,因此在此著重論述。

形態特徵

岩溶塌陷的平面形態具有圓形、橢園形、長條形及不規則形等,主要與下伏岩溶洞隙的開口形狀及其上復岩、土體的性質在乎面上分布的均一性有關。其剖面形態具有壇狀、井狀、漏斗狀、碟狀及不規則狀等,主要與塌層的性質有關,粘性土層塌陷多呈壇狀或井狀,砂土層塌陷多具漏斗狀,鬆散土層塌陷常呈碟狀,基岩塌陷剖面常呈不規則的梯狀。
地面塌陷地面塌陷

發生規模

岩溶塌陷的規模以個體塌陷坑的大小來表征,主要取決於岩溶發育程度,洞隙開口大小及其上覆蓋層厚度等因素。據統計,土層塌陷陷坑直徑一般不超過30m,其中小於5m的占大多數,達63—71%,5—10m的占10~20%,個別大的可達60—80m。塌陷坑可見深度絕大多數小於5m,可占總數的84—97%。基岩塌陷規模一般較大,如四川興文縣小岩灣塌陷,長650m、寬490m、深208m。

預防措施

雖然地面塌陷具有隨機、突發的特點,有些防不勝防,但它的發生是有其內在和外部原因的。我們完全可以針對塌陷的原因,事前採取一些必要的措施,以避免或減少災害的損失。這些預防措施主要應該包括以下幾方面:
1、採取措施減少地表水的下滲
經過對北京西山塌陷區部分塌陷發生年份的統計分析,我們發現50%左右的塌陷發生在雨季。門頭溝區門城鎮老空區發生的數十起塌陷事件,90%以上發生在居民的廚房,另外不足10%則與地下輸水管線跑、冒、滲、漏有關。這足以說明水是塌陷發生不可忽視觸發因素之一。因此,首先,應注意雨季前疏通地表排水溝渠,降雨季節時刻提高警惕,加強防範意識,發現異常情況及時躲避;其次,加強地下輸水管線的管理,發現問題及時解決;第三,做好地表和地下排水系統的防水工作,特別應加強居民廚房下水道的防水。
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2、合理採礦,預留保護煤柱
合理科學的採礦方案,可以防止或減少塌陷的發生,特別是小煤窯不能影響國礦的安全和開採規劃。採礦單位應向地方規劃部門提供採空區位置及有關資料,以便於工程建設單位根據採空區位置進行勘察設計工作。採煤時建築物下預留保護柱,按等級確定保護頻寬度。
3、加強採空區的地質工程勘察工作
地面塌陷的不斷發生,另一方面原因是採空區上的工程勘察工作做的不夠。由於地下空區情況不明,因此只能在塌陷事件突發後再去進行勘察,研究治理辦法。我們應未雨綢繆,加強塌陷區地質工程勘察和資料收集分析工作。對勘察工作確定的重點塌陷危險區,應堅決採取搬遷措施。
4、防治結合,加強工程自身防護能力
在採空區進行工程建設時,應儘可能繞避最危險的地方。對不能繞避的塌陷區、採空區,根據實際情況採取壓力灌漿等工程措施,對已坍塌的地區進行填堵、夯實,條件許可時還可採取直梁、拱梁、伐板等方法跨越塌陷坑。設計時加強建築物的整體剛度和整體性,並加強工程本身的防護能力,如縮短變形縫、防滲漏等措施。

相關介紹

2009年4月22日是第40個“世界地球日”。在這樣一個“愛護地球、保護家園”的日子裡,人們希望能減少日益嚴重的地質災害。中國是世界上地質災害最為嚴重的國家之一,特別是崩塌、滑坡、土石流、地面塌陷、地面裂縫地面沉降地質災害,嚴重威脅著人民生命財產安全和制約著社會經濟的可持續發展。滑坡和土石流是比較少見的地質災害,但是地面塌陷和地裂縫就比較常見。 地面塌陷危害多多,無論是在城市還是在鄉村,地面塌陷都是一種災害,因為它毀壞高速公路和建築,進而可能造成人員傷亡。此外,它也會造成水質污染,因為一旦地面塌陷,地表水則會滲入塌陷處,進入純淨的地下蓄水層,從而造成水源受到污染。

歷史記錄

2009年4月5日上午7時許,位於成都市一環路西三段路口一段近30米的河堤突然塌陷,深達1米。由於附近酒店的停車場就設在河堤上,5輛停在河堤上的汽車當場被“吞沒”,所幸未造成人員傷亡。
2009年3月1日,湖南省長沙縣跳馬鄉(現為長沙市雨花區跳馬鎮)一家村民屋前突然冒出了一個“大水塘”,不遠處的農田也多處出現坍塌缺口,不少村民家的房屋出現了地面、牆面開裂現象。村裡的十幾戶居民整天提心弔膽,害怕自己家的房屋哪天也像這樣跟著往下陷。
2008年11月15日15時許,杭州風情大道捷運施工工地突然發生大面積地面塌陷,正在路面行駛的多輛汽車陷入深坑,多名施工人員被困地下。結果,事故造成了風情大道路面坍塌75米,下陷15米,死亡17人,失蹤4人,受傷24人。
2008年3月25日凌晨,四川省江安縣紅橋鎮五閣村發生了局部地面塌陷,形成大小不等的3個巨型“天坑”,呈直線展開,長約400米。此後,類似事件不斷出現,至2008年7月2日,紅橋鎮的地陷坑已經增加到16個。
2007年2月23日凌晨,中美洲瓜地馬拉首都瓜地馬拉城一個貧民區突然傳出轟隆一聲。就在這震動的一瞬間,貧民區中央驚現一個直徑為70米、深度為100米的污水坑。一對兄妹在這場災難中不幸被淹死,20多間房屋下陷,當局在事發後及時封鎖周邊500米範圍,疏散現場附近的居民近千人。

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