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地面塌陷的分类及事例

地面塌陷的分类及事例
地面塌陷的分类及事例

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%,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%,塌坑占总数的%,而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的%。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。

4、危害

安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约万元,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、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,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。

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