岩溶地面塌陷
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岩溶的防治措施
岩溶的防治措施主要包括以下三个方面:
控水措施:
地表水防水措施:清理疏通河道,加速泄流,减少渗漏;对漏水的河、库、塘铺底防漏或人工改道;严重漏水的洞穴用粘土、水泥灌注填实。
地下水控水措施:根据水资源条件,规划地下水开采层位、开采强度、开采时间,合理开采地下水,加强动态监测。
工程加固措施:
清除填堵法:用于相对较浅的塌坑、土洞。
跨越法:用于较深大的塌坑、土洞。
强夯法:用于消除土体厚度小,地形平坦的土洞。
钻孔充气法:设置通风调压装置,破坏岩溶封闭条件,减小冲爆塌陷发生的机会。
灌注填充法:用于埋深较深的溶洞。
深基础法:用于深度较大,不易跨越的土洞,常用桩基工程。
非工程性的防治措施:开展岩溶地面塌陷的风险评价。
综上所述,这些是岩溶地面塌陷的主要防治措施。
由于具体的岩溶环境存在一定的复杂性,需要根据实际情况选择适当的措施来有效地减少和控制岩溶灾害的发生。
岩溶塌陷类型及特征一、岩溶塌陷的类型划分我国岩溶塌陷类型繁多(二)各种成因类型的发育特征我国岩溶塌陷主要发育于华南的连片岩溶区。
(一)自然塌陷在天然作用下产生的塌陷,约占总数的33%(不包括陷落柱),是各类塌陷中最多的一种。
古塌陷:形成于第四纪以前,如“陷落柱”;老塌陷:形成于第四纪期间,具残留形态,往往为后期堆积物充填或掩盖;新塌陷:新近时期产生,或形成时期不明,但形态保持较好。
它们多发育于地下水变化迅猛的岩溶山地的洼地、槽谷中,塌陷范围小。
强度弱,往往呈单个坑零星分布,塌陷规模随结构不同而差异很大。
按其成因,又可分为:1.暴雨引起的塌陷:暴雨可导致土体迅速充水和地表水的强烈渗透,并在一定条件下引起岩溶地下水位的急剧上升而产生正压冲爆作用,易于产生塌陷。
2.洪水引起的塌陷:在近岸地带第四系冲积层中潜水位和岩溶地下水位均随洪水位而波动,由于两者渗透性的差异,在波动过程中不但可产生有利于渗透潜蚀作用的附加水头,而且还产生正负压力的作用,这些作用都可导致塌陷的产生。
3.重力引起的塌陷:在岩溶发育过程中,地下洞穴,管道在崩塌作用下不断扩展,最后导致顶板盖层在重力作用卞失稳陷落的现象。
在岩溶山区并不罕见。
岩溶漏斗、地下河天窗岩溶障谷、天生桥等地岩溶形态有许多就是塌陷的遗迹,这些基、岩塌陷规模一般较大,形成之后一般不再复活。
4.地震引起的塌陷:在构造地震作用下,在覆盖层比较薄弱的地段也可产生一系列的塌陷,如1853年2月在湖南新宁,5级地震的历史记载c“有声如雷,陷成七潭,大小不一,皆有水涌出”。
此外,近几十年来地震塌陷也常有,如:1976年唐山地震引起数十处塌陷等。
(二)人类活动诱发的塌陷(简称人为塌陷)是由于人类的工程;经济活动,改变了岩溶洞穴及其上覆盖层的稳定平衡状态而引起的塌陷,约占总数的60%,可见人为作用已成为现代塌陷的重要动力。
人为塌陷按成因又可分为坑道排水或突水、抽汲岩溶地下水、水库蓄引水、震动加载及表水、污水下渗引起等类型塌陷+前三者共古人为塌陷的92%.1.坑道排水或突水引起的塌陷是指由于矿坑、隧道、人防及其它地下工程排水或突水引起的塌陷,其中以矿坑排、突水塌陷为主,占人为塌陷的17%.岩溶地区由于矿产资源的开发,矿坑排水或突水引起的塌陷较为频繁。
地面塌陷的成因
地面塌陷的成因
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。
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。
(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。
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塌陷、火山熔岩塌陷和冻土塌陷等许多类型。
岩溶塌陷包含自然因素和人为因素
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%。
今天。
岩溶地面塌陷地质灾害成因及防治措施研究本文结合紫金县某村庄发生地面沉降及地面塌陷的实际情况,探析岩溶地面塌陷的原因,并在深入分析原因的基础上提出了相关的防治措施。
标签:岩溶地面塌陷防治措施1工程概况2013年5月7日,某村庄发生地面沉降局部地面塌陷,对房屋墙体产生不同程度的破坏,居民房屋地面、墙面产生不同程度的裂缝,地面产生不同程度下陷。
2010年5月,在地面沉降点附近,发生两处地面塌陷,塌陷坑长约5m,宽约5m,深约5m。
2012年4月,又发生两处地面塌陷,一处塌陷坑长4.5m,宽3.6m,深5.1m,另一处塌陷坑长4m,宽3.6m,深4m。
2012 年10 月,发生地面塌陷,塌陷坑长16m,宽10m,深30m。
2地面塌陷发生的环境地面塌陷区属第四系覆盖型石灰岩地带,地势较开阔、平坦。
地面塌陷及沉降发生地段,为养殖螺旋藻及养鳗厂附近。
地面塌陷区域及周边出露地层为:(1)第四系联圩组(Qhl):岩性为粉质黏土、砂砾石层。
厚度变化较大,粉质黏土厚度2.4~3.0m,砂砾石层厚度在6.0~30.0m 之间。
(2)石炭系上统壶天群(C2h):属石炭系上统壶天群,岩性主要为灰岩、细晶灰岩,底部为白云岩、白云质灰岩。
灰岩溶洞与溶蚀裂隙发育,利于地下水渗入,储存与运移。
上覆第四系松散层。
3地面塌陷区域地下水开采现状地下水开采主要有居民生活饮用水、养鳗场、螺旋藻养殖基地用水等。
(1)居民生活饮用水:塌陷区附近居民约有5770 人,按每人用水量0.15m3/d3,则居民生活饮用水用水量为866m3/d。
(2)养鳗场用水:采用四口机井开采地下水,从2010年8 月至今2014年6月,开采量为1336 m3 /d,之前开采量为现在的三倍,计4008m3/d。
(3)螺旋藻养殖基地:有五口机井开采岩溶地下水,地下水开采量平时为943m3 /d,每月最大开采量1716m3/d。
地下水开采总量为866+4008+943=6760m3/d。
岩溶塌陷的类型及特征一、岩溶塌陷的类型划分我国岩溶塌陷类型繁多(二)各种成因类型的发育特征我国岩溶塌陷主要发育于华南的连片岩溶区。
(一)自然塌陷在天然作用下产生的塌陷,约占总数的 33%(不包括陷落柱),是各类塌陷中最多的一种。
古塌陷:形成于第四纪以前,如“陷落柱”;老塌陷:形成于第四纪期间,具残留形态,往往为后期堆积物充填或掩盖;新塌陷:新近时期产生,或形成时期不明,但形态保持较好。
它们多发育于地下水变化迅猛的岩溶山地的洼地、槽谷中,塌陷范围小。
强度弱,往往呈单个坑零星分布,塌陷规模随结构不同而差异很大。
按其成因,又可分为:1.暴雨引起的塌陷:暴雨可导致土体迅速充水和地表水的强烈渗透,并在一定条件下引起岩溶地下水位的急剧上升而产生正压冲爆作用,易于产生塌陷。
2.洪水引起的塌陷:在近岸地带第四系冲积层中潜水位和岩溶地下水位均随洪水位而波动,由于两者渗透性的差异,在波动过程中不但可产生有利于渗透潜蚀作用的附加水头,而且还产生正负压力的作用,这些作用都可导致塌陷的产生。
3.重力引起的塌陷:在岩溶发育过程中,地下洞穴,管道在崩塌作用下不断扩展,最后导致顶板盖层在重力作用卞失稳陷落的现象。
在岩溶山区并不罕见。
岩溶漏斗、地下河天窗岩溶障谷、天生桥等地岩溶形态有许多就是塌陷的遗迹,这些基、岩塌陷规模一般较大,形成之后一般不再复活。
4.地震引起的塌陷:在构造地震作用下,在覆盖层比较薄弱的地段也可产生一系列的塌陷,如 1853 年 2 月在湖南新宁, 5 级地震的历史记载 c“有声如雷,陷成七潭,大小不一,皆有水涌出”。
此外,近几十年来地震塌陷也常有,如: 1976 年唐山地震引起数十处塌陷等。
(二)人类活动诱发的塌陷(简称人为塌陷)是由于人类的工程;经济活动,改变了岩溶洞穴及其上覆盖层的稳定平衡状态而引起的塌陷,约占总数的60%,可见人为作用已成为现代塌陷的重要动力。
人为塌陷按成因又可分为坑道排水或突水、抽汲岩溶地下水、水库蓄引水、震动加载及表水、污水下渗引起等类型塌陷 +前三者共古人为塌陷的92%.1.坑道排水或突水引起的塌陷是指由于矿坑、隧道、人防及其它地下工程排水或突水引起的塌陷,其中以矿坑排、突水塌陷为主,占人为塌陷的17%.岩溶地区由于矿产资源的开发,矿坑排水或突水引起的塌陷较为频繁。
城市地面塌陷的危害有哪些最近几年,我国许多城市接连发生多起路面塌陷事件。
那么城市地面塌陷的危害有哪些?我国已有许多城市发生了岩溶地面塌陷灾害。
塌陷使大量的建筑物变形、倒塌,道路坍陷,水井干枯或报废,风景点破坏等,给城市的生产建设和人民生活造成了很大损失。
据不完全统计,我国岩溶地面塌陷灾害较为严重的城市: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,并以贵州水城的地面塌陷最为典型和强烈。
水城(属六盘水市)因水钢水源地中16口水井大量的抽采地下水,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,423亩农田毁坏,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。
另外,云南昆明市中心的翠湖塌陷,使历史悠久的风景点——翠湖湖水干枯,亭台倒塌,桥梁破坏,名泉九龙池变成了落水洞,花枝凋谢,湖无翠意。
怎么预防地面塌陷?在岩溶区进行工程建设,应采取如下对策预防岩溶塌陷:1、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;2、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;3、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;4、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。
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岩溶塌陷的形成条件与动力因素一、岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷发育的基本条件是:岩溶洞隙的存在,一定厚度的松散盖层和水动力条件易于改变的岩溶地下水。
一()岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的基础。
岩溶国际通用术语,译名喀斯特是指水对可溶性岩石在我国以碳酸盐岩为主,局部尚有硫酸盐岩、卤化物岩等,这里主要对前者进行论述)进行以化学溶蚀作用与特征(并包括水的机械侵蚀和崩塌使用以及物质的携出、转移和再沉积)的综合地质作用,以及由此而产生的现象统称。
岩溶作用的结果在可溶岩表面及其内部形成各种岩溶现象,在地表的如洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等;在地下的则为各种形态的溶洞、溶隙、管道等。
由于岩溶作用受着地下水水流系统的控制,因而各种岩溶现象也往往组成一定的系统,称为岩溶系统,受各种因素的影响,岩溶的发育有强弱之分,一般可溶岩岩性较纯,连续厚度较大,出露分布较广,断层较发育、岩层较破碎的,岩溶较易发育;可溶岩岩性不纯,含泥质及其它不溶杂质成分较多,连续厚度不大或多类有非可溶性夹层,出露分布较局限,断层不发育、岩层较完整的、岩溶发育较弱。
其分级标志参见下表。
岩溶发育愈强烈,岩溶洞隙数量愈多,其规模也愈大,愈有利于岩溶塌陷的形成。
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水排浊基准面的控制,多发育于浅部,向深部逐渐减弱。
浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁,交替强烈,一般连通性较好,成为塌陷物质的储集空间和运移通道。
岩溶洞隙的开口程度是影响岩溶塌陷形成的重要因素,岩溶地下水的活动,塌陷物质的运移都是通过洞隙开口处进行的,因此,塌陷坑与开口洞隙存在着密切的垂向对应关系。
实践表明,洞隙规模愈大,塌陷也愈大;洞隙开口愈大,塌陷速度愈快。
洞隙的平面展布形态对塌陷平面形态有着决定性影响,裂隙状洞隙往往形成长条状塌陷坑,沿地下河管道往往产生链状或串珠状分布的塌陷坑群。
(二)一定厚度的松散盖层目前已知塌陷中土层塌陷占9.67%,可见土层是塌陷的主要组成部分。
介绍岩溶地貌岩溶地貌是由溶蚀作用形成的地貌类型,主要分布在石灰岩、大理石、石膏等溶解性岩石地区。
以下是对岩溶地貌的详细介绍:1. 定义:岩溶地貌是指由于水在溶解性岩石中的溶蚀作用、化学作用和物理作用等形成的地表地貌。
在岩溶地貌中,水通过溶解岩石表面的溶解孔洞和裂隙,进而形成独特的地貌景观。
2. 特征:岩溶地貌具有以下几个典型特征:- 溶蚀地貌:石灰岩等溶解性岩石在水的作用下溶解,形成溶洞、溶壑、溶谷等地貌。
这些地貌特征通常呈现出丰富多样的形态,如钟乳石、石笋等。
- 塌陷地貌:溶洞或溶壑的天花板或地面因为溶蚀而发生崩塌,形成塌陷洞、塌陷丘等地貌。
- 地下河谷:地下溶洞中的水流形成地下河谷,有时会形成地下河流。
- 岩溶塌陷:溶蚀作用导致地下空洞的形成,进而引发地表地面塌陷。
3. 主要地貌类型:- 溶洞:由于水在岩石中的溶蚀作用形成的洞穴。
溶洞内部通常有钟乳石、石笋、石柱等溶蚀物形成的景观。
- 喀斯特地貌:是岩溶地貌中最典型的类型,具有典型的喀斯特地貌形态,如石峰、石林、溶洞群、地下河等。
- 溶谷:由于水在岩石中的溶蚀作用形成的地表溶蚀沟谷。
- 塌陷地貌:由于溶洞或溶壑地表或地下部分的崩塌而形成的地表塌陷地貌。
- 岩溶小丘:由于溶蚀作用形成的圆顶状小丘,通常由石灰岩等溶解性岩石组成。
4. 分布:岩溶地貌主要分布在世界各地,特别是在石灰岩地区较为常见。
中国的喀斯特地貌发育非常广泛,如贵州黔南地区的黔南喀斯特地貌、广西的桂林喀斯特地貌等。
岩溶地貌以其独特的地貌景观和丰富的地下水资源吸引了许多游客和地质学家的关注。
同时,岩溶地貌也是重要的水源补给区域,对地下水的储存和保护起着重要的作用。
岩溶塌陷的勘查(一)勘查工作内容的一般要求(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史进程及其危害性。
(2) 肯定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式,研究其散布规律。
(3) 肯定岩溶塌陷发育的动力因素,研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。
(4) 肯定岩镕塌陷的机制及其临界条件。
(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统,评价其稳定性。
(6) 肯定岩溶榻陷的预兆现象与监测预报方式,研究预警办法。
(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和办法。
(二)勘查区岩溶环境调查研究目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的散布规律,以保证勘查工作的质量。
调查研究方式主如果综合分析研究已有助各类资料,必要时进行补充的线路调查。
调查研究范围以达到上述目的为原则,一般应包括一个完整的水文地质单元。
调查研究的主要内:1. 地形地貌调查研究山川形态与走势,地形切割起伏特征,地表水文网的配置格局,夷平面和阶地的发育特征和散布高程,地貌成因类型与形态特征,各地貌单元的散布,组成物质与形成时期等。
着重调查岩溶地貌形态的成因类型和形态组合类型及其散布。
2. 气象与水文(1) 气象要素中着重调查降水特征,包括连年长周期丰、贫水年转变特征,连年平均降水量,年降水量散布特征,单次最大降水量及持续时间,最大降水强度(以小时计)等。
(2) 水文要素包括地表汇流面积,径流特征,河、湖及其它地表水体(包括季节性淹没的洼地)的流量和水位动态,包括最高洪水位和最低估水位及出现日期和持续时间,汛期洪水频率及变幅等。
3.地层调查研究组成地质环境的地层层序及时期、成因类型、岩性岩相特征与接触关系及其工程地质特征。
其中,偏重对碳酸盐岩及其它可溶岩和第四系松散沉积物的调查研究,(1) 对碳酸盐岩及其它可溶岩,调杏研究其岩石成份和结构构造,非可溶岩夹层的岩性、厚度与散布,划分岩溶层组类型。
(2) 对第四系松散沉积物,调查研究其岩性结构、沉累年代和成因类型及其厚度与散布。
地面塌陷防治基础常识一、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)的一种动力地质现象。
二、岩溶塌陷的形态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,主要与下伏岩洞隙的开口形态及其上复岩、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。
三、岩溶塌陷发生的前兆特征岩溶塌陷很长一段变形过程发展于地面以下,一旦地面以上出现前兆,离塌陷时间已近而短促,往往因未及时引起警惕而造成重大损失。
然而作为塌陷的序幕,只要认真仔细观察是可以发现并作出预警预报的,对减轻灾害损失具有重要意义。
主要的前兆有:1、井、泉的异常变化:如井、泉水位的骤然升、降,水色突然浑浊和翻砂、冒气。
这些现象反映岩溶地下水动力条件突然发生急剧改变,从而为塌陷作用的发展提供了动力。
这些变化的产生或与附近地表水体河、湖、坑矿)突然间发生集中渗漏有关,或者与地下水通道因土洞扩展坍塌造成的堵塞或冲决有关。
无论如何它们都将促进土洞的快速扩展,预示着存在塌陷的险情,作为塌陷的前兆有着重要的意义。
2、地面变形:如地面出现环状裂缝并不断扩展,产生局部的地鼓或下沉现象。
它们一般是土洞扩展达到一定规模后其顶板已接近极限平衡状态的现象,这时地面已处于临近塌陷的危险状态。
四、岩溶塌陷的简易监测1、监测的目的通过简易监测,一方面是要抓住岩溶塌陷的前兆现象;另一方面是取得这些前兆现象变化过程的资料,以便于分析判断其发展趋势,为及时采取应急措施提供依据。
2、监测点的选择一般是选择有异常变化现象的点如井、泉水位,地面和建筑物的裂缝等。
进行监测,对于地面和建筑物的变化,应在变形的不同部位布点,形成监测点网,以全面掌握其变形的系统情况。
3、监测方法和工具监测方法和工具可根据具体条件确定,可因陋就简,以能取得观测数据资料为原则。
地面塌陷知识点总结一、地面塌陷的定义地面塌陷是指地下空洞、地下水位下降或者土壤压缩导致地面亦随之下降,最终形成一个或多个坑洞或塌陷的地区。
地面塌陷是地面沉降的一种极端形式,通常是由于地下溶洞或者地下开采活动导致地面下陷。
地面塌陷对周围环境和人们的生活可能产生不良影响,因此,对于地面塌陷的原因和预防措施需要引起重视。
二、地面塌陷的原因1. 地下水的开采:地下水的过量开采会导致地下水位下降,从而加速地下岩石和土壤的溶解和沉积,最终导致地面下沉或塌陷。
因此,要避免地下水的过量开采是预防地面塌陷的重要措施之一。
2. 地下溶洞:地下溶洞指在岩溶地质中形成的大洞穴,由于地下水在岩石中溶解而形成。
地下溶洞的存在可能导致地面塌陷,因此,在地下洞穴的附近应该禁止建造建筑物,以减少地面塌陷的风险。
3. 地质构造:地质构造是导致地面塌陷的重要原因之一。
当地下岩石和土壤的构造发生变化时,可能导致地面下沉或塌陷。
例如,在地震发生后,地质构造的变化可能会导致地面塌陷,因此,应该加强地震监测和预警工作,及时采取应对措施。
4. 地下矿产开采:地下矿产开采可能导致地下空洞和坍塌,最终导致地面塌陷。
因此,在进行地下矿产开采时,应该采取必要的支护措施,以减少地面塌陷的风险。
5. 地下管道:地下管道的施工和维修可能损坏地下地质结构,导致地面塌陷。
因此,在进行地下管道的设计、施工和维修时,应该加强对地下地质结构的调查和监测,以避免地面塌陷的发生。
三、地面塌陷的分类根据地面塌陷的形成原因和特点,可以将地面塌陷分为自然地面塌陷和人为地面塌陷。
自然地面塌陷一般由地下水位下降、地下溶洞、地质构造等自然因素导致,人为地面塌陷一般由于地下矿产开采、地下管道施工等人为活动导致。
四、地面塌陷的预防和处理措施1. 加强地下水监测和管理:加强地下水的监测和管理工作,合理利用地下水资源,避免地下水的过量开采,减少地下水位下降的风险。
2. 强化地下空洞的处理:当地面出现地下空洞时,应该及时采取支护措施,填充地下空洞,以减少地面塌陷的风险。