环境地质学分论--地面沉降
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一、当前出现的主要环境地质问题
⒈地面沉降
我国地面沉降最早发现于沿海工业城市,首先是上海,其次是天津,后来又陆续报导浙江省的嘉兴、宁波、杭州等地也发生地面沉降。究其原因是由于松散介质中过量开采地下水,使孔隙水压力降低,导致土层固结。另外,由于基础处理不当,引起地面均匀沉降或大幅度沉降的事例也不少见。杭州武林门附近一幢4层楼房由于楼房一角有暗河,为淤泥及人工土地基,部分桩基础的软弱持力层明显压缩,致使建成不久就开裂。
⒉地表塌陷
主要发生在石灰岩喀斯特溶洞区,由于过量开采浅埋溶洞水或排水疏干溶洞水所致。杭州玉泉前山某疗养院深井,因过量开采地下石灰岩溶洞水,引起地表严重塌陷,使周围6幢大楼严重开裂,并波及到200m远的地方。
⒊滑坡
早在建设新安江水电站时,工程勘察就注意到大坝左岸坝头的千里岗砂岩层面裂隙与顺坡节理和一条逆断层三者相互切割,形成一个不稳定的岩体结构面,加之粘土充填,很可能形成滑坡,施工时证实了这一情况,由于预先采取了有效措施,故未造成损失。温州瓯江沿岸,以及三门健跳码头,舟山部分码头,杭州至长兴铁路等,在工程建设中都遇到过这类问题。
二、工程建设中环境工程地质问题的防治意见
⒈应高度重视对环境工程地质问题的调查研究
重视对工程建设范围内场地的环境工程地质问题的调查研究,特别是一些重要建设项目,如城市基础设施、能源基地、水利工程、交通运输干线、地下铁路等,认真调查了解该地区是否发生过或今后有可能发生地面沉降、地表塌陷、滑坡、崩塌、水土严重流失、砂土震动后引起液化,以及水库蓄水时是否可能引起诱发地震等不良环境工程地质问题,或针对今后可能发生的问题提出预防或治理的意见,供规划和建设部门决策参考。
⒉合理开发地下水,积极开展地下水人工回灌
严格管理地下水的开采,开采量与天然补给量的大致平衡,并对开采地下水源地的补给量进行水量均衡分析,做到计划开采。有条件的单位应积极开展地下水人工回灌,利用人工回灌的方式将低温水灌入含水层,冬灌夏用。由于灌入的低温水与原含水层中的水存在温差而产生热交换,灌入的低温水使含水层变成一个“冷库”。夏季将水从“冷库”中抽出,其经济效益十分显著。杭州第二棉纺厂每年冬季回灌110万m3低温水,夏季抽用,每年可获得冷量335~394亿kJ,仅节能一项可省10万元,而且还防止了地面沉降。在石灰岩溶洞区开采岩溶水,也要严格限制开采量,开采时动水位不得超过覆盖厚度的一半。
32 工程科学 科20蔫宰未1霾 10年第期
论地面沉降的危害性及其防治
孙瞿,许吴东
(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州221008)
摘要地面沉降是一种慢性的具有严重危害性的地质灾害,地下水的长期过量开采导致我国地面沉降灾害不断加剧,给居民的生命财产
安全造成了巨大的威胁。本文系统的分析和论述了地面沉降的分危害表现,提出了较为科学的控沉措施。
关键词地面沉降;危害;控沉措施
中闰分类号TU43 文献标识码A 文章编号1673—9671一(2010)01 1-0032一Ol
地面沉降是在自然或人类工程的影响下,由于地下松散土层固结收 缩压密作用,导致地表发生的下降运动。地面沉降的变形形式以整连
体、连续性为特点,具体表现为向下运动的弯曲、凹洼地、破裂等。当
地面沉降一旦形成一定的规模和可观的破坏,以人类现有的能力和技 术,治理和恢复是极其困难的,地面沉降若任其发展后果将是灾难性
的,它将成为制约社会经济可持续发展的重要灾种。我国地面沉降绝大 多数是地下水超量开采所致,主要分布在我国东部平原地区,尤其以沿
海城市和华北平原等地区最为严重。发生沉降的城市或地区有的孤立存
在,有的密集成群或断续相连,形成大面积的地面沉降区。
1地面沉降灾害的危害
地面沉降给工农业生产,交通运输、城市建设和人民经济、生活造
成的危害,使城市环境明显恶化,对农村农田的影响也较大,具体环境 灾害表现如下:
1)地面沉降造成房屋桥梁开裂、倾斜、倒塌,道路凹凸不平或开 裂,尤其使铁路交通安全受到威胁。苏锡常地区因地面沉降造成1343栋
房屋损坏,不仅造成了3.89亿元的经济损失,房屋建筑开裂还加剧了本
区的地震灾害。天津市塘沽海门大桥两端更是因地面沉降相差135mm,
引发桥错裂。 2)地面沉降使桥梁下沉,河道桥下净空减少,通航能力降低。苏
州平门大桥和上海苏州河上的一些桥梁的通航能力受到影响。
3)地面沉降引起的地裂缝加剧建筑物的破坏程度,同时往往可成 为地面污染源渗入地下水源的通道,造成水质污染,而且常常可成为深
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地面沉降的成因及其防治
作者:吴辉龙 李力
来源:《武汉科技报·科教论坛》2013年第11期
【摘 要】地面沉降是城市主要地质灾害之一,随着城市化的快速推进,地面沉降规模扩大,危害加剧。本文主要介绍地面沉降的成因和防治。
【关键词】地面沉降;抽水
一、地面沉降的基本状况
地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。地面沉降具有成生缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。我国的地面沉降主要出现在上海、天津、江苏、河北等17个省市的东、中部地区,沉降总面积超过7*104km2,最大累计沉降量已达3 m,主要分布于长江三角洲、华北平原、松嫩平原和下辽河平原、汾渭河谷平原和一些山间盆地。其中,华北平原和长江三角洲是两个集中连片发展的地区,地面沉降十分严重。
二、地面沉降的形成原因
造成地面沉降的原因很多,天然因素有新构造活动的构造沉降,近期沉积的欠固结土层的压密;人为因素有过量开采地下水,以及油气的开采,工程建筑引起的土体变形等。我国和世界上的主要地面沉降区都是由过量开采地下水造成的。此外,部分地区的地面沉降还和油田开采(大庆)、地热利用(西藏羊八井)、城市高层建筑(上海)、地壳构造活动(西安)、欠固结土的自然压密(天津)等有关。因此,我国的地面沉降主要有两种类型(薛禹群等,2003):1.主要由过量开采地下水引起的,长江三角洲的地面沉降就属于这种类型;2.在新构造活动构造沉降的基础上,由开采地下水、油气、地下热水形成的地面沉降,天津就属于这种类型。一些地面沉降严重地区随着采用限制地下水开采,甚至禁采地下水、人工回灌等措施后,水位逐步恢复,沉降速率减缓,但至今沉降范围仍在扩展。至于至今仍然没有采取任何措施的地区则地面沉降随着地下水开采量的加大而逐步加剧。采用限制开采措施后,随着水位下降速度的减缓,沉降速率会相应趋缓,如果进行人工回灌的话,有可能在一段时期内出现地面回弹,如上海在1966~1971年,中心城区曾平均累计回弹18. 1 mm。
地面沉降的监测技术及治理措施
摘要:地面沉降是城市中常见的地质灾害,在人类建设活动及自然环境的共同作用下,地壳表层土体出现了不同程度的沉降现象,导致不同地区地面的高度有所下降,形成了难以逆转的地质问题。通常情况下,地面沉降的共有表现为持续时间较长,发展比较缓慢,区域影响较大,产生的原因复杂和治理问题多等,沉降的长期存在对城市建设、交通运输、资源调度、经济发展和居住环境造成了巨大的威胁。本文主要分析地面沉降的监测技术及治理措施。
关键词:地面沉降;监测技术;沉降预测;治理措施
引言
目前,很多学者开展了一系列的地面沉降分析工作,地面沉降的治理工作也有了一定成效,但未能有效控制其继续恶化的趋势,面对如此严峻的沉降问题,日后的研究工作开展仍十分困难。随着地面沉降问题的日益严重,为防止地面沉降导致巨额损失,有必要对此展开深入研究。
1、地面沉降监测技术分析
因地面沉降监测范围有所差异,监测技术包括大范围监测技术和小范围监测技术。大范围监测技术通常包括全球定位系统(GPS)、合成孔径干涉雷达(InSAR)、分布式光纤传感技术以及水准测量等。GPS监测技术是利用人造卫星对一个指定的测量地点进行三边测量定位,根据测量定位获得的地面高程数据实现地面沉降监测。InSAR监测技术是沉降监测的先进技术,通过对固定点测得干涉图像和波形信号,模拟出测量点的三维模型特征,然后比较SAR图像的相位差获得干涉条纹,进而得出测量点高程数据的变化,达到沉降监测目的。多年以来,分布式光纤传感技术已成为国际区域光纤通信成果中新型的研究方法,通过使用先进的光时域反射仪(OTDR),把光纤当作传感元件,发挥其在传输过程中的介质特性,研究光纤在各个区域的温度和应变分布规律,完善沉降监测方法。小范围监测技术包括常见的水准测量、基岩标及分层标等方法。其中,水准测量也被称作几何水准测量,该方法是通过水准尺和水准仪2种仪器来测量地面上不同点之间的高差关系,保证在某个区域内沉降监测能得到满足要求的监测精度。分层标和基岩标监测技术则将基岩面作为水准点,采用埋设分层标和基岩标的方式得到各土层压缩(膨胀)量等数据,经分析求解各个土层的变形量和地面沉降量。