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:
岩溶塌陷
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。
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。
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、地面裂縫和地面沉降等地質災害,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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