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岩溶塌陷地质灾害及其防治

3520/2197/173.8
8741/9/25.60
589/58/4.7 13808/127/67.12
58/58/ 1560/5/4.26 2131/107/20.2
自然塌陷 3/3/ 52/52/ 2/2/
1/1/ 233/32/
2/2/ 500/500/
16/16/ 19/19/ 32/32/ 7/7/ 58/26
塌陷的周期性:在引发源稳定不变(如排水降深稳定)的情 况下,受气象水文因素的影响。塌陷作用随其周期性变化而作强 弱波动,如一年中的雨季春耕泡田季节,塌陷作用强烈,塌陷数 量多而集中,其它季节塌陷作用减弱,数量减少。在一个轮回中 这种波动随着塌陷发展逐渐向外围扩展,其幅度逐渐减弱以至消 失。在引发源发生变化(如排水降深加大),塌陷作用将再次复活 并向外围扩展,开始一个新的轮回,再次出现新的周期性波动, 但其波动幅度较前一轮回减弱,呈螺旋式发展。
中国岩溶塌陷分布统计表(单位个/处/km²)(1993)
省 市 区
辽宁 河北 青海 江苏 浙江 山东 福建 江西 安徽
广西
广东
湖北 湖南 四川 云南 贵州
总计
230/7/1.2 451/83/20
2/2/ 40/21/ 17/5/ 361/17/ 33/33 1382/82/13.54 295/22/1.86
动的塌陷坑的判断是防灾治灾工作的基础。应特别予以重视。
塌陷坑周边环形裂缝发育较齐全
植物稀疏不发育或发育不均衡,水流入渗迅速,存不住水
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。如果人类工程活动比较合理(不 再剧烈抽水、采矿采煤或开挖),建设小型建筑 问题不大。但建设大型建筑物要特别重视场地区
开裂,地面出现沉降。 (3)建筑物作响、倾斜、开裂。 (4)地面积水引起地面冒气泡、水泡、旋流等。 (5)植物变态、动物惊恐。微微可闻地下土层的垮落声。
建筑物倾斜、开裂。
二、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。 如何判断已有岩溶塌陷是否稳定了呢? 稳定性差的尚在活动的塌陷坑,其特征主要是:
岩溶洞隙的发育一般受岩溶地下水的控制。浅部 岩溶洞隙由于地下水活动频繁,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。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。
2、塌陷形成一般要有松散土层 97%的塌陷,表面有土层;厚度小于10米的表面土层最容易塌陷,
厚10-30米的塌陷比较少。厚度越大,越不容易塌陷。 表面岩石要很破碎,也可产生塌陷。
3/1/
129/3/0. 40
1/1/
1/1/
7/7/
4/4/
4/4/
1993年的资料显示,我省岩溶 塌陷总数为107处,塌陷坑有 2131个,塌陷面积为20.2km2 。 主要分布在水城、六枝、安顺、 遵义、贵阳等地区。
第二节 岩溶塌陷产生的原因和特点
了解岩溶塌陷产生的原因, 是让建设场地避开、预警和防 治岩溶塌陷的基础。
的地带,或受排水影响强烈的降落漏斗中心及 近侧地段;
(8)临近河、湖、塘地表水体的近岸地带; (9)岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
4、工程设计和施工中要注意: (1)消除或减轻人为因素的影响; (2)设置完善的排水系统,避免地表水大量入
(1)塌陷坑形态保存较好,特别是坑中堆积物有沉陷、错移迹象,并见有裂缝。 (2)塌陷坑周边环形裂缝发育较齐全,其宽度、长度都有进一步发展的趋势。 (3)植物稀疏不发育或发育不均衡:有地表水流汇集注入迹象,水流入渗迅速,存
不住水。 (4)附近有人为因素的影响,据访问了解在近期有活动迹象。 以上特征可综合分析,作为塌陷坑稳定性的宏观判断标志。对于稳定性差的尚在活
4/1/
1560/16/
8694/4/25.6 0
21/21/ 7199/53/65
8/8/
15/12/
43/3/
12/12 153/44/2.12
3/3/ 8/1/ 1826/54/
5/5/
43/1/
1/1/ 4/4/ 120/11/ 14/14/ 13/13 115/6/
6/4/
1/1/
12/1/
(4)无地表水流汇集注入现象,雨后坑中积水消散较
慢。
(5)附近不存在人为因素的强烈影响,如矿坑排水、
抽水量大的水井等,且据访问了解,在较长时期以来没
有发生过活动。
稳定性较好的塌陷坑
稳定性较好的塌陷坑
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。
(1)岩溶强烈发育的纯可溶岩分布地带,或 沿其与非可溶岩的接触地带。这些地带中隐伏 岩溶形态(漏斗、溶槽等)较发育,且其中多 有较土分布;
级3级。湖北恩施沐抚区大山顶一带1975年1月27日,当地群众听到
地下有闷雷声,地面见有裂缝,宽1—2厘米,长数十至数百米,裂
缝附近常见有漏斗或新近塌陷的坑洞,多属基岩塌陷,塌陷地震震
级0.5—0.7级,影响范围南北长15—20公里,东西宽2一10公里。
第三节 房屋选址、修建中如何避开 潜在塌陷区
(2)沿可溶岩中的断裂带或主要裂隙交汇 破碎带,岩层剧烈转折、破碎的地带;
(3)松散盖层较薄县以砂土为主,其底部 粘性土层缺失或甚薄(一般不足1—2米)的 “天窗”地段;
(4)岩溶地下水的主迳流或岩溶管道上; (5)具有潜水和岩溶水仅层含水层分布地
带;
(6)岩溶地下水的排泄区; (7)岩溶地下水位在基岩面上下频繁波动
岩溶塌陷地质灾害及其防治
建筑之家
主要内容
1、岩溶塌陷概况 2、岩溶塌陷产生的原因和特点 3、建设中如何避开塌陷区 4、如何开展塌陷的群测群防
岩溶塌陷概况
岩溶地形的地面和地下特征
第一节 岩溶塌陷概况
岩溶塌陷是我省除崩塌、滑坡、 泥石流之外的又一主要地质灾种。
我国岩溶塌陷分布广泛,从南到 北,从东到西都有发育。目前己见 于除北京、天津、上海、河南、甘 肃、宁夏、新疆以外的24个省市区, 但主要分布于辽宁、河北、江西、 湖北、湖南、四川、贵州、云南、 广东。 资料显示,全国岩溶塌陷总 数为2841处,塌陷坑有33192个,塌 陷面积为332.28km2 。
3、地下水的作用
在岩溶地下水埋藏较浅、循环交替强烈的地段,
岩溶地下水活动变化强烈,有利于塌陷的形成。
岩溶地下水的活动在岩溶塌陷的形成中具有多种
作用,可以在自然条件下由于气候季节的干、湿变化
引起,也可以由于人工抽水、矿坑排水、水库蓄水、
引水、灌溉和给排水工程的渗漏引起。
4、降雨及地表水的入渗作用将引发塌陷
岩 溶塌陷 成因类型
矿坑排水
抽水
蓄水引水
1/1/
23/23/
286/6/
1/1/
ห้องสมุดไป่ตู้地表水下渗 1/1/
振动加 载
89/1
2/2/ 1/1/ 159/4 2/2/ 682/13/1.82 247/12/1.72
2/2/ 16/4/ 196/9/ 21/21/ 449/22/11.72 31/8/0.11
3、松散盖层较薄,以 砂土为主,其底部粘 性土层缺失或甚薄 (一般不足1—2米) 的“天窗”地段,最易 于发生塌陷。
4、岩溶地下水的主要流经地带或岩溶管道上,容易有塌 陷。
5、具有潜水和岩溶水含水层分布地带,容易造成塌陷。 6、岩溶地下水的排泄区:如低洼的泉水流出的地方。 7、岩溶地下水位在基岩面上下频繁波动的地带,或受排
降雨及地表水(包括水库、灌溉水、渠运管道渗漏水、 建筑物地面排水、各种污水及垃圾渗水等)入渗水流对塌 陷的形成有以下几方面的作用: (1)洞隙盖层岩土体充水增重和软化作用 (2)垂直渗透潜蚀作用 (3)地下水位上升使岩溶洞隙空间气团受压产生正压力 (4)水库蓄水对库区产生水压力形成附加荷载
降雨地表水的入渗引发塌陷
而形成塌陷,主要见于隐伏土洞发育地区,这些土洞 顶板已接近极限平衡状态,在强度不大的振动力使用 下产生附加荷载效应而导致塌陷。
8、修建公路、不合理开挖等
二、岩溶塌陷的时空动态特征
1、 单个岩溶塌陷的形成过程及其动态特征
对于绝大多数常见的土层塌陷来说,都具有由岩溶
洞隙→土洞→塌陷的形成过程。
2、岩溶塌陷群发育的时空动态
水影响强烈的降落漏斗中心及近侧地段,如开采强度大、 地下水位大幅度变化且剧烈的地方。 8、临近河、湖、塘地表水体的近岸地带。 9、岩溶地下水位埋藏较浅的低洼地带。
第四节 如何开展塌陷的群测群防
一、发生地面塌陷的前兆 (1)井、泉的异常变化:如井、泉的突然干涸或浑浊翻沙,
水位骤然降落等。 (2)地面形变:地面产生地鼓,小型垮塌,地面出现环型
2.地面开裂:在土洞扩展到一定程度而尚未塌陷前,往往首 先在地面出现裂缝,这些裂缝大都是弧形断续展布,具拉张特征, 有时有多条裂缝是平行交错分布。裂缝进一步发展形成环状裂缝, 且宽度加大,有时内侧下错形成小的错台。这些环状裂缝往往是 塌陷坑口位置的表征。此外,在塌陷坑外侧周边还可出现弧形的 裂缝。在塌陷坑形成后引起坑壁的坍塌。
由于抽水、采煤等人为塌陷多成群产生,形成塌
陷群,其时空动态表现在以下几个方面:
塌陷的持续性:岩溶塌陷在其引发因素消失之前将 持续发展,直到达到新的稳定为止。
矿区塌陷持续时间久,可大10-20年。
对于抽水塌陷来说,如果降深较稳定,其持续时间将 要短得多,但有的也可延长至10年以上(如水城)。
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