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  • 地面塌陷

    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)的一种地质现象。当这种现象发生在有人类活动的地区时,便可能成为一种地质灾害。地面塌陷的形成原因中,以人为因素引起的岩溶塌陷采空塌陷最为常见,据统计,截至2012年,中国24个省市区都有地面塌陷发生,其中主要分布于辽宁河北云南广东广西等省区。

    编辑摘要
    • wanghui64382012年9月28日上午,陕西省西安市北二环与太华十字北200米处发生路面塌陷,塌方面积约半个篮球场大,一辆途经此处的水泥罐车被陷入其中并将天然气管道破坏。

    目录

    类别/地面塌陷 编辑

    地面塌陷地面塌陷

    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 、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。

    成因/地面塌陷 编辑

    岩溶塌陷

    地面塌陷
    地面塌陷
    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%。[1] 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%。

    据湖南省统计,人为因素诱发的岩溶塌陷占总数的86.6%,塌坑占总数的99.8%,而广西人为诱发岩溶塌陷也占总数的77.24%。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1m2 ,大者达几百m2 ,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。

    采空塌陷

    矿山采空区地面塌陷,许多矿区均有发育,尤以北方煤田区最为严重。从成因上看,主要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。

    黄土湿陷

    重庆歌乐山200平方米地陷重庆歌乐山200平方米地陷

    从成因上可分为自然和人为诱发的,它们造成的经济损失也相当严重,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]

    特征/地面塌陷 编辑

    岩溶塌陷

    地面塌陷地面塌陷

    岩溶塌陷的平面形态具有园形、椭圆形、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。 

    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。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]

    采空塌陷

    一般较大,面积一般均在几百m2 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m2

    黄土湿陷

    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。

    分布/地面塌陷 编辑

    岩溶塌陷

    中国出现地陷区域示意图中国出现地陷区域示意图

    中国岩溶塌陷分布广泛,从南到北,从东到西都有发育。截至2003年,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、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332.28km2

    采空塌陷

    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1150km2

    黄土湿陷

    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4.53km2[4]

    危害/地面塌陷 编辑

    地面塌陷危害主要表现在突然毁坏城镇设施、工程建筑、农田,干扰破坏交通线路,造成人员伤亡。据统计分析,造成地面塌陷的主要因素是人为因素。地面塌陷中采空塌陷的危害最大,造成的损失最重,岩溶塌陷次之,黄土湿陷相对小也较集中。

    采空塌陷

    地面塌陷地面塌陷

    在中国,采空塌陷主要出现于20世纪70年代以后,尤其是2000年以后,随着采矿业的发展,尤其是大量个体业者进行采煤采矿活动,使得采空塌陷在各地频频发生。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10.5万亩。[5]

    岩溶塌陷

    安徽每年因岩溶塌陷造成的直接经济损失约436.8万元,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1.2亿元以上。

    黄土湿陷

    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0.74m,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。[4]

    监测/地面塌陷 编辑

    2012年5月27日,西安一条马路的路面塌陷。2012年5月27日,西安一条马路的路面塌陷。

    1 、长期、连续地监测地面、建筑物的变形和水点中水量、水态的变化,地下洞穴分布及其发展状况等,可掌握地面塌陷的形成发展规律,提早预防、治理。

    对地面和建筑物的变形监测,通常设置一定的点位,用水准仪、百分表及地震仪等进行测量。地下岩、土体特征的变化可采用伸缩性钻孔桩(分层桩)、钻孔深部应变仪等进行监测。水点变化的观测常用测量水量、水位的仪器进行。地下洞穴分布及其发展状况可借助物探或钻探方法查明。

    2 、塌陷前兆现象是塌陷的序幕,离塌陷时间近而且短促。因此,及时发现这些现象,作出预警报,对减轻灾害损失有重要意义。

    这些现象一般比较直观,塌陷前兆现象的监测内容包括:抽、排地下水引起泉水的干枯、地面积水、人工蓄水(渗漏)引起的地面冒气泡或水泡、植物变态、建筑物作响或倾斜、地面环形开裂、地下土层垮落声、水点的水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等。

    预防/地面塌陷 编辑

    1、对已经发生地面塌陷且其稳定性差尚有活动迹象的地段,就坚决避让,不能作为职工居住地、重要设备厂房、公路等。

    2、建筑物应尽量避开地下有采空区的地段,原则上应使主要建筑避开塌陷地段。

    3、工程设计和施工中要注意消除或减轻人为因素的影响;如设计完善的排水系统,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。

    塌陷事件/地面塌陷 编辑

    地面塌陷地面塌陷

    2007年2月23日凌晨,中美洲危地马拉首都危地马拉城一个贫民区突然传出轰隆声,瞬间,贫民区中央惊现一个直径为70米、深度为100米的污水坑。一对兄妹在这场灾难中不幸被淹死,20多间房屋下陷,当局在事发后及时封锁周边500米范围,疏散现场附近的居民近千人。

    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。[6]

    俄罗斯一处地表塌陷形成76米深大坑俄罗斯一处地表塌陷形成76米深大坑
    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[7]

    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。[8]

    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。[9]

    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。[10]

    2013年3月13日下午5时许,云南团结乡至谷律的和下路段发生地面坍塌,一辆正通过此处的拉沙货车大半车身陷入坑中,事故未造成人员伤亡。[11]

    2013年3月26日,深圳福田景洲大厦北侧发生塌陷,路面出现直径5米、深约20米的大坑,一名保安队长不幸坠入坑中身亡。[12]

    2013年8月11日,美国佛罗里达州奥兰多市附近的一个度假村楼发生地陷,部分房屋陷入深达100英尺的洞中。12日凌晨,该度假村将近1/3的房屋坍塌,住在这栋大楼内的105名客人和住在附近大楼内的客人全部疏散,所幸无人受伤,但该度假村内24个三层别墅全部受损。

    2013年8月下旬,湖北荆门东宝区子陵铺镇新桥村2组连续发生地陷,正在地里劳作的一名妇女掉进塌陷的深坑中险些丧命。从2010年开始,荆门市城郊已出现33次地表塌陷,塌陷面积约38万平方米,“天坑”数十个。地质灾害背后是“人祸”,当地持续40年挖掘地下石膏矿资源,造成大量不可修复的采空区,仅荆门市东宝区子陵铺镇采空区面积达120万平方米。[13]

    北京城区地面塌陷

    2012年7月25日 丰台区马家堡路出现一个长约2.5米、宽1米、深2米的“脚印”形大坑

    2012年7月28日 西城区地安门外大街南向北方向 塌陷了直径1米的坑

    2012年7月28日晚 海淀区翠微路北向南方向 塌陷了一个面积约30平方米、深近3米的大坑

    2012年7月28日晚 西城区皮库胡同东口 出现一个面积不到10平方米、深约1米的大坑

    2012年7月29日 朝阳区双井桥西辅路北向南方向 出现直径约2米、深约1.5米的大坑

    2012年7月29日 丰台区光彩路南向北方向 出现直径半米的大坑

    2012年7月30日下午 丰台区光彩路南向北方向外侧车道路面塌陷

    2012年7月31日16点02分 北京市白云路北口东南角人行步道发生路面塌陷
    2012年7月31日 西城区露园小区与扣钟北里之间的扣钟胡同路面发生塌陷,塌陷面为直径长约一米半的圆形[14]

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    参考资料
    [1]^引用日期:2012-03-01
    [2]^引用日期:2012-03-01
    [3]^引用日期:2012-03-01
    [4]^引用日期:2012-03-01
    [5]^引用日期:2012-03-01
    [6]^引用日期:2012-03-01
    [7]^引用日期:2012-05-11
    [8]^引用日期:2012-06-09
    [9]^引用日期:2012-07-05
    [10]^引用日期:2012-07-09
    [11]^引用日期:2013-03-29
    [12]^引用日期:2013-03-29
    [13]^引用日期:2013-09-09
    [14]^引用日期:2012-08-01

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