为什么会地面塌陷？

为什么会地面塌陷？

一、什么是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,特别是岩溶塌陷。二、地面塌陷能造成哪些危害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,田地毁坏,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,局部地段因污水灌入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。在地下矿产开采中,由于矿坑的强疏排水及矿坑的突水、涌水等,使许多矿区产生了岩溶地面塌陷,从而造成建筑物开裂倒塌,农田毁坏,道路中断,采矿滞产,甚至停产,矿井报废等,其经济损失和社会影响巨大。据不完全统计,我国矿区岩溶地面塌陷的直接经济损失已达4000万~5000万元以上。根据初步调查资料,目前我国已产生了岩溶地面塌陷灾害的大型矿区:湖南的恩口煤矿、斗笠山煤矿、桥头河煤矿、煤炭坝煤矿、水口山铅-锌矿,湖北的大冶铜录山铜矿、大冶叶花香铜矿、大冶大广山铁矿、宜都松宜煤矿,江西丰域云庄煤矿、乐平花亭锰矿、乐平桥头丘煤矿、乐平鸣山煤矿,广西泅顶山铅-锌矿、西湾煤矿,广东的石录铜矿、凡口铅-锌矿、英德硫铁矿、黑石岗黄铁矿、阳春硫铁矿,辽宁魏家石棉矿,山东莱芜铁矿业庄矿区、莱芜顾家台铁矿,安徽铜陵新桥铜矿、淮南煤矿、铜官山矿,河北唐山开滦煤矿范各庄矿等数十个矿区。其中以恩口煤矿、水口山铅-锌矿、凡口铅-锌矿、泅顶山铅-锌矿和铜录山铜矿等的岩溶地面塌陷最为典型和强烈。岩溶地面塌陷也是铁路的主要危害之一。多年来,全国铁路线及场站已发生重大塌陷约52处,累计中断行车1680小时,部分工点治理费用已达上亿元。在我国的主要干线铁路中,岩溶地面塌陷灾害较为严重的有京广线、贵昆线、浙赣线、津浦线、沈大线、渝达线等。塌陷造成车站建筑物毁坏、路基沉陷、道路悬空、桥涵开裂倒塌、隧道施工受阻、铁路断道停车事故时有发生,甚至造成火车脱轨等。有些路段列车长期限速慢行,损失巨大。例如,京广线南岭隧道和大瑶山隧道的地面塌陷,造成已建铁路下沉,运输中断,隧道施工受阻;贵昆线K413-K606路段的3次重大塌陷,先后造成2列货车颠覆,中断行车71小时,已投入的治理费用达1700万元;津浦线上泰安车站的地面塌陷造成路基下沉、路轨架空,行车一度中断,整治费用达2000万元以上;沈大线瓦房店市路段的地面塌陷造成列车停运8小时。三、地面塌陷有哪些类型1.岩溶塌陷由于可溶岩(以碳酸岩为主,其次有石膏、岩盐等)中存在的岩溶洞隙而产生的。在可溶岩上有松散土层覆盖的覆盖岩溶区,塌陷主要产生在土层中,称为“土层塌陷”,其发育数量最多、分布最广;当组成洞隙顶板的各类岩石较破碎时,也可发生顶板陷落的“基岩塌陷”。我国岩溶塌陷分布广泛,除天津、上海、甘肃、宁夏以外的26个省(自治区、直辖市)中都有发生,其中以广西、湖南、贵州、湖北、江西、广东、云南、四川、河北、辽宁等省(自治区)最为发育。据统计,全国岩溶塌陷总数达2841处,塌陷坑33192个,塌陷面积约332平方千米,造成年经济损失达1.2亿元以上。2.非岩溶性塌陷由于非岩溶洞穴产生的塌陷,如采空塌陷、黄土地区黄土陷穴引起的塌陷、玄武岩地区其通道顶板产生的塌陷等。后两者分布较局限。采空塌陷指煤矿及金属矿山的地下采空区顶板易落塌陷,在我国分布较广泛,目前已见于除天津、上海、内蒙古、福建、海南、西藏以外的24个省(自治区、直辖市),其中黑龙江、山西、安徽、江苏、山东等省发育较严重。据不完全统计,在全国21个省(自治区、直辖市)内,共发生采空塌陷182处以上,塌坑超过1592个,塌陷面积大于1150平方千米,年经济损失达3.17亿元。在上述几类塌陷中,岩溶塌陷分布最广、数量最多、发生频率高、诱发因素最多,且具有较强的隐蔽性和突发性特点,严重地威胁到人民群众的生命财产安全。岩溶塌陷的平面形态有圆形、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覆岩、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,黏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述,主要取决于岩溶发育程度、洞隙开口大小及其上覆盖层厚度等因素。据统计,土层塌陷陷坑直径一般不超过30米,其中以小于5米的占大多数,达63%~71%,5~10米的占10%~20%,个别大的可达60~80米。塌陷坑可见深度绝大多数小于5米,占总数的84%~97%。基岩塌陷规模一般较大,例如,四川省兴文县小岩湾塌陷,长650米,宽490米,深208米。四、地面塌陷发生的原因人类活动对地面塌陷的形成、发展产生了重要的作用。不合理的或强度过大的人类活动都有可能诱发或导致地面塌陷。现将对地面塌陷有重要影响的几种人类活动及其作用简述如下。矿山地下采空。地下采矿活动造成一定范围的采空区,使上方岩体失去支撑,从而导致地面塌陷。这种人为活动是采矿区地面塌陷的主要原因。我国已有许多矿区发生了这类地面塌陷,产生了相当程度的危害。例如,山西省内8个主要矿务局所属煤矿区的地面塌陷已影响到数百个村庄、数万亩农田和十几万人的正常生产和生活。地下工程中的排水疏干与突水(突泥)作用。矿坑、隧道、人防及其他地下工程,由于排疏地下水或突水(突泥)作用,使地下水位快速降低,其上方的地表岩、土体平衡失调,在有地下空洞存在时,便产生塌陷。这类人为活动对岩溶地面塌陷所起的作用极大,由此所产生的岩溶地面塌陷的规模和强度最大,危害最重。我国许多矿区、铁路隧道中的岩溶地面塌陷均由这类活动所致。过量抽采地下水。对地下水的过量抽采,使地下水位降低,潜蚀作用加剧,岩体、土体平衡失调,在有地下洞隙存在时,也可产生地面塌陷。这种地面塌陷也多见于岩溶地区的塌陷中,并多发生在城市地区。人工蓄水。这不仅在一定范围内使水体荷载增加,而且使地下水位上升,地下水的潜蚀、冲刷作用加强,从而引起地面塌陷。例如,广西南丹八圩水库引起的地面塌陷使库水全部漏失。人工加载。在有隐伏洞穴发育部位上方的人工加载,也会导致地面塌陷的产生。如武汉中南轧钢厂料场的地面塌陷即由人工堆放荷载所致。人工振动。爆破及车辆的振动作用也可使隐伏洞穴发育地区产生地面塌陷。例如,广西贵县吴良村因爆破产生的地面塌陷迫使全村迁移。地表渗水。输水管路渗漏或场地排水不畅造成地表水下渗或化学污水下渗,也能引起地面塌陷。例如,广西桂林第二造纸厂的地面塌陷即由该厂排放的化学污水下渗所致。