岩溶塌陷地质灾害及其防治.ppt

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1、岩溶塌陷地质灾害及其防治,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。,中国岩溶塌陷分布统计表（单位个/处/km）(1993),1993年

2、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。,一、产生的原因 1、岩溶洞隙是岩溶塌陷产生的前提 在地表如有洼地、槽谷、漏斗、落水洞、溶沟溶槽、石芽、石柱、溶峰等，在地下一般存在各种形态的溶洞、溶隙、管道等。这样的地方地下岩溶洞隙也比较多。岩层较破碎的，岩溶发育愈强烈，岩溶洞隙数量愈多，其规模也愈大，愈有利于岩溶塌陷的形成；岩层较完整的、岩溶洞隙少。,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

3、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、地下水的作用 在岩溶地下水埋藏

4、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,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,5、河、湖近岸地带

5、的侧向倒灌作用引发塌陷 在汛期洪水位急剧上升的情况下，河、湖水将向地下水产生侧向倒灌，容易形成洪水塌陷。一般在自然条件下即可形成，如有人为因素的叠加，可加快塌陷的发展速度。6、外加荷载也是引发因素 如渣土、垃圾等等堆放在具有隐伏土洞的上面，会使土洞塌陷。,7、地震与振动作用 地震力使洞隙盖层岩土体产生破裂、位移形成塌陷。人为的爆破和车辆振动，也可造成洞隙顶板的塌落而形成塌陷，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

6、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 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）。,塌陷的阶段性：单个塌陷的发育过程可分为土洞形成和扩展阶段、塌陷形成阶段和调整阶段 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，

7、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。塌陷的重复性：对于一个特定的塌陷区来说，由于引发源不断变化，可经历多次轮回的重复塌陷，表现为产生新的塌陷或者是原先塌陷的复活。,三、岩溶塌陷的伴生与共生现象,1.地面下沉：在岩溶洞隙上由复盖层厚度较大但松软的土层组成时，土洞的扩展将引起地面的局部下沉，最终将形成缓发性塌陷。位于建筑物下方的土洞，在其扩展过程中将

8、引起建筑物的不均匀沉降，地面亦将出现局部下沉。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。,3.塌陷地震：大规模的塌陷可引起地震效应，由于其产生地震的能量有限，震源深度很浅，因此强度低，震级小，但烈度偏高。如水口山矿区塌陷产生烈度5度地震，影响范围直径5公里。乌江渡六厂1945一1946在灰岩中产生3级地震，烈度在56。贵州

9、开阳县城东南，1957一1958年在灰岩，白云岩中出现塌陷地震，震级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12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0.50.7级，影响范围南北长1520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,在乡村场地和房屋地基选址中，如何避开塌陷，一般说来应避开下列地段：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,多有软土分布,发生塌陷可能性大。,2、沿可溶岩中的断裂带

10、或主要裂隙交汇破碎带，岩层剧烈转折、破碎的地带,这些地带往往容易产生塌陷。,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12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

11、)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：(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

12、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的工程勘察。,稳定性较好的已不再活动的塌

13、陷坑一般具有下列特征：(1)塌陷坑已受到后期改造；坑口坑壁经后期坍塌后边坡已经稳定而是漏斗状；坑底经后期充填后地面较平滑，参差凹凸的现象已不复见；坑周围的环形裂缝已多自行填塞不显。(2)坑底堆积物中未见新的下沉、错移等复活迹象，坑底未见新的裂缝或坑穴。(3)植物生长茂密，已遮盖大部分剖面。(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

14、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；（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12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

15、响；（2）设置完善的排水系统，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。,三、发生地面塌陷时应采取什么应急措施 1、视险情发展将人、物及时撤离险区。在发现前兆时即应制定撤离计划。2、塌陷发生后对临近建筑物的塌陷坑应及时填堵，以免影响建筑物的稳定。其方法是投入片石，上铺砂卵石，再上铺砂，表面用粘土夯实，经一段时间的下沉压密后用粘土夯实补平。,3、立即设立警示标志，告知村民和行人，禁止进入该塌陷区,4、对建筑物附近的地面裂缝应及时填塞，地面的塌陷坑应拦截地表水防止其注入。5、对严重开裂的建筑物应暂时封闭不许使用，待进行危房鉴定后才确定应采取的措施。6、应立项开展调查工作，查清灾害隐患分布范围，以便采取主动防预措施。,建 议,1、要讲科学：地质灾害是一个全球问题，我们国家更是如此。现在的地质灾害，隐蔽性强，危害性大。搞新农村地质灾害减灾防灾,科学性很强。可根据当地情况，帮助百姓破除迷信。2、要讲方法：要用通俗语言给大家讲，要根据当地词汇来讲，包括用土话。要虚心向老百姓学习，要结合实际，用现场的例子来讲。3、要讲实效：要讲针对性的当地的事情，少讲一些当地没有的灾害，当然可以适当讲讲其他地方的灾害，让群众开眼界,但主要还是讲当地的老百姓遇到的灾害。,