地質災害地面塌陷地面沉降地裂縫演示文稿現在是1頁\一共有49頁\編輯于星期三地質災害地面塌陷地面沉降地裂縫現在是2頁\一共有49頁\編輯于星期三地面塌陷指在人為和自然地質因素作用下，地表巖、土體中洞穴頂部向下斷錯坍塌，形成塌陷坑、塌陷洞、塌陷槽的一種地質現象。4.1地面塌陷成因地面塌陷，實質上是巖、土體內洞穴的抗塌力(洞穴頂部支撐力)小于致塌力的結果。地面塌陷形成的原因復雜而種類繁多。歸納主要有①人為因素：抽取地下水、坑道排水、突水、地表水和大氣降水滲入、荷載及振動等；②自然因素：河流水位升降與地震等。現將地面塌陷成因類型分述如下：四.地面塌陷現在是3頁\一共有49頁\編輯于星期三1.抽取地下水致地面塌陷洞穴的巖、土體位于地下水位中，產生對洞穴頂板的靜水浮托力，當抽取地下水使之水位下降時，支撐洞頂巖、土體的浮托力隨之降低。此外，洞穴空腔與松散介質接觸上下側水、氣流體，因地下暗管道內的水流發生變化而產生的溫差效應，為此，出現了與抽取地下水同步發展的塌陷現象。

江西省景德鎮硬石嶺火車站附近，1984年前居民飲用水均抽取土層的潛水，未見地面塌陷。之后，距鐵路50～500米附近的工廠掘成深達120米的機井8口，抽水量達4820噸/天，水位下降至基底巖層面以下17～18米，最大30米，于是在長3.72公里、寬0.5公用的范圍內出現地面塌陷100多個。塌陷使鐵路行車中斷、房屋變形、道路裂縫、農田和果園遭到破壞，間接經濟損失達1000萬元。現在是4頁\一共有49頁\編輯于星期三昆明新機場巖溶強發育帶中所見現象在預報位置kh411

：一場降雪后發生了長６米、寬２米、深30公分的長橢園形塌陷。

現在是5頁\一共有49頁\編輯于星期三2．地表水、大氣降水滲入致地面塌陷當地表水、大氣降水滲入地下時，水在巖、土體內的孔隙中運動，產生了一種垂向滲透力，改變了巖、土體的力學性質。當滲透壓力值達到一定強度時，巖、土體結構遭到破壞，隨著水流產生流土或管涌運移，進而形成土洞，最后導致地面變形、塌陷。地表滲水包括：河湖地表水、輸水管滲漏或場地排水不暢引起地表水、工廠排污的化學污水和雨水等下滲。其中以雨水滲入致塌最為常見，尤其是碳酸鹽巖分布的巖溶地區，人為挖掘的場地、機場、道路等降雨摻入后產生塌陷較為突出。1986年．廣西忻城大塘鄉遭遇春旱，地下水位下降產生了40多個塌陷，4月底一場大雨后，塌陷增至140多個，使兩幢房屋傾倒，地面多處裂縫。村舍變電所場地開挖后，雨水蓄積滲入，也導致地面塌陷。現在是6頁\一共有49頁\編輯于星期三3．河水漲落致地面塌陷巖溶裂隙、洞穴管道中的地下水與附近河水相通時，隨著河水位的升降，橫向發育的巖溶裂隙、管道中的地下水位也隨之升降，這種作用也可導致地面的塌陷。廣西都安縣位于紅水河岸的一段公路，由于受河水漲落影響，公路路面上發生了塌陷。4．振動致地面塌陷振動可引起砂質土的液化和粘質土由凝結狀態發生液化而成為溶膠或懸液(即觸變現象)與失去液化能力(即失去原有觸變性的陳化現象)，土體強度降低、抗塌力減弱，在振動產生的波動、沖擊波的破壞作用下，可導致潛伏洞穴的塌陷。現在是7頁\一共有49頁\編輯于星期三5．荷載導致地面塌陷在有隱伏洞穴部位上人為增載(建筑物荷載、人為堆積荷載等)，當這些外部荷載超過洞穴拱頂的承受能力時，將引起洞穴直接受壓破壞，從而致使地面塌陷。6．礦山采空致地面塌陷地下采掘活動形成的采空區，其上方巖、土體失去支撐，導致地面塌陷。這種由于礦山采動引起地面塌陷的主要原因是人為活動。此類地面塌陷在許多礦區都有發生，并造成相當程度的危害，即損壞交通設施、水利設施、建筑物、道路、農田等，甚至引起山體滑坡和崩塌。現在是8頁\一共有49頁\編輯于星期三4.2地面塌陷分類根據地面塌陷成因的主要原因可分為：①自然地面塌陷；②人為地面塌陷；③復合型（自然——人為）塌陷。根據塌陷區是否在喀斯特地區的巖溶發育地段分為：①巖溶地面塌陷；②非巖溶地面塌陷。按塌陷坑數量分為：塌陷坑大于100個者為巨型塌陷、50～100個者為大型塌陷、10～50個者為中型塌陷、小于10個者為小型塌陷。在各類地面塌陷中，我國以巖溶地區塌陷分布最廣，已有22個省(區)發生此類地面塌陷，危害最重。礦山采空區地面塌陷的分布和危害僅次于巖溶地面塌陷。現在是9頁\一共有49頁\編輯于星期三我國巖溶塌陷分布區域現在是10頁\一共有49頁\編輯于星期三貴州構件廠抽水塌陷（

(據巖溶所））現在是11頁\一共有49頁\編輯于星期三云南烏東德巖溶洼地現在是12頁\一共有49頁\編輯于星期三廣州地下通道施工造成路面塌陷現在是13頁\一共有49頁\編輯于星期三廣西合山電廠灰場塌陷1999年5月6日現在是14頁\一共有49頁\編輯于星期三廣西玉林蓮塘塌陷現在是15頁\一共有49頁\編輯于星期三桂林體育場塌陷1996年

現在是16頁\一共有49頁\編輯于星期三巖溶塌陷形成演化過程示意圖現在是17頁\一共有49頁\編輯于星期三4.3巖溶地基處理方法

1．巖溶地基處理的一般原則

(1)重要建筑物宜避開巖溶強烈發育區；(2)當地基含石膏、巖鹽等易溶巖時，應考慮溶蝕繼續作用的不利影響；(3)不穩定的巖溶洞隙應以地基處理為主，并可根據其形態、大小及埋深，采用清爆換填、淺層楔狀填塞、洞底支撐、梁板跨越、調整柱距等方法處理；(4)巖溶水的處理宜采取疏導的原則；(5)在未經有效處理的隱伏土洞或地表塌陷影響范圍內不應作天然地基。對土洞和塌陷宜采用地表截流、防滲堵漏、挖填灌填巖溶通道、通氣降壓等方法進行處理，同時采用梁板跨越。對重要建筑物應采用樁基或墩基；(6)應采取防止地下水排泄通道堵截造成動水壓力對基坑底板、地坪及道路等不良影響以及泄水、涌水對環境的污染的措施；現在是18頁\一共有49頁\編輯于星期三

(7)當采用樁(墩)基時，宜優先采用大直徑墩基或嵌巖樁，并應符合下列要求：1)樁(墩)以下相當樁(墩)徑的3倍范圍內，無傾斜或水平狀巖溶洞隙的淺層洞隙，可按沖剪條件驗算頂板穩定；2)樁(墩)底應力擴散范圍內，無臨空面或傾向臨空面的不利角度的裂隙面可按滑移條件驗算其穩定；3)應清除樁(墩)底面不穩定石芽及其間的充填物。嵌巖深度應確保樁(墩)的穩定及其底部與巖體的良好接觸。現在是19頁\一共有49頁\編輯于星期三

2．巖溶的處理

(1)地基不均性的處理：參考地基處理有關部分的內容。(2)洞隙塌滑不穩定的處理1)結構措施在結構措施中，應選用有利于與上部結構共同工作，并可適應小范圍塌落變位、整體性好的基礎形式，如配筋的十字交叉條基筏基、箱基等，同時采取必要的結構加強措施，如磚石結構加強圈梁設置、單層廠房基礎梁與柱連成整體，并加強柱間支撐系統等。當洞隙深大，而兩側有可靠巖體時，可采用跨越結構，根據荷載及跨度，可選用調整柱距，有足夠支承的梁、板、拱及懸挑等方式。現在是20頁\一共有49頁\編輯于星期三

2)地基基礎措施①當條件允許時，盡量采用淺基，充分利用上覆性能較好的土層為持力層或使基底與洞體間保留相當厚度的完好巖體。②當以巖石作持力層時，局部加深基礎，通過鉆孔灌注樁或墩穿過單個洞體，使基礎荷載傳遞到下部完好的巖體上③對已外露的淺埋洞隙，可采用挖填置換，清理洞隙后以碎石或混凝土回填。當洞體深度較大，而兩側巖體完好，可挖填至一定深度，回填體斷面呈倒梯形，對有地下水活動的洞體，應回填反濾層并留有水流排泄之通道。④當頂板薄、跨度大時，可在洞底設置附加支撐以減少洞跨，也可加固洞頂，用漿砌塊石嵌補洞頂巖體及洞隙邊坡。⑤當洞體開口較小，開挖清理困難時，可用灌漿填塞，灌填材料視要求而定，可選用砂石砂漿或混凝土，也可用小壓力灌漿法加固基底下一定厚度的溶隙及破碎巖體。

3)水的整治對水的處理應貫徹宜疏勿堵的原則，對地表水做好有組織的排水，對地下水以疏導為主，即使堵也應留有出路，設置反濾層以減少淘蝕。

現在是21頁\一共有49頁\編輯于星期三

3．巖溶塌陷（土洞）地表塌陷的處理(1)地表水形成的土洞它的形成和發展往往與人類活動有關，如排水不暢，水流集中下滲所致。應認真做好地面水截留、防滲、補滲，杜絕水流人建筑區。對已形成之土洞，可采用挖填配合梁板跨越處理。(2)地下水形成的土洞

1)淺埋土洞：洞體淺，其底部往往有松軟土，當地下水位高時，其厚度可能較大。全部清除困難時，可在余土上拋石夯實，其上做反濾層。由于殘留土的變形及地下水的活動，處理后常可再發生，故而其上還得做梁板，據廣西地區經驗，每邊支承長度不小于1.0～1．5m。2)深埋土洞：清除填土困難較大，廣西地區的經驗可采用鉆孔灌砂(或壓力灌注細石混凝土)與梁板跨越聯合處理。貴州有些工程，在巖面上用爆破樁頭以堵塞土洞與巖溶的通道，其上回填砂或粘土。

現在是22頁\一共有49頁\編輯于星期三

3)人工降水形成的巖溶塌陷（土洞）由人工降水形成的土洞與塌陷，可在極短時間內成群出現，工程措施原則應是觀測和預防。一旦發生即使處理了，由于并未停止水動力條件的改變，仍可再生。如何確定塌陷區的位置以確定建筑安全距離，目前尚研究得不夠，有些僅對場地選擇，取(排)水點位置及取水方案提出一些防治意見。①選擇在地勢較高的地段及地下水靜動水位均低于基巖面的地段進行建筑。②場地應與取(排)水點中心有一定距離。塌陷范圍小于抽水井的降落漏斗，據已有資料，大面積降水時，塌陷范圍約在降落漏斗中心的0.3～0.7直徑范圍之內③合理控制取(排)水工程的水位降深值，據某工程資料，塌陷區邊緣地下水降深值大于2.0m，塌陷范圍l與水位降深S和滲透系數K之乘積有較好的相關關系。④塌陷區內不宜把土層作為基礎持力層，一般多采用柱(墩)基。廣東某工程采用鋼桁架代替排架，金屬掛板代替圍護墻，盡量減輕結構自重，并能承受20m范圍的塌陷變形。現在是23頁\一共有49頁\編輯于星期三

地面沉降與地裂縫作為地質災害的一種災種，區別于崩塌滑坡，它是地面巖土體在自重應力場（或構造應力場的參與）條件下垂向變形破壞及向深部架空或潛在空間方向的運動。5.1地面沉降的分類

美國地質調查局（USGS）1999年出版的美國地面沉降研究報告中將地面沉降按引發的原因（未考慮構造因素造成的區域性沉降）分為:地下水開采型（MiningGroundWater-Introduction）;土壤疏干型（DrainageofOrganicSoils-Introduction）；洞穴塌陷型（CollapsingCavities-Introduction）。五.地面沉降與地裂縫現在是24頁\一共有49頁\編輯于星期三我國地面沉降主要發育分布在我國東部沿海河流三角州及中部內陸盆地一帶。按成因機制，地面沉降分為：[1]固結壓密沉降型:下伏土層中地下水位的降落，有效應力的降低造成固結壓密而引起地面沉降。這類地面沉降多為區域性的，在一定條件下隨沉降伴生地裂縫;[2]洞穴塌陷型：包括巖溶塌陷和地下采掘洞穴塌陷，塌陷的范圍局限于洞穴和地下洞室的影響帶;[3]土壤脹縮型;[4]構造重力擴展型:與盆地擴展和斷裂活動有關.2004年資料，江漢平原正在持續沉降（近三年的監測資料，據朱干章），沉降速度為每年5至10毫米，且沉降速度有加大的趨勢。

現在是25頁\一共有49頁\編輯于星期三5.2地面沉降與地裂縫的危害（１）地面沉降及地裂縫會造成建筑物的直接破壞，如房屋、橋梁破裂跨塌，地下管道、通道的斷裂和破損等。（２）地面沉降可能造成近海和河流附近地面低于海潮或洪水警戒線而造成海潮和洪水襲擊及海水倒灌惡化地下水質，造成土壤鹽堿化等。（３）地面沉降引起的地裂縫往往可成為地面污染源侵入深部地下水源的通道，造成水質污染。（４）城市地下水位大面積、大幅度的降落，改變了地質體的熱容量，可能會造成熱島現象，破壞了原有的生態環境。（５）地裂縫常常可成為深部有害氣體逸出地面的通道，尤其是氡氣的超標，對人體的健康的危害是極為嚴重的。現在是26頁\一共有49頁\編輯于星期三5.3我國地面沉降的發展及現狀自20世紀50年代以來，區域性地面沉降及地裂縫已成為我國城市發展中的重大地質災害之一，國土資源部已將它列為地質災害危害性評估的六大災害之一。我國對地下水開采引起地面沉降的研究始于20世紀60年代上海市地面沉降的研究。上海市的地面沉降從1921年至1965年間處于一個發展期，1965年以來，經采取壓縮地下水的開采量，進行人工回灌措施，逐步得到控制。但自從20世紀80年代以來，隨著城市建設的加速發展，地面沉降已波及到50多個城市，其中包括了濱海平原及河流三角洲地區的城市如上海、天津、滄州、寧波、嘉興、湛江、海口、臺北、基隆等；東部近海沖積平原，如長江下游的蘇州、無錫、常州，黃淮海河平原的北京、德州、滄州、鄭州、阜陽、荷澤、邯鄲等，松遼平原的沈陽、哈爾濱、佳木斯等；以及一些內陸盆地城市，如西安、太原、大同、包頭等。現在是27頁\一共有49頁\編輯于星期三5.4不同地面沉降類型的致災特征巖溶塌陷和地下采掘引發的陷落大多是突發性的，而區域性的地面沉降造成的危害除突發性的地裂縫可能發生突發性事故以外，主要是通過緩慢而累進性下沉的后果致災。然而一旦災害形成，則往往是大范圍的綜合性的災害，造成生態環境的嚴重破壞，且難于恢復早先的狀態。也許正是這一特點，人們容易對這一災害的危害程度及需要及早采取系統的控制措施缺乏足夠的認識，這是在防治這類災害工作中應引以為鑒的。現在是28頁\一共有49頁\編輯于星期三5.5近年我國地面沉降與地裂縫災情近年來我國城市區域性地面沉降災害及防治工作有以下值得關注的事例：(1)西安市區出現新的地裂縫(2)北京市區地裂縫仍在繼續活動(3)大同、臨汾一帶地裂縫活動(4)沿海平原地帶的地面沉降現在是29頁\一共有49頁\編輯于星期三（1）西安市出現新的地裂縫西安市的地面沉降與地裂縫從上個世紀50年代以來一直是該市的主要地質災害之一，市區有十一條長大裂縫，呈NEE向分布。裂縫出露于梁與洼地交接部位，總長超過70Km，延伸長度115Km。抽水引起的地面沉降以地裂縫為邊界，由此引起地裂縫的活動量占總量的8％。據不完全統計，截止1999年地裂縫活動已毀壞樓房170多座，廠房57座，民房1800多間，道路90多處，錯動供水、供氣管道50余次。西安古城墻，大雁塔等著名古跡也形成不同程度的損壞，西安鐘樓已下沉了一米之多，大雁塔向西北方向傾斜了近一米。現在是30頁\一共有49頁\編輯于星期三西安市地裂縫群分布圖現在是31頁\一共有49頁\編輯于星期三地裂縫鉆孔剖面圖現在是32頁\一共有49頁\編輯于星期三現在是33頁\一共有49頁\編輯于星期三西安市地裂縫對房屋的破壞現在是34頁\一共有49頁\編輯于星期三現在是35頁\一共有49頁\編輯于星期三現在是36頁\一共有49頁\編輯于星期三(2)內陸盆地構造型地裂縫有所活躍近幾年盆地構造型地裂縫似乎有趨于活躍的趨勢，如西安、北京、大同、臨汾等，是否與構造活動活躍、平靜的周期規律有關，很值得注意。北京市順義區木林－塔河一帶1985年開始發現地裂縫。裂縫基本上沿著ＮＥ30°～55°方向展布，斷續出露約25km。在不同地段，地裂縫帶的寬度出現較明顯的變化，在北彩到仙莊之間，地裂縫帶最寬可達800余ｍ。在探槽剖面圖中，隨著裂縫由深部向淺部延伸，其寬度逐漸變窄，數目明顯增多，傾角逐漸變緩，大致呈扇形散開，可見明顯逆沖位錯，但位錯量不大。1985年以來地裂縫一直在繼續活動，并造成建筑物破壞。已有測試表明年平均沉降量為5.3mm，并有右旋錯位，有差異沉降，可達100mm左右。研究表明地裂縫主要與其鄰近斷裂的活動有關。現在是37頁\一共有49頁\編輯于星期三北京市順義區木林-塔河一帶地質環境略圖(趙忠海，2001)現在是38頁\一共有49頁\編輯于星期三順義城區西南地裂縫剖面圖(趙忠海，2001)現在是39頁\一共有49頁\編輯于星期三(3)大同、臨汾一帶地裂縫活動大同市地裂縫分布略圖ｆ1大同機車廠地裂縫;ｆ2新添堡地裂縫;ｆ3南鑿井對地裂縫;ｆ4文化里地裂縫;ｆ5振華街地裂縫;ｆ6322醫院地裂縫;ｆ7機電公司地裂縫;ｆ8安益街地裂縫;ｆ9鐵路分局地裂縫現在是40頁\一共有49頁\編輯于星期三臨汾盆地地裂縫楊景春，等，1999現在是41頁\一共有49頁\編輯于星期三山西斷陷帶構造略圖及地裂縫分布(姜振泉,等，1997)現在是42頁\一共有49頁\編輯于星期三(4)沿海平原地帶的地面沉降

浙江杭嘉湖平原到沿海地帶普遍地面沉降，根據浙江地質環境監測總站報道，90年代以來浙江鄉鎮企業工業用水大幅增加，超采地下水資源引發杭嘉湖平原至沿海地帶地面沉降加重，嘉興地區因地面沉降近幾年已遭受了多次洪水侵襲，所造成的后果已難于恢復。此外，海南省海口市地面沉降，面臨海水倒灌，土地鹽堿化威脅；天津港人工港區地面沉降嚴重影響港區地面的穩定性。這些地面沉降都與過量地下水開采有關，已引起有關部門的重視和采取相應的措施。現在是43頁\一共有49頁\編輯于星期三蘇錫常地區地形變地質災害圖現在是44頁\一共有49頁\編輯于星期三上海外灘防汛墻不斷加高的過程從側面反映了市區地面沉降的演化歷史！現在是45頁\一共有49頁\編輯