岩溶塌陷形成机理及处理
浅谈岩溶塌陷成因及防治措施

浅谈岩溶塌陷成因及防治措施------------------以桂西南某铝厂岩溶塌陷勘察为例摘要:岩溶在我国广泛发育,岩溶塌陷为岩溶地区常见的一种地质灾害现象,对正常的生产和生活有着极大的不良影响。
本文结合实际案例,对岩溶塌陷的形成因素及机理进行探讨分析并提出相关治理措施建议。
1 岩溶背景岩溶,主要指水流对碳酸盐岩等可溶性岩石以化学作用为主,机械作用为辅的地质作用过程及其所产生的现象。
广西华银铝厂位于广西省百色市德保县,地处桂西北,为岩溶强烈发育区。
我国的岩溶发育广泛,碳酸盐岩的分布,有346.3万km2,碳酸盐岩出露面积有90.7万km2,从北方小兴安岭到南海诸岛,从青藏高原到宝岛台湾,都有岩溶发育。
其中以山西高原及邻近省区,到华南云、桂、贵,包括川、鄂、湘的部分地区最为发育。
山西岩溶高原蕴藏丰富的煤炭资源,其两侧的华北油田潜山型储集层和鄂尔多斯油田深部碳酸盐岩储集层,构成我国重要的能源基地,西南岩溶区及华南岩溶区蕴藏着我国最主要的有色金属和磷矿资源,不仅在岩溶区有丰富的固体矿产资源,我国四分之一的地下水资源也是分布于岩溶区。
此外,岩溶地区造成的地貌成就了一批著名的风景名胜,桂林山水、云南石林、四川黄龙九寨沟等风景区。
因此岩溶在我们的生产生活有着重要意义。
2 岩溶塌陷岩溶地面塌陷简称岩溶塌陷或塌陷,是岩溶地区常见的一种动力地质现象,亦是岩溶地区一种特殊的水土流失现象。
它是岩溶发育过程中,自然界岩土、水、气多相平衡状态遭受破坏后,地表岩土体向下部岩溶空间流失,由不平衡状态向平衡状态发展的一个阶段。
这种现象,在天然状态下可以产生,但发展缓慢。
而在人类经济工程活动中,加速了自然界平衡的破坏,塌陷的产生往往十分迅速,有时规模巨大,危害严重。
该厂自从投产以来,由于厂区周边建设的加速及自然环境的变化,区域内的水文地质条件发生了改变,厂区内发生了大小规模不一的地面塌陷,这些塌陷部分已对厂内设备、建(构)筑物基础造成了安全隐患。
岩溶塌陷形成机理及处理

岩溶塌陷形成机理及处理分析了潜蚀作用产生岩溶塌陷机理、溶蚀作用产生岩溶塌陷机理以及振动作用产生岩溶塌陷机理等常见岩溶坍塌形成机理,同时从注重地下水控制、加强塌坑回填控制、落实注浆控制以及科学使用强夯法等方面提出了岩溶塌陷处理有效途径,以期为我国岩溶塌陷预防和治理提供一些参考,降低岩溶塌陷灾害带来的损失。
标签:岩溶塌陷形成机理处理措施岩溶塌陷即是覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏而产生塌陷。
岩溶塌陷是岩溶地区一项常见的地质灾害。
近年来,我国由于人为因素造成的岩溶塌陷地质灾害不断增多,这些岩溶塌陷灾害通常发生在人类聚居的城镇周围,不同程度地破坏当地的植被状况、房屋建筑、交通设施及地下水,直接影响人们的正常生活。
对此,应当注重岩溶塌陷的防治,有效降低岩溶塌陷地质灾害带来的财产损失和人员伤亡。
1常见岩溶坍塌形成机理1.1潜蚀作用产生岩溶塌陷机理潜蚀即是岩土体中细小颗粒一定水力坡度下的地下水流产生较大的动水压力冲动带走或溶滤掉易溶部分,其中,潜蚀又包括化学潜蚀和机械潜蚀两种。
潜蚀坍塌是岩溶坍塌形成的主要塌陷模式,尤其是在地下水主径流带附近或地表水、潜水与岩溶水水力交换频繁地带,潜蚀作用更加明显。
1.2溶蚀作用产生岩溶塌陷机理可溶性盐含量相对较高的地区或是蒸发岩地区,通常会由于地下水的溶滤作用、溶解作用以及散解作用而破坏洞顶盖层土体,从而发生岩溶塌陷现象,即溶蚀塌陷。
如我国青海察尔汉盐湖区石盐层塌陷便是溶蚀作用产生的。
1.3振动作用产生岩溶塌陷机理振动作用产生的动荷载通常会导致岩土体产生破裂位移效应、土体液化效应等效应,降低岩土体强度,从而产生岩溶塌陷现象,即振动坍塌。
地震、爆破以及机械振动是导致振动荷载的主要来源。
一些铁路沿线附近发生的岩溶塌陷现象的原因便是过量抽取地下水,同时长期火车通过产生的振动,降低岩土体的强度,从而使得岩土体产生岩溶塌陷。
2岩溶塌陷处理有效途径2.1注重地下水控制地下水控制措施是岩溶塌陷处理中的重要措施,广泛应用于岩溶塌陷的防治中,通过采取地下水人工回灌、恢复地下水平衡状态或停用取水水源来实现地下水位的恢复。
广西玉林某场地岩溶塌陷形成机理研究

广西玉林某场地岩溶塌陷形成机理研究岩溶是广西地区的一个普遍现象,而岩溶塌陷是不可避免的自然灾害。
本文以广西玉林某场地岩溶塌陷为研究对象,探讨其形成机理。
该场地位于广西南部,地处较为平坦的丘陵地带,地下岩溶发育。
根据现场勘查和野外调查,该塌陷为铸造厂区域的一处塌陷,塌陷孔直径为3m,深度约为5m。
经过综合分析,该岩溶塌陷形成的原因主要有以下几个方面。
一、地质构造因素研究表明,广西地区属于喀斯特地貌区,岩溶地形在这里十分发达,因此地质构造因素在岩溶塌陷的形成中起到了很重要的作用。
地质构造因素包括地震、构造应力和岩层断裂等。
在该场地,其地质构造主要以弱石灰岩和重层索氏石灰岩为主,这些岩层在不同的构造应力下产生了不同的裂隙和断层,加重了岩溶塌陷的危害。
二、人为因素在该场地的塌陷区域附近存在大量的人为活动,如铸造、机械加工等生产活动。
这些活动使得地面承载力减弱,形成了高风险区域。
此外,该场地还存在大量废弃物料,如废料堆和废土堆等。
堆积物体重、体积大,长时间压实,导致了地面承载力的降低,从而促进了岩溶塌陷的发生。
三、气候因素广西地区属于亚热带湿润气候区,因此气候因素也是岩溶塌陷形成的重要因素。
广西地区雨量较多,而雨水又是引起岩石流动、侵蚀和溶解的主要力量之一,这使得岩溶塌陷更加容易发生。
此外,高温和冷冻也会对地下岩层产生影响,进一步加剧了岩溶塌陷的现象。
综合以上因素,可以得出该场地岩溶塌陷的形成机理为受到地质构造、人为和气候因素的共同影响。
这也提醒我们在进行任何人类活动时,都应该重视地质环境的变化以及人类的干扰对地球环境的影响,保护自然生态、保护人类生存环境是我们每个人义不容辞的责任。
谈岩溶地面塌陷原因及形成机理

36.0
塌陷区
Qml
27
Qal
21
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
15
9
Qal
3
-3
Qal
-9
-15
人工填土
-21
Qal
-27
中粗砂 细砂
土洞
-33
粗砂
粉质粘土
Qal
-39
大理岩 含砾石粘土
C
孔深/m 40.0
46.7 49.1 65.5 70.8 75.6
59.5
间距/m
33.24
17.09 5.45.4 18.97
26.93
图 1 工程地质主剖面图
4 岩溶地面塌陷原因及形成机理分析
4. 1 气象水文
深圳市每年汛期为 4 月 ~ 9 月,全年雨量有 85% 出现在 4 月 ~ 9 月,最多为 8 月,平均达 368 mm,雨量年际变化较大,最多的年 份达 2 747 mm( 2001 年) ,最少的年份只有 913 mm( 1963 年) 。降 水时空分布不均 匀,秋 冬 春 季 常 发 生 旱 情,为 满 足 生 产 和 生 活 的 需要,当地工厂和 居 民 常 常 自 主 抽 取 地 下 水,从 而 导 致 地 下 水 位 的往复波动。场 区 地 表 水 相 对 不 发 育,仅 有 一 近 似 圆 形 的 积 水
0.0 0.0
m 14.0 28.0 42.0 56.0 70.0 84.0 98.0 112.0
-8.0 -16.0 -24.0
粘性土
粘性土 砂层
m ns
图 2 5 号测线电阻率剖面反馈图
+25
+50
+75
0
100
岩溶地面塌陷地质灾害成因及防治措施研究

岩溶地面塌陷地质灾害成因及防治措施研究本文结合紫金县某村庄发生地面沉降及地面塌陷的实际情况,探析岩溶地面塌陷的原因,并在深入分析原因的基础上提出了相关的防治措施。
标签:岩溶地面塌陷防治措施1工程概况2013年5月7日,某村庄发生地面沉降局部地面塌陷,对房屋墙体产生不同程度的破坏,居民房屋地面、墙面产生不同程度的裂缝,地面产生不同程度下陷。
2010年5月,在地面沉降点附近,发生两处地面塌陷,塌陷坑长约5m,宽约5m,深约5m。
2012年4月,又发生两处地面塌陷,一处塌陷坑长4.5m,宽3.6m,深5.1m,另一处塌陷坑长4m,宽3.6m,深4m。
2012 年10 月,发生地面塌陷,塌陷坑长16m,宽10m,深30m。
2地面塌陷发生的环境地面塌陷区属第四系覆盖型石灰岩地带,地势较开阔、平坦。
地面塌陷及沉降发生地段,为养殖螺旋藻及养鳗厂附近。
地面塌陷区域及周边出露地层为:(1)第四系联圩组(Qhl):岩性为粉质黏土、砂砾石层。
厚度变化较大,粉质黏土厚度2.4~3.0m,砂砾石层厚度在6.0~30.0m 之间。
(2)石炭系上统壶天群(C2h):属石炭系上统壶天群,岩性主要为灰岩、细晶灰岩,底部为白云岩、白云质灰岩。
灰岩溶洞与溶蚀裂隙发育,利于地下水渗入,储存与运移。
上覆第四系松散层。
3地面塌陷区域地下水开采现状地下水开采主要有居民生活饮用水、养鳗场、螺旋藻养殖基地用水等。
(1)居民生活饮用水:塌陷区附近居民约有5770 人,按每人用水量0.15m3/d3,则居民生活饮用水用水量为866m3/d。
(2)养鳗场用水:采用四口机井开采地下水,从2010年8 月至今2014年6月,开采量为1336 m3 /d,之前开采量为现在的三倍,计4008m3/d。
(3)螺旋藻养殖基地:有五口机井开采岩溶地下水,地下水开采量平时为943m3 /d,每月最大开采量1716m3/d。
地下水开采总量为866+4008+943=6760m3/d。
浅谈江油地区岩溶塌陷形成机理及防治措施

存 在 可溶岩并 形 成岩溶 空洞是 最 根本 的基础 条件 。江 油地 区广泛 分 布着二 叠 系质纯层 厚 的石灰 岩层 ,
并发育了大量的岩溶。岩溶洞隙一方面造成岩体结构的不完整 ,形成局部不稳定地带 ,另一方面为容纳 溶蚀 陷落 物质 和地 下水 的强 烈活 动提 供 了充分 条件 。因此 ,一般 情况 下 ,可溶 岩 的岩 溶越 发育 ,岩溶 洞 隙 的开启性 越好 ,越 容易塌 陷 。 岩溶 发育程 度 主要受 岩性 、地 质 构造 、水 文地 质条 件和 气候 条件影 响 。一 般情 况下 ,层 厚质 纯 、断 裂构 造发 育 、新构 造运 动强烈 、地下 水循 环交替 强烈 、雨量 充沛 的碳 酸盐岩 分布 区 ,岩 石结构 比较 破碎 、 节理 、裂 隙发育 ,地下 水溶蚀 、潜 蚀作 用强 烈 ,最 容 易发生 岩溶塌 陷 。 1 . 盖层厚 度 、结构 、性质 . 2覆 1 江油地 区岩 溶塌 陷 除发生 在裸 露 型岩溶 分 布 区外 ,还 广泛 发 生在覆 盖 型岩溶 分 布 区。这 种塌 陷不 仅 是覆盖在第 四系松散堆积物下面的可溶岩洞穴的陷落,有相当数量的塌陷是由于溶洞和上覆土层 中土洞 陷落所 造 成 的。除此 而外 ,覆 盖层 还 影响 了地 下水 活动 ,对 岩溶 塌 陷也产 生一 定 的影 响 。因此覆 盖层 是 影 响岩溶 塌 陷的重 要 因素 。 覆 盖层厚 度对 岩溶 塌陷具 有决 定性作 用 。据大量 调查 统计 结果 ,覆 盖层厚 度小 于 1 m塌 陷发 生 的机 0 会 最多 ,1 0m 可发生 少量 塌陷 ,3 以上 可发生零 星 塌陷 。覆 盖层 岩性 结构 对岩 溶塌 陷也具 有一定 0~3 0 m 作 用 。一般 情况 下 ,覆盖 层 为 比较 均一 的沙 性 土最容 易产 生塌 陷 ,夹砂 砾 石 的层 状 非均 质土 、均一 的粘 性土或者覆盖层底部发育有稳定层状粘性土的非均质土 ,发育塌陷的机会较少。此外 ,当覆盖层中有土 洞 时 ,容 易发 生塌 陷 ;土洞越 发育 ,塌 陷越严 重 。 11 . 3地 下水活动 . 江油地区地下水活动比较强烈。强烈 的地下水活动 ,不但促进了可溶岩洞隙的发展 ,而且是形成岩 溶 塌陷 的重要 动力 因素 。它 的作 用方 式包 括 :溶蚀 作用 ;浮托作 用 ;侵蚀 及 潜蚀作 用 ;搬 运作 用等 。 因
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指由于地下溶蚀作用导致地表下方的岩石层发生塌陷现象。
这种地质灾害常见于岩溶地区,对人类的生命财产安全造成严重威胁。
本文将从岩溶地面塌陷的成因、特征、预测与防治等方面进行探讨。
一、成因岩溶地面塌陷的主要成因是地下水溶蚀作用。
在岩溶地区,地下水与岩石中的溶质发生反应,溶解出岩石中的可溶性矿物,导致岩石体积减小,从而引发地面塌陷。
此外,地下水位下降、地下水过度开采、地下水污染等因素也可能加剧岩溶地面塌陷的发生。
二、特征岩溶地面塌陷具有以下特征:1. 突发性:岩溶地面塌陷往往突然发生,给人们带来较大的不可预测性。
2. 局部性:岩溶地面塌陷通常发生在局部区域,但其影响范围可能较大。
3. 多样性:岩溶地面塌陷的形态多样,包括坑洞、塌陷槽等。
4. 频发性:岩溶地面塌陷在岩溶地区较为常见,频繁发生。
三、预测与防治为了预测和防治岩溶地面塌陷,需要采取以下措施:1. 地质勘察:通过地质勘察,了解地下岩层的结构和性质,评估地下水位变化对地面稳定性的影响。
2. 监测系统:建立岩溶地面塌陷的监测系统,包括地下水位监测、地表变形监测等,及时掌握地下水位和地表变形的变化情况。
3. 预警机制:基于监测数据,建立岩溶地面塌陷的预警机制,及时发布预警信息,提醒相关部门和居民采取防范措施。
4. 治理措施:对于已经发生岩溶地面塌陷的区域,需要采取治理措施,包括填充、加固等,恢复地面的稳定性。
5. 合理规划:在岩溶地区进行城市规划和土地利用时,应充分考虑岩溶地面塌陷的风险,合理规划建设,避免在高风险区域进行重要建筑物和基础设施的建设。
岩溶地面塌陷是一种常见的地质灾害,对人类的生命财产安全造成严重威胁。
通过加强预测与防治工作,可以有效减少岩溶地面塌陷带来的损失。
在未来的工作中,我们需要进一步加强研究,提高预测和防治的准确性和效果,为岩溶地区的安全发展提供保障。
岩溶地面塌陷设计
岩溶地面塌陷设计岩溶地面塌陷是指在岩溶地貌区域中,由于溶蚀作用导致地下溶洞发展,进而引发地表下陷的现象。
岩溶地面塌陷设计的目的是为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险,以便采取相应的防治措施。
一、岩溶地形特点岩溶地貌是由于岩石中可溶性矿物的溶蚀作用而形成的独特地貌类型。
岩溶地形具有以下几个特点:1. 溶洞和地下河道:岩溶地区地下水经过长时间的溶蚀作用,形成了众多的溶洞和地下河道。
2. 地下溶蚀:地下水中的溶解物质会溶解岩石,导致地下空洞的形成。
3. 天坑和塌陷陷落:由于地下溶蚀作用的影响,地表会出现天坑和塌陷陷落的现象。
二、岩溶地面塌陷的成因岩溶地面塌陷主要是由于地下溶洞的发展和演化导致的。
地下水通过岩石裂隙渗入地下,溶解岩石中的溶质,形成溶洞。
当溶洞发展到一定程度时,地表会因为地下溶洞的塌陷而发生下沉,形成地面塌陷。
三、岩溶地面塌陷的预测和评估为了预测和评估岩溶地区地面塌陷的风险,需要进行以下工作:1. 地质勘测:通过对岩溶地区的地质构造、地层特征、水文地质等进行详细调查和研究,掌握该地区的地质情况。
2. 地下水位监测:监测地下水位的变化,了解地下水动态,判断地下水对地面塌陷的影响。
3. 地面形变监测:利用全球定位系统(GPS)、遥感技术等手段对地面形变进行监测,及时发现地面下沉的迹象。
4. 模型预测:基于岩溶地区的地质数据和监测数据,建立数学模型进行预测和评估,提前发现潜在的地面塌陷风险。
四、岩溶地面塌陷的防治措施为了减少岩溶地区地面塌陷的危害,需要采取以下防治措施:1. 填充堵塞:对发现的地下溶洞进行填充堵塞,阻止溶洞的继续发展和扩大。
2. 强固加固:对已形成的地面塌陷区进行强固加固,提高地面的承载能力。
3. 松土排水:通过松土和排水措施,改善地下水的排泄,减少地下水对地面塌陷的影响。
4. 监测预警:建立地面塌陷的监测预警系统,及时发现和预测地面塌陷的风险,采取相应的应急措施。
五、岩溶地面塌陷的影响岩溶地面塌陷对人类和环境都会带来严重的影响:1. 经济损失:地面塌陷会破坏建筑物、道路和农田,造成巨大的经济损失。
岩溶塌陷的灾情评估及防治措施.
岩溶塌陷的评估及防治措施一、岩溶塌陷的概念及产生原因岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区,其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础,而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。
大量塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约,一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。
岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度,是决定岩溶地面塌陷的直接因素,可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整,形成局部的不稳定;另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。
一般情况下,岩溶越发育,溶穴的开启性越好,洞穴的规模越大,则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分,由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。
塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。
据南方十省区统计,土层塌陷占塌陷总数的96.7%。
3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。
地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素,地下水径流集中和强烈的地带,最易产生塌陷,这些地带有:(1)岩溶地下水的主径流带;(2)岩溶地下水的(集中)排泄带;(3)地下水位埋藏浅、变幅大的地带(地段);(4)地下水位在基岩面上下频繁波动的地段;(5)双层(上为孔隙、下为岩溶)含水介质分布的地段,或地下水位急剧变化的地段;(6)地下水与地表水转移密切的地段。
岩溶塌陷形成机制及防治方法研究
岩溶塌陷形成机制及防治方法研究文章从岩溶地面塌陷的影响因素、形成机制和防治对策方面对岩溶地面塌陷进行研究,为岩溶地面塌陷的科学防治提供依据。
标签:岩溶塌陷形成机制防治方法本文综合研究了岩溶地面塌陷的影响因素及形成机制,在此基础上,提出了岩溶地面塌陷的防治对策,对于深化对岩溶地面塌陷的机制认识及科学防治岩溶地面塌陷具有一定的借鉴意义。
岩溶塌陷发育机理第一,渗透变形效应。
这是抽水引发塌陷的主要力学效应,在抽水过程中,由于岩溶水位的下降,第四系土层孔隙水向下渗流补给岩溶水的作用增强,在集中渗流点(岩溶管道开口、裂缝)附近,作用于上覆土层的水力坡度超过了土体发生渗透破坏的临界水力坡度,土体发生渗透变形破坏。
第二,真空负压效应。
岩溶水位下降速度过快、幅度过大或者岩溶管道系统中地下水的快速流动,均会在基岩面附近的岩溶管道裂隙系统产生负压。
为了达到新的压力平衡,负压将会加速土层中的孔隙水(气)向下补给岩溶含水层,提高在集中渗流点(岩溶管道开口、裂缝)附近作用于上覆土层的水力坡度,当水力坡度超过了土体发生渗透破坏的临界水力坡度,土体发生渗透变形破坏。
第三,浮托力丧失。
当岩溶地下水为承压时,岩溶水位的下降,将减小作用在土体中的浮托力,使土体更容易下塌、破坏,从而引起上覆土层的变形或破坏,产生土洞或塌陷。
第四,土体崩解。
当岩溶地下水为承压时,反复抽(排)岩溶水,会使土洞周围土体发生崩解,使土洞不断扩展,最后导致塌陷产生。
第五,真空负压效应。
由于地表蓄水,在回水范围内,第四系土层将处于饱水状态,提高土层的密封性能,当岩溶地下水的流速发生变化时,会在基岩面附近的管道裂隙系统中形成负压,产生真空负压效应。
第六,土洞顶板失稳。
当有土洞存在时,水库蓄水将使土层饱水增大土洞顶板的重量,使土洞发生破坏。
第七,荷载效应。
在土洞发育条件下,地面荷载如过往汽车、列车加载,使土洞顶板跨塌,导致地面塌陷。
第八,化学作用。
化学作用可使岩土的工程性质发生改变,使土层中的胶结物质、粘土矿物和其他矿物成份发生风化、溶解,化学反应的产生,改变土体颗粒的粒间联结特征,破坏原有结构,使土的含水量、孔隙度及压缩系数增高,内聚力与摩擦角降低,甚至由硬塑变为软塑或流塑状态,大大降低土体的抗渗强度,使土体更易发生渗透破坏。
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岩溶塌陷形成机理及处理
分析了潜蚀作用产生岩溶塌陷机理、溶蚀作用产生岩溶塌陷机理以及振动作用产生岩溶塌陷机理等常见岩溶坍塌形成机理,同时从注重地下水控制、加强塌坑回填控制、落实注浆控制以及科学使用强夯法等方面提出了岩溶塌陷处理有效途径,以期为我国岩溶塌陷预防和治理提供一些参考,降低岩溶塌陷灾害带来的损失。
标签:岩溶塌陷形成机理处理措施
岩溶塌陷即是覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏而产生塌陷。
岩溶塌陷是岩溶地区一项常见的地质灾害。
近年来,我国由于人为因素造成的岩溶塌陷地质灾害不断增多,这些岩溶塌陷灾害通常发生在人类聚居的城镇周围,不同程度地破坏当地的植被状况、房屋建筑、交通设施及地下水,直接影响人们的正常生活。
对此,应当注重岩溶塌陷的防治,有效降低岩溶塌陷地质灾害带来的财产损失和人员伤亡。
1常见岩溶坍塌形成机理
1.1潜蚀作用产生岩溶塌陷机理
潜蚀即是岩土体中细小颗粒一定水力坡度下的地下水流产生较大的动水压力冲动带走或溶滤掉易溶部分,其中,潜蚀又包括化学潜蚀和机械潜蚀两种。
潜蚀坍塌是岩溶坍塌形成的主要塌陷模式,尤其是在地下水主径流带附近或地表水、潜水与岩溶水水力交换频繁地带,潜蚀作用更加明显。
1.2溶蚀作用产生岩溶塌陷机理
可溶性盐含量相对较高的地区或是蒸发岩地区,通常会由于地下水的溶滤作用、溶解作用以及散解作用而破坏洞顶盖层土体,从而发生岩溶塌陷现象,即溶蚀塌陷。
如我国青海察尔汉盐湖区石盐层塌陷便是溶蚀作用产生的。
1.3振动作用产生岩溶塌陷机理
振动作用产生的动荷载通常会导致岩土体产生破裂位移效应、土体液化效应等效应,降低岩土体强度,从而产生岩溶塌陷现象,即振动坍塌。
地震、爆破以及机械振动是导致振动荷载的主要来源。
一些铁路沿线附近发生的岩溶塌陷现象的原因便是过量抽取地下水,同时长期火车通过产生的振动,降低岩土体的强度,从而使得岩土体产生岩溶塌陷。
2岩溶塌陷处理有效途径
2.1注重地下水控制
地下水控制措施是岩溶塌陷处理中的重要措施,广泛应用于岩溶塌陷的防治中,通过采取地下水人工回灌、恢复地下水平衡状态或停用取水水源来实现地下水位的恢复。
在进行地下水人工回灌时,应当确保回灌水质严格符合标准,避免回灌水污染地下水水质。
同时,结合当地的实际情况,制定科学、高效的水动力条件控制内容,对地下水位的急剧波动、抽水孔深度和抽水强度进行严格控制,同时对于地势低洼、易塌易渗和积水严重的地段采取相应的防渗流水的导流措施,设置相关反滤防渗联,避免地表水直接回灌。
2.2加强塌坑回填控制
在进行岩溶塌陷控制处理过程中,可以根据塌陷坑的实际坍塌情况,采取不同的回填处理措施进行塌坑回填。
在进行塌坑回填时,应当首先对塌坑内的塌陷松散物进行清理,再向塌坑内填充毛石、毛石混凝土及碎石土等,并综合使用通气减压方法。
在进行局部地段的塌陷坑回填时,可以在塌坑下部填入钢丝线,上部填入碎石、卵石填后对其进行夯实,严禁将细颗粒物质及垃圾作为回填物质。
2.3落实注浆控制
在岩溶塌陷综合治理中,注浆控制措施具有较高的实用性,通过对下步溶洞、空洞以及松散状态的砂岩开展排水注浆,在有效填充岩溶塌陷溶洞和空洞的同时,确保松散状态的砂岩胶结。
通过人工作业或机械作业的方法向坍塌体重注入水泥砂浆,以有效提升地基的强度和稳定性。
对于出现严重塌陷的道路路面,在整治过程中,也可以采用排水注浆法,有效填充坍塌路段地面下部的溶洞和空洞,确保处于松散状态的砂岩进行胶结,从而加强路面地基的稳定性。
2.4科学使用强夯法
在治理岩溶塌陷过程中,通常会使用到强夯法,通过机械设备对表土进行夯实,有效降低表土的压缩性,增大表土的密实度,有效增强土层的强度,平衡土层中产生的拱,从而有效提升稳定土层的厚度,以实现有效减少或避免发生岩溶塌陷现象。
同时,强夯法也能够有效破坏土层已经存在但尚未发展到地面的洞穴,有效消除岩溶塌陷安全隐患,实现岩溶塌陷有效控制。
3结束语
潜蚀作用、溶蚀作用以及振动作用均可引发岩溶塌陷,直接影响我国的经济发展和人民的正常生活。
对此,应当结合当地的实际地质条件和水文条件,注重地下水控制,同时加强塌坑回填控制,落实注浆控制,并科学使用强夯法,对岩溶塌陷进行科学预防和治理,降低岩溶塌陷灾害财产损失和人员伤亡。
参考文献
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