地质灾害类型及其危险性现状评估和预测评估

如题所述

第1个回答  2020-01-19

一、地质灾害类型及特征

河南段评估区地质灾害种类有采空塌陷、崩塌、地裂缝、风蚀沙埋及黄土湿陷等五种。

(一)采空塌陷

西北部沁阳市窑头至前步窑一带的铁矿、铝土矿和粘土矿,当地农民个体开采,采矿点多。据初步统计,采矿洞口60处,已引起地面裂缝和塌陷,如前步窑南约500m塌陷,φ100m,深3~5m。由于矿产开采多沿沟谷或山坡顺层面开采,因而大的塌陷并非成盆形,而是沿山坡成阶梯状塌落,并伴有地裂缝产生;小的采空塌陷形态不一,有槽形,也有漏斗形。多数塌陷坑,由于停采时间不长,一般尚未稳定,仍处于继续活动中(图11-4)。

图11—4 河南段(KO—K8)采空区分布图

郑州市西南部的三李煤田内已建成多个煤矿,位于刘堂—申河间,均在开采,具有一定规模。目前采空区尚未涉及到管线下部,继续开采则可能威胁到管线安全。此外,管线桩号K93+400—K98为压煤区,水磨村煤矿目前尚未开采,今后一旦开采时,会直接影响管线的安全。

(二)崩塌

黄河南岸黄土区,地形陡峭(坡度>55°),高度大于50m,节理裂隙发育,在河水冲刷下,经常造成岸边崩塌。崩塌体长数十米至数百米,体积大于1万m3,堵塞河道,破坏农田,对管线危害大。嵩箕山前倾斜岗地黄土区也有崩塌发生,由于侵蚀切割深度相对较小,所以崩塌规模一般较小。另外,西部山区见有采矿(石)坑(场)的边坡崩塌。

(三)地裂缝

主要分布在荥阳市北部古黄河冲积平原、太康及淮阳黄河冲积平原,多出现在长期干旱突降暴雨后,且多出现在村镇内。平面分布单个裂缝多呈锯齿状,排列方式有雁行式、放射状和互相穿插等,垂向特征上宽下窄,呈“V”字形,深数厘米至数米。

(四)风蚀沙埋

沙丘、沙地主要分布于古黄河冲积平原的东部条形岗地地带(K130—K170),沙地多成片状分布,沙丘多零星分布。现沙丘已被改造成耕地或为灌木和乔木林所覆盖,沙丘和沙地均已得到不同程度的控制。

(五)黄土湿陷主要分布于嵩箕山前倾斜岗地(K81—K117)。上更新世早期(

)的黄土状粉土,湿陷较强。中更新统为黄土状粉质粘土,局部具弱湿陷性。其次,古黄河冲积平原上更新统晚期(

)黄土状粉土,局部地带也具湿陷性。

二、地质灾害危险性现状评估

(一)采空塌陷

在窑头—校尉营(K1+950—K5+450)一带,近十余年来当地群众进行分散小规模开采铝土矿、粘土矿和铁矿。除个别为露天采矿外,大部分为巷道开采,产生大量的临空面,改变了整个岩体的平衡条件,致使上覆岩体产生移动和变形,发生地面塌陷,并产生地裂缝,引起道路和房屋墙体开裂。

在前步窑南约500m处有一塌陷坑(K5附近),其范围为直径约100m,塌陷深度3~5m,中间为一近南北向自然沟。在其附近,还有一个大塌陷坑,呈阶梯状下陷,北缘为塌陷形成的石灰岩陡坎,高约8~10m,塌陷范围据目测直径为200~300m。二级陡坎高约8m,处于大塌陷坑的内侧,宽80m,长约100~150m,分布在山坡上,同沟底的相对高差约100m左右。在前步窑附近的公路旁(K4+400附近),见一较小的矿坑塌陷,坑塌范围为2.5×3m,深0.8m。

(二)崩塌

崩塌主要发生在由黄土状粉土组成的黄河南岸,地层具大孔隙,垂直节理裂隙发育,在岸边形成直立的陡壁,高40~50m和90~100m。河水侧蚀作用导致边坡失稳,经常发生崩塌。崩塌体长度由数十米至数百米,体积可超过1万m3。堵塞河道、破坏农田,对工程建设不利。

黄土岗地中的崩塌类似于黄河河岸崩塌,发生在深切冲沟的陡壁上,由于长期降雨或突降暴雨,雨水沿垂直裂隙向下入渗,使土体重力增加,黄土强度降低而失稳造成崩塌,崩塌体积多小于1000m3。由于崩塌规模较小,除常见有崩塌堵塞道路外,一般对工程和居民生活无大的影响。

(三)地裂缝

1.荥阳北部(K53—K81)的地裂缝,除与抽取地下水有关外,还与湿陷性黄土,特别是掩埋的冲沟、古井、古墓等不良地质现象有关。这些冲沟、古井、古墓中后期的充填土多为松散—稍密状,如久旱后突降暴雨,下渗雨水会对填土进行潜蚀、冲刷、掏空,从而产生塌陷,从而造成地面下沉开裂,形成地裂缝(见表11-5)。

表11-5 西气东输管道工程河南段平原区地裂缝统计表

续表

2.太康、淮阳一带(K230—K310),地裂缝长度一般小于1000m,个别长度小于100m,宽度小于0.4m。其产生原因:一是浅部地层,多为较软的粉质粘土或粘质粉土;二是长期抽取地下水,引起地下水位不均匀下降,使地面产生裂缝进而造成房屋开裂,暴雨沿裂缝入渗,使地裂缝进一步扩大,是平原区地裂缝多发生在干旱暴雨后的主要原因。

(四)风蚀沙埋

位于薛店以东(K132—K170),由于该区段沉积有粉砂、粉细砂和粉土,这些砂经风力吹扬搬运,遇到灌木丛或村庄等阻碍,风沙就逐渐堆积起来,形成片状沙地和零星沙丘,呈东西向、南北向浑圆状、垅状、条带状,高度2~5m,其上多生长有灌木丛。而沙地多改良为农田,基本成固定或半固定状态,风蚀现象较轻微。个别地段由于植被覆盖受到破坏时,风蚀量较大,局部可见有扬沙现象。管线区风力侵蚀强度经与分级标准对照,风力侵蚀在Ⅲ级(轻度风沙)以下,对工程建设影响不大。

(五)黄土湿陷

一是晚更新世早期黄土,分布于嵩箕山前倾斜岗地,平均厚度为5.50m,湿陷系数δ。=0.026~0.067,湿陷量18~20cm,为Ⅰ级(轻微)非自重湿陷性黄土;二是晚更新世晚期黄土,分布于古黄河二级阶地,平均厚度4~5m,湿陷系数δs=0.028~0.036,湿陷量5~10cm,为Ⅰ级(轻微)非自重湿陷性黄土。

湿陷性黄土对工程的危害,主要表现为渠道渗漏,小型塌陷和路面塌坑,地面开裂,房屋裂缝等。如果当地下有掩埋的冲沟、古井、古墓时,甚至出现严重的塌陷,造成房屋开裂和倒塌。

三、地质灾害危险性预测评估

(一)采空塌陷

沁阳市窑头至前步窑采空塌陷面积较大,而且目前仍在采矿,塌陷区还在扩展。预测整个石炭、二叠系分布区都将成为采空塌陷区,输气管线穿过此塌陷区,将给工程设施带来很大危害,如措施不当,可使管道拉裂或剪断。建议绕避,另选线路。

(二)崩塌

输气管线通过的黄河南岸,岸高壁陡,在水流侧蚀的作用下经常发生岸边崩塌。此外,管线建设需开挖埋设,如措施不当,会使岸边的自然地形和植被遭到破坏,加剧岸边崩塌灾害的发生和发展。

对倾斜岗地黄土中的崩塌,由于规模较小,对管线工程即使有危害,尚属轻微。

低山丘陵地区,输气管线多沿山脊布设。一般情况下,即使发生岩体崩塌,也不可能对输气管线造成较大危害,但是,在管线穿过采空区地段,由于开矿放炮,使岩体松动破碎,有可能产生轻微—中等崩塌灾害。

从另一方面看,管线沟槽的开挖,使岩体或土体松动,稳定性降低,加之植被破坏,有利于降水入渗,造成岩土体压力增大,遇有长期降雨或突降暴雨,诱发和加剧崩塌的可能性是完全存在的。

(三)地裂缝

输气管沟开挖后破坏了原来的地层结构,处理不好将形成一个很长的地质疏松带,更加有利于降水入渗和地表水渗入,进而使地裂缝进一步扩大和发展。

(四)风蚀沙埋

评估区的沙丘、沙地分布范围较小,且已成为固定或半固定状态,一般风蚀量较小,对管线工程影响不大。但未来管线工程开挖沟槽,必将破坏植被,使沙丘、沙地疏松裸露,有可能诱发或加剧风沙的吹扬和部分土地沙漠化,还有可能造成水土流失。

(五)黄土湿陷

管线工程的开挖深埋,一方面减少了湿陷性黄土的厚度,有利于减少总湿陷量,减小湿陷性对工程的危害;另一方面,开挖沟槽,破坏了土层结构,有利于降雨入渗,如不采取有力的防水措施,有可能诱发或加剧黄土湿陷,造成更大的危害。总之,黄土湿陷土层厚度不大,管线开挖后又相应减小,按湿陷地质灾害危险性等级划分,一般应属轻微;局部地段如与不良地质现象同时存在时,可能达到中等,甚至出现严重的危害。

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