■胡公祥 ■江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊,江西 贛州 341000
一是地理位置:地面塌陷(沉降)災(zāi)害區(qū)位于瑞金市黃柏鄉(xiāng)胡嶺村杰子腦組,中心區(qū)地理坐標:東經(jīng)116°00'39″,北緯25°56'31″,2000 坐標系平面坐標:X=2870776,Y=39400927。319國道通過地面塌陷(沉降)中心區(qū)東側(cè),交通便利。
二是社會經(jīng)濟概況:評價區(qū)大部分為農(nóng)業(yè)人口,經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)為主,工業(yè)相對薄弱。農(nóng)業(yè)盛產(chǎn)大米、臍橙、桔子、柚子、蓮子,養(yǎng)殖業(yè)以螺旋藻養(yǎng)殖和鰻魚養(yǎng)殖為主。
三是地形地貌:調(diào)查區(qū)屬丘陵崗地和巖溶盆地,具北西高東南低的趨勢,海拔標高一般為198.0~400.0m,局部533m。地面塌陷(沉降)區(qū)屬巖溶盆地,為第四系覆蓋型石灰?guī)r地帶,地勢比較平坦、開闊,地面高程212.0 ~217.0m。
四是氣象水文:該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候,溫暖濕潤,雨量充沛。據(jù)瑞金市氣象局2008~2012年氣象資料,最近兩監(jiān)測點沙洲水庫和黃柏,年平均降雨量 1484.2mm,最大降雨量 1764.0mm,最小降雨量1066.5mm,其中每年的3~6月為豐水期,10月至翌年的元月為枯水期,2、7、8、9為平水期。瑞金市1981年~2010年30年蒸發(fā)量統(tǒng)計區(qū)內(nèi)的年均蒸發(fā)量為1465.5mm,最大蒸發(fā)量1878.5mm,最小蒸發(fā)量1220.8mm,其中每年的7、8 月蒸發(fā)量最大,12、1、2、3 月蒸發(fā)量最小。
一是地質(zhì)構(gòu)造:調(diào)查區(qū)位于武夷山新華廈系構(gòu)造與南嶺東西復(fù)雜構(gòu)造帶交接復(fù)合部位。以斷裂構(gòu)造為主,北東向、北西向、北北東向、近東西向斷裂均有所發(fā)育。規(guī)模較大的斷裂有北東向的赤嶺-觀音前斷裂(F13),區(qū)內(nèi)延長5.5 千米,寬0.05 ~0.5 米,走向 40°~55°,傾向南東,傾角以壓性斷裂為主,少量張性斷裂,傾向北西為主,傾角53°~81°,斷裂面舒緩波狀,見有擦痕,巖層被牽引,在白堊系紅層中斷裂以裂隙密集帶的形式出現(xiàn),力學(xué)性質(zhì)為壓扭性。
二是水文地質(zhì)特征:調(diào)查區(qū)為巖溶盆地,根據(jù)含水層巖性、成因類型、地下水賦存條件及水力特征,將地下水分為松散巖類孔隙水(Q)、碳酸鹽巖類巖溶水(C2H)和碎屑巖類基巖裂隙水(K2g、C1z)三大基本類型,由于基巖裂隙水富水性貧乏,且分布于盆地邊緣,構(gòu)成巖溶水相對隔水邊界,與地面塌陷(沉降)無直接關(guān)系,在此不細述。
導(dǎo)致勘查區(qū)地面塌陷(沉降)的因素比較復(fù)雜,它不僅與地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水文地質(zhì)條件有關(guān),也與地形、地貌及地下水活動有關(guān),還與開采地下水以及其它人類活動都有著直接或間接的關(guān)系。引發(fā)地面塌陷(沉降)的原因既有地質(zhì)環(huán)境因素,也有人為因素。主要因素有:
一是可溶巖地層是產(chǎn)生地面塌陷(沉降)的基礎(chǔ)條件:勘查區(qū)為覆蓋型灰?guī)r區(qū),上覆11.26~26.20米厚的第四系地層,下伏石炭系上統(tǒng)壺天群厚層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r,灰?guī)r主要化學(xué)成分為碳酸鈣,具可溶性,在具流動性的地下水介質(zhì)作用下易被溶蝕成溶洞,而溶洞,特別是第四系下伏的淺部溶洞又是產(chǎn)生塌陷的主導(dǎo)因素。溶洞形成后,在地下水的作用下,把溶洞上部土層顆粒逐漸帶走,形成土洞,使土層工程性質(zhì)局部變差,在一定條件下,產(chǎn)生塌陷。
勘查區(qū)巖溶發(fā)育,在施工的7個鉆孔中,有6個鉆孔見有溶洞,鉆孔遇洞率為85.7%,鉆孔遇見溶洞洞高0.67~9.65米,線巖溶率23.6%。巖溶發(fā)育地段,塌陷也發(fā)育。
二是地下水水位的劇烈變動是產(chǎn)生地面塌陷的主要條件:巖溶地面塌陷的形成與地下水的作用密切相關(guān),主要機理包括:滲透變形效應(yīng),由于巖溶水位的下降,第四系土層孔隙水向下滲透補給巖溶水的作用增強,在集中滲流點(巖溶管道開口、裂縫)附近,作用于上覆土層的水力坡度超過了土體發(fā)生滲透破壞的臨界水力坡度,土體發(fā)生滲透變形破壞。真空負壓效應(yīng),由于巖溶水水位下降過快、幅度過大,第四系孔隙水(氣)來不及補給巖溶含水層,在基巖面附近的巖溶管道裂隙系統(tǒng)中,就會瞬時產(chǎn)生負壓,最大負壓值可以達到相當于巖溶水位下降幅度的水柱高度,為了達到新的壓力平衡,將會加速土層中的孔隙水(氣)向下補給巖溶含水層,提高在集中滲流點(巖溶管道開口、裂縫)附近作用于上覆土層的水力坡度,當水力坡度超過了土體發(fā)生滲透破壞的臨界水力坡度,土體發(fā)生滲透變形破壞。因此,從這一角度看,真空負壓效應(yīng)誘發(fā)塌陷的本質(zhì)還是土體的滲透變形,其主要發(fā)生在人類活動導(dǎo)致的水位大幅度快速下降條件下,本勘查區(qū)的大量抽取地下水導(dǎo)致水位快速下降,就會引起這種真空負壓效應(yīng),而產(chǎn)生塌陷。
一是嚴格控制地下水開采量,目前(今年8月份前),地下水開采量達6760m3/d,其中居民生活飲用水866m3/d,螺旋藻養(yǎng)殖基地943m3/d,最大開采量1716m3/d,養(yǎng)鰻場4008m3/d。而地下水允許開采量為3470m3/d,實際開采量是允許開采量的1.95倍,區(qū)域地下水位已下降了0.60~1.10米。為控制地下水位下降,并逐漸恢復(fù)至正常水位,建議嚴格控制地下水開采量。為科學(xué)、合理開采地下水,控制主要地面沉降點的地下水位降深,根據(jù)多井抽水過程,按干擾井群抽水計算,預(yù)測各主要地面沉降點的地下水位降深。
二是在地面塌陷(沉降)隱患區(qū),對各地面沉降點進行定期監(jiān)測,當發(fā)現(xiàn)沉降加劇時,應(yīng)加密監(jiān)測,并劃出危險區(qū),設(shè)立警示牌,及時疏散沉降危險區(qū)居民。
三是在地面塌陷(沉降)重點防治區(qū),除對各地面沉降點進行定期監(jiān)測外,對沉降明顯,影響居住安全的地段,建議進行地基加固處理,加固方法可采用注漿法,即按一定間距鉆孔往地基土內(nèi)注入水泥漿,加固深度以8米為宜。
通過上文的敘述分析我們可以得知,地面塌陷是非常嚴重的一種自然災(zāi)害,會對人們的生命財產(chǎn)安全造成直接的威脅,需要引起人們足夠的重視。如果有地面塌陷問題出現(xiàn),就需要結(jié)合具體情況,科學(xué)選擇勘察手段,從多個方面來勘察,分析地面塌陷形成的原因,以便采取針對性的控制手段,最大限度的降低地面塌陷所帶來的危害。
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