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地质灾害科普知识全套.doc

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地质灾害包括自然因素和人为活动引发的危害人民生命和财产安全的滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。 根据广东省地质灾害发生及造成损失的情况看,以崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷为主,以下主要针对这四种地质灾害介绍。 第一章 地质灾害的类型及成因 一、崩塌 (一)崩塌定义 高陡斜坡(含人工边坡)上的岩土体完全脱离母体后,以滚动、跳动、坠落等为主的移动现象与过程,称为崩塌。危岩体是正在开裂变形,并可能发生崩滑的危险山体(图1-1)。 该类灾害具有下落速度快、发生突然,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌对斜坡底部的房屋、道路及其它建筑物危害很大,极易造成人员伤亡事故。 (二)崩塌分类 按崩塌体的物质组成分为两大类:一是产生在土体中的,称为土崩。二是产生在岩体中的,称为岩崩。当其岩崩的规模巨大,涉及到山体者,又俗称山崩。当其崩塌产生在 图1-1 崩塌示意图 河流、湖泊或海岸上时,称为岸崩。 按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。 (三)崩塌的形成条件 岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件,又统称地质条件,它是形成崩塌的基本条件。 1、岩土类型:一般而言,各类岩、土都可以形成崩塌,但不同类型,所形成崩塌的规模大小不同。通常,岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌;页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等往往以小型坠落和剥落为主。 2、地质构造:各种构造面,如节理、裂隙面、岩层界面、断层等,对坡体的切割、分离,为崩塌的形成提供脱离母体(山体)的边界条件。坡体中裂隙越发育,越易产生崩塌,与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面,最有利于崩塌的形成。 3、地形地貌:江、河、湖(水库)、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位,坡度大于45度的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。 能够诱发崩塌的外界因素很多,主要有: 1、地震:地震引起坡体晃动,破坏坡体平衡,从而诱发崩塌。一般烈度大于7度以上的地震都会诱发大量崩塌。 2、融雪、降雨:特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,软化岩、土及其中软弱面,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。 3、地表水的冲刷、浸泡:河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土,降低坡体强度,也能诱发崩塌。 (四)可能诱发崩塌的人类工程经济活动 在形成崩塌的基本条件具备之后,诱发因素就显得重要了。诱发因素作用的时间和强度都与崩塌有关。能够诱发崩塌的外界因素很多,其中人类工程活动及人类经济(生产)活动是诱发崩塌的一个重要原因。 1、采掘矿产资料:我国在采掘矿产资源活动过程中出现崩塌的例子很多。有露天采矿场边坡崩塌,也有地下采矿形成采空区引起地表崩塌的。较常见的如煤矿、铁矿、磷矿、石膏矿、粘土矿等。 2、道路工程开挖边坡:修筑铁路、公路时,开挖边坡切割了外倾的或缓倾的软弱地层,加之大爆破对边坡强烈震动,有时削坡过陡都可以引起崩塌。此类实例较多。 3、水库蓄水与渠道渗漏:这里,主要是水浸润和软化作用,以及水在岩体(土体)中的静水压力、动水压力,可能导致崩塌发生。 4、堆(弃)渣填土:加载、不适当的堆碴、弃碴、填土,如果处于可能生产崩塌的地段,等于给可能的崩塌体增加了荷载,从而可能而诱发崩塌。 5、强烈的机械震动。如火车机车行进中的震动,工厂锻轧机械震动均可起诱发作用。 二、滑坡 (一)滑坡定义 图1-2 滑坡示意图 滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物(图1-2)。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。 (二)滑坡的形成条件 滑坡的形成与气象水文、地层岩性、地质构造、地形地貌、外营力改造和人类工程活动等因素密切相关。松散土体和高陡的斜坡是形成滑坡的内因,河流冲刷及淘蚀是产生滑坡的外因,人类工程活动和降雨是发生滑坡的主要诱发因素。 1、地层岩性:岩、土体是产生滑坡的物质基础。通常,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松软,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质易发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。 2、地质构造:斜坡岩、土只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才可能具备向下滑动的条件。同时,构造面又为降雨等进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层理面、岩性界面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。 3、地形地貌:只有处于一定地貌部位、具备一定坡度的斜坡才可能发生滑坡。一般江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10度、小于45度、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生滑坡的有利地形。 4、水文地质作用:各种软弱层、强风化带因组成物质中粘土成分多,容易阻隔、汇聚地下水,如果上坡上方或侧方有丰富的地下水补给,则这些软弱层或风化带就可能成为滑动带而诱发滑坡。 地下水在滑坡的形成和发展中的主要作为表现为: 地下水进入滑坡体增加了滑体的重量,滑带土在地下水的浸润下抗剪强度降低;地下水位上升产生的静水压力对上覆不透水层产生浮托力,降低了有效正压力和摩擦阻力;地下水与周围岩体长期作用改变岩土的性质和强度,从而引发滑坡;地下水运动产生的动水压力对滑坡的形成和发展起促进作用。 5、人为工程活动影响 不合理人为工程活动,如人工开挖斜坡前缘开挖坡脚或后缘堆载,改变了斜坡的外形和应力状态,增大了滑体的下滑力,减小了斜坡的支撑力,从而引发滑坡。农田灌溉、水渠和水池漫溢和漏水、废水排放等加剧滑坡的可能性。 (三)可能诱发滑坡的人类工程经济活动 违反自然规律,破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如: 1、开挖坡脚:修建公路、铁路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如,我国西南、西北的一些铁路、公路,因修建时大力爆破、强行开挖,事后,陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。 2、蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和漏水、工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化土石,增大坡体容重,从而促进或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可诱发滑坡发生。 3、堆填加载:在斜坡上大量兴建楼房、修建重型工厂、大量堆填土石、矿渣等,使斜坡支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是矿厂废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。 此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩土体受振动而破碎,产生滑坡,在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡;等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。 三、泥石流 (一)泥石流定义 泥石流是山区常见的一种自然地质灾害,大都形成于沟谷和坡地,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。泥石流灾害具有突然爆发、历时短暂和破坏力强大的特点,是各种自然因素和人类工程活动因素共同作用的产物。 (二)泥石流的形成条件 泥石流的形成通常需要具备以下三个条件:有物源条件、水源条件和特定的地貌条件(图1-3)。 1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。固体松散物的来源决定于地层岩性、风化作用和气候条件等因素。 图1-3 泥石流示意图 物源条件主要受地质构造和岩性、新构造运动、不良物理地质作用、人类工程活动等因素的制约。在断裂强烈发育带,岩石破碎,易风化而处于不稳定状态,从而为泥石流提供了丰富的固体物质;岩石性质不仅决定着岩体破坏的难易和方式,而且还决定所形成泥石流的性质。 2、地形地貌条件:地形地貌条件是形成泥石流的内因和必要条件,它制约着泥石流的形成和运动,影响着泥石流的规模和特性。在泥石流的形成条件中,地形地貌条件是相对稳定的,其变化是缓慢的,同时在泥石流的活动过程中,也被再塑造。 地形地貌对泥石流的发生和发展主要具有两个方面的作用:首先是通过沟床的地势条件为泥石流提供位能,赋予泥石流一定的侵蚀、搬运和堆积的能量;同时在坡地或沟槽的一定演变阶段内,提供足够数量的水体和土体。沟谷的流域面积、沟床纵坡降、流域内山坡平均坡度、沟谷形态以及植被覆盖情况等都对泥石流的形成和发展具有重要的作用,泥石流的发生、发展和分布无不受到山地地貌特征的影响。 泥石流活动的过程形成—运移—堆积就是地表一次破坏和塑造过程:平面呈一不对称的哑铃形成区和堆积区的形态极不稳定;形成区由条带状向树枝状发展;流通区在发展过程中相对稳定;堆积区由于流域内来沙量的增长而不断扩展,进逼下游大河变形,导致河流改道。 3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。 (三)可能诱发泥石流的人类工程经济活动 由于工农业生产的发展,人类对自然资源的开发程度和规模也在不断发展。当人类活动违反自然规律时,必然引起大自然的报复,有些泥石流的发生就是由于人类不合理的开发而造成的。近年来,因为人为因素诱发的泥石流数量正在不断增加。可能诱发泥石流的人类工程经济活动主要有以下几个方面: 1、不合理开挖:修建铁路、公里、水渠以及其他工程建筑的不合理开挖。有些泥石流就是在修建公路、水渠、铁路以及其他建筑活动时破坏了山坡表层而形成的。如香港多年来修建了许多大型工程和地面建筑,几乎每个工程都要劈山填海或填沟方可获得合适的建筑场地。1972年一次暴雨,使正在施工的挖掘工程现场120人死于滑坡造成的泥石流。 2、不合理的弃土、弃渣、采石:不合理的弃土、弃渣及采石等形成的泥石流事例很多。如四川冕宁县泸沽铁矿汉罗沟,因不合理堆放弃土矿渣,1972年一场大雨暴发了矿山泥石流,冲出松散固体物质约10万立方米,淤埋成昆铁路300米和喜(德)——西(昌)公路250米,中断行车,给交通运输带来严重损失。 3、滥伐乱垦:滥伐乱垦会使植被消失、山坡失去保护、土体疏松、冲沟发育,大大加重水土流失,进而山坡稳定性破坏,滑坡、崩塌等不良地质现象发育,结果就很容易产生泥石流。如甘川公路石坳子沟山上大耳头,原是森林区,因毁林开荒,1976年发生泥石流毁坏下游的村庄、公路,造成人民生命财产的严重损失。当地群众说:“山上开亩荒,山下冲个光”。 (四)滑坡、崩塌和泥石流之间关系 1、滑坡与崩塌的关系 滑坡和崩塌如同孪生姐妹,甚至有着无法分割的联系。它们常常相伴而生,产生于相同的地质构造环境中和相同的地层岩性构造条件下,且有着相同的触发因素,容易产生滑坡的地带也是崩塌的易发区。例如宝成铁路宝鸡—绵阳段,即是滑坡和崩塌多发区。崩塌可转化为滑坡:一个地方长期不断地发生崩塌,其积累的大量崩塌堆积体在一定条件下可生成滑坡;有时崩塌在运动过程中直接转化为滑坡运动,且这种转化是比较常见。有时岩土体的重力运动形式介于崩塌式运动和滑坡式运动之间,以至人们无法区别此运动是崩塌还是滑坡。因此地质科学工作者称此为滑坡式崩塌,或崩塌型滑坡、崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化:崩塌体击落在老滑坡体或松散不稳定堆积体上部,在崩塌的重力冲击下,有时可使老滑坡复活或产生新滑坡。滑坡在向下滑动过程中若地形突然变陡,滑体就会由滑动转为坠落,即滑坡转化为崩塌。有时,由于滑坡后缘产生了许多裂缝,因而滑坡发生后其高陡的后壁会不断的发生崩塌。另外,滑坡和崩塌也有着相同的次生灾害和相似的发生前兆。 2、滑坡、崩塌与泥石流的关系 滑坡、崩塌与泥石流的关系也十分密切、易发生滑坡、崩塌的区域也易发生泥石流,只不过泥石流的暴发多了一项必不可少的水源条件。再者,崩塌和滑坡的物质经常是泥石流的重要固体物质来源。滑坡、崩塌还常常在运动过程中直接转化为泥石流,或者滑坡、崩塌发生一段时间后,其堆积物在一定的水源条件下生成泥石流。即泥石流是滑坡和崩塌的次生灾害。泥石流与滑坡、崩塌有着许多相同的促发因素。 四、地面塌陷 (一)地面塌陷定义 地面塌陷是指地表岩土体受自然因素作用或人类工程活动影响向下陷落,并在地面形成塌陷坑洞而造成灾害的现象或过程。引起地面塌陷的动力因素主要有地震活动、降雨、地下采矿及大量抽排地下水等。 (二)地面塌陷常见类型 地面塌陷按其成因可分为自然塌陷(暴雨塌陷、洪水塌陷、地震塌陷、重力塌陷)和人为塌陷(坑道排水突水塌陷、采空区塌陷、抽汲岩溶地下水塌陷、水库蓄水或引水塌陷、振动或加载塌陷、地表水或污水下渗塌陷、多种成因复合塌陷)两大类,而据不同的诱发因素又可分为11种类型。 1、自然塌陷 (1) 暴雨塌陷 暴雨可导致土体迅速充水增重和地表水的强烈渗透,或在一定条件下引起岩溶地下水位的急剧上升而产生正压冲爆作用,都可导致塌陷的发育。 (2)洪水塌陷 在河、湖近岸地带,第四系冲积层中的潜水位和岩溶地下水位均随地表洪水位而波动,由于两者渗透性的差异,在波动过程中不但可产生有利于渗透潜蚀作用的附加水头,而且还产生正、负压力的作用,都可导致塌陷的产生。 (3) 地震塌陷 在构造地震临近震中的强震区,因地震力的冲击或液化作用可产生一系列的塌陷,如 1975年2月4日的海城7.3级地震,产生塌坑200余个;1976年8月27日的唐山8级地震产生塌坑约120余处。 (4) 重力塌陷 在岩溶发育过程中,地下洞穴、管道在崩塌作用下不断扩展,最后导致顶板盖层在重力作用下失稳陷落的现象,在岩溶山区并不罕见,岩溶漏斗、地下河天窗、岩溶障谷、天生桥等地表岩溶形态,有许多就是塌陷的遗迹。在覆盖岩溶区的自然塌陷,也往往是土洞 扩展导致其顶板在重力作用下失稳塌陷。 2、 人为塌陷 (1) 坑道排水、突水塌陷 指由于矿坑、隧道、人防及其它地下工程排水或突水产生的塌陷,其中以矿坑排、突水为主。凡处于覆盖岩溶区的矿区,在其排水疏干过程中,几乎都不可避免地产生塌陷。由于矿坑排水降深达10~300 m以上,疏干影响范围可达1~20 km以外。因此,在各类人为塌陷中,这类塌陷范围最广,可达数至数十平方公里;塌陷数量最多,达数百至数千个;塌陷持续时间最长,有的可达20年以上;危害也最严重,造成巨大的经济损失,甚至使矿山封井停采。 (2)采空区塌陷 在地下开采矿山,由于采空区上覆岩土体发生变形、破裂和冒落造成地表变形、塌陷。从平面上看,地表塌陷区比下部的采空区范围大,地表不同部位塌陷特点亦不同:中部塌陷速度及幅度最大,无明显地裂缝产生;内边缘区下沉不均匀,呈凹形向中心倾斜,为应力挤压区;外边缘区下沉不明显,易形成张性裂缝,为应力拉张区。从剖面上看,采空区塌陷呈下窄上宽的漏斗状。 (3)抽汲岩溶地下水塌陷 主要由于水井抽水引起,分布较为普遍。当覆盖层厚度较薄(一般<10~20 m)、抽水降深达到5~10m时,多有塌陷产生。由于抽水降深有限,其影响范围约100~2000 m;塌陷坑数量较少,一般几个至十几个,仅在集中供水源地有较大规模的塌陷产生。如由6口抽水井组成的贵州水城水钢供水源地,有14口井周围出现塌陷1000多个,范围达4km2;河北秦皇岛柳江供水源地1987年开始抽水,不到一年的时间产生塌陷286个,范围达3.7km2。抽水塌陷影响最大的是城市市区和铁路沿线,前者己见于贵阳、昆明、武汉、杭州、 南京、广州等6个省会和桂林、柳州、玉林、遵义、安庆、湘潭、梆州、黄石、九江、徐州、唐山、鞍山等20多个中小城市;后者影响显著的有津浦线泰安车站、浙赣线分宜车站及沈大线瓦房店市三家子等处,往往造成断道停运,甚至列车脱轨、颠覆。 (4)水库蓄水或引水塌陷 岩溶洼地、谷地的小型水库及少量中型水库,由于水体增荷、渗漏潜蚀及雨季地下水 位迅猛变化产生的正负压力和冲爆等多种作用,常使库区产生塌陷,造成水库病害甚至报废。主要分布于广西、贵州、湖南、云南、四川等省区,湖北、江西等地也有发生。其规模一般较小,塌陷数量少、强度较弱,但往往多次复活而不易稳定。水库塌陷在悬托型河谷极易产生,在峰丛、丘丛洼地中的水库,其下往往有暗河管道发育,也易塌陷。此外,引水渠道渗漏也可诱发塌陷。 (5)振动或加载塌陷 爆破和机械振动或加载,是使覆盖岩溶区处于接近极限平衡状态的隐伏土洞产生塌陷 的诱因,它往往与其它因素联合作用。如武汉中南轧钢厂堆料场的塌陷,就是在抽水的潜蚀作用形成隐伏土洞基础上,经钢绽和煤堆的加载而形成。震动引起的塌陷在铁路路基附近较为常见,此外,在桂林尚见有采石场和航道清礁爆破震动引起其附近产生塌陷的实例。 (6)地表水、污水下渗塌陷 在厂矿建筑区,由于场地排水不良造成地表水下渗潜蚀或地表污水下渗溶滤也能导致塌陷的产生。此外,城市上、下水管道渗漏,春耕泡田水下渗都可诱发塌陷。 (7)多种成因复合塌陷 由上述11种自然或人为因素的2种以上共同作用而形成的塌陷,需根据实际情况确定。 五、地面沉降 (一)地面沉降定义 地面沉降是指在自然因素或人为因素影响下发生的幅度较大、速率较大的地表高程垂直下降的现象。意大利威尼斯城最早发现地面沉降,之后随着经济发展,人口增加和地下水(油气)开采量增大,世界上许多国家如美国、日本、墨西哥、欧洲和东南亚一些国家均发生了严重的地面沉降。 地面沉降的特征是主要发生于大型沉积盆地和沿海平原地区的工业发达城市及油气田开采区。其特点是涉及范围广,下沉速率缓慢,往往不易被察觉;在城市内过量开采地下水引起的地面沉降,其波及的面积大;地面沉降具有不可逆特性,就是用人工回灌办法,也难使地面沉降的地面回复到原来的标高。近年来,在软土等不良工程土体较发育地区,由于人类工程活动造成的基础不均匀沉降现象成为影响大型工程建设的主要原因之一。因此地面沉降对于建筑物、城市建设和农田水利设施危害极大。 (二)地面沉降成因 地面沉降的原因颇多,有地质构造、气候等自然因素,也有人为原因。近年来,人类工程活动成为地基岩土体较差区地面沉降的主要原因之一,人类工程活动既可导致地面沉降,又可加剧地面沉降,其主要表现在以下几方面: 1、大量抽取液体资源(地下水、石油等)、地下气体(天然气、沼气等)活动是造成大幅度、急剧地面沉降的最主要原因; 2、采掘地下团体矿藏(如沉积型煤矿、铁矿等)形成的大范围采空区,及地下工程(隧道、防空洞、地下铁道等)是导致地面下沉变形的原因之一。 3、地面上的人为振动作用(大型机械、机动车辆等及爆破等引起的地面振动)在一定条件下也可引起土体的压密变形。 4、重大建筑物、蓄水工程(如水库)对地基施加的静荷载,使地基土体发生压密下沉变形。 5、由于在建筑工程中对地基处理不当,即地基勘探不周。 从地层结构而言,透水性差的隔水层(粘土层)与透水性好的含水层(砂质土层、砂层、砂砾层)互层结构易于发生地面沉降,即在含水性较好的砂层、砂砾层内抽排地下水时,隔水层中的孔隙水向含水层流动就会引起地面沉降。 从成因上看,我国地面沉降绝大多数是地下水超量开采所致,地域分布具有明显的地带性(松散岩层区): 1、大型河流三角洲及沿海平原区(长江、黄河、海河、辽河下游平原及河口三角洲地区); 2、小型河流三角洲区(东南沿海地区); 3、山前冲洪积扇及倾斜平原区(北京、保定、邯郸、郑州、安阳等); 4、山间盆地和河谷地 六、地裂缝 (一)地裂缝定义 地裂缝是指岩体或土体中直达地表的线状开裂。它可以是现今构造活动在地面产生的地表破裂,也可能是人为工程经济活动对地质环境的强烈影响的一种反应,如人为开采地下水的影响。多数情况下是自然或人为复合作用的结果。 (二)地裂缝分类 地裂缝的形成原因复杂多样。地壳活动、水的作用和部分人类活动(如矿山开采等)是导致地面开裂的主要原因。按地裂缝的成因,常将其分为如下几类: 地震裂缝:各种地震引起地面的强烈震动,均可产生这类裂缝。 基底断裂活动裂缝:由于基底断裂的长期蠕动,使岩体或土层逐渐开裂,并显露于地表而成。 隐伏裂隙开启裂缝:发育隐伏裂隙的土体,在地表水或地下水的冲刷、潜蚀作用下,裂隙中的物质被水带走,裂隙向上开启、贯通而成。 松散土体潜蚀裂缝:由于地表水或地下水的冲刷、潜蚀、软化和液化作用等,使松散土体中部分颗粒随水流失,土体开裂而成。 黄土湿陷裂缝:因黄土地层受地表水或地下水的浸湿,产生沉陷而成。 胀缩裂缝:由于气候的干、湿变化,使膨胀土或淤泥质软土产生胀缩变形发展而成。 地面沉陷裂缝:因各类地面塌陷或过量开采地下水、矿山地下采空引起地面沉降过程中的岩土体开裂而成。 滑坡裂缝:由于斜坡滑动造成地表开裂而成。 第二章 广东省地质灾害概况 广东省地处我国大陆南部,北回归线横贯中部,依南岭、濒南海,全年湿地多雨,夏季多台风。地壳活动频繁,内外地质作用形成了特殊的地质环境,从而成为我国东南沿海地质灾害多发区之一。 一、广东省地质灾害现状 广东省地质灾害总体分布特点是点多面广、规模小、危害严重。主要类型有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降和地裂缝等。自1999年以来,广东 表1-3 广东省近年地质灾害情况表 年 份 灾害次数 (次) 死亡人数 (人) 受伤人数 (人) 经济损失 (亿元) 1994 12 32 1.1 1995 15 85 18 1.0 1996 17 45 14 1.5 1997 24 147 426 6.1 1998 49 115 35 6.2 1999 57 91 7 1.25 2000 48 74 54 1.5 2001 78 60 25 3.03 2002 42 69 55 4.55 2003 27 19 6 0.24 2004 55 29 14 0.56 2005 78 66 13 3.87 2006 178 139 63 6.99 省已开展完成50个县市的地质灾害调查与区划工作,完成调查面积109974km2,占全省陆地面积的61.8%,查明和发现地质灾害点或地质灾害隐患点共7252处,其中崩塌3789处,滑坡2772处,地面塌陷584处,泥石流100处,地裂缝7处。而威胁人口100人以上的地质灾害隐患648处。每年人为因素诱发的地质灾害占全年总数的78.2%以上;自然因素诱发的地质灾害占21.8%。 据不完全统计,2001~2006年8月31日,全省共发生较大地质灾害673宗,造成死亡(含失踪)433人,受伤203人,直接经济损失21.92亿元。其中2001年死亡60人,受伤25人,直接经济损失3.03亿元;2002年死亡69人,受伤55人,直接经济损失4.55亿元; 2003年死亡36人,受伤18人,直接经济损失1.08亿元; 2004年死亡26人,受伤14人,直接经济损失0.56亿元; 2005年死亡78人,受伤31人,直接经济损失5.87亿元。2006年全省共发生中小型地质灾害45000多宗,造成死亡131人(韶关33人、梅州30人、潮州19人、云浮10人、佛山9人、茂名8人、肇庆6人、河源5人、广州增城4人、汕头3人、惠州2人、汕尾1人、阳江1人),失踪33人(韶关市乐昌31人、茂名2人),受伤61人,倒塌房屋12.85万间,毁坏耕地150多万亩(其中农田120多万亩),直接经济损失6.83亿元。 二、广东省主要地质灾害概况 (一)崩塌、滑坡、泥石流灾害 崩塌、滑坡、泥石流是广东省地质灾害中发生最为普遍,数量也最多的一类,具有突发性强,分布范围广和一定的隐蔽性等特点,每年都造成较大的经济损失和人员伤亡,是国民经济建设及社会发展的严重制约因素。 1、发育分布基本情况 据统计,全省崩塌、滑坡分布几乎遍及各市,泥石流则较集中分布在粤西北、粤中和粤西的山区。 崩塌、滑坡多发生在地形高差大的山地、丘陵、台地的边坡,河流、水库、冲沟、及海岸的岩坡等地,以及山区铁路、公路边坡、矿山、采石、和建筑施工场地等。泥石流则集中在山区,地形上都具备山高沟深,地势陡峻、河床纵坡降大,流域形状便于水流汇集,相对高差不少于100m。 2、崩塌、滑坡、泥石流概述 Ⅰ、崩塌 崩塌的发生往往是突发性的,当崩塌体下面有人群居住或活动时,将造成巨大损失,据调查,全省较大的崩塌有145处,近十年发生的崩塌,以人为因素引发的为主,典型的实例有: (1)英德八宝山清水坑锡矿,由于长期开矿,将矿坑顶部风化裂隙发育的桂头群石英砂岩形成鹰咀状的悬崖峭壁,于1991年4月29日悬崖发生崩塌,位于悬崖下的工棚及选矿场被埋,造成死亡21人,选矿设备被摧毁的特大伤亡事故。总石方4000m3,直接经济损失23万元。 (2)四会县黄田镇坟帐布厂后山,由于在建厂房时开挖人工边坡,于1992年7月10日发生滑坡灾害,约6000m3土方把山脚的主要厂房全部压塌,7人被埋,5人死亡,直接经济损失约100万元。 (3)新丰县境内105国道某段,由于开挖路基,使多处路段坡脚陡度增大,造成岩石体失稳,于1992年3月20日至4月6日,共发生大小崩塌29处,涉及长度583m,土方量2827m3,造成长时间交通中断。 (4)封开县长安镇宝山采石场,由于长期违章开采,造成开采面陡立,于1997年4月28日导致山体崩塌,8人死亡、2人重伤,三部手扶拖拉机损毁的重大伤亡事故,直接经济损失25万元。 Ⅱ、滑坡 滑坡在全省分布很广,与崩塌成因相似,这两种灾害在广东省常相伴发生,据统计全省较大规模滑坡有136处,近十年来亦以人为因素引发有为主,较典型的实例有: (1)五华县潭下桐坑石灰岩矿区,该矿由于个体户矿井乱挖滥采,于1990年10月16日,导致矿井采空区塌陷,继而诱发大面积山体滑塌,滑坡体面积8000m2,陷落土石方约3×104m3,造成10人死亡,使国营矿山电房与主井报废,估计直接经济损失100万元。 (2)和平县东山岭滑坡群一老(古)滑坡体,自南向北沿东山岭NE15°依次发育了四个滑坡体,井处于不稳定的蠕动变形阶段。1946年汛期4号滑坡体骤滑曾造成民房破坏、1人死亡;1995年3号滑坡体发生滑动,使滑坡体范围扩大;1996年汛期1、2、3号滑坡体都发生过滑坡,导致滑坡前缘跨塌,山体严重失稳变形,山腰出现许多巨大裂缝和错台,虽未造成重大损失和人员伤亡事故,但威胁坡脚3~5层办公楼及住宅,威胁居民498户2187人。堵塞和平河,形成灾害链,整个县城将会造成水库,使和平河上下游的人民群众造成不可估量的损失。 Ⅲ、泥石流 泥石流是在松散的固体物质来源丰富和地形条件有利的前提下,通过暴雨或水体溃决等因素的激发而产生的,而且往往是由崩塌、滑坡给泥石流提供丰富的固体物源。 广东省发生的泥石流数量较少,据调查仅25处,但其突然暴发的泥砂、石块洪流,凶猛异常,给当地造成极大灾难,近十年较典型的实例有 : (1)南雄县龙华山南麓苍石乡,地处山区,于1991年9月7日该地降雨量达322mm的暴雨,引致山洪暴发,造成严重的泥石流,导致大片农田、房屋损毁,34人死亡,伤17人,直接经济损失约1亿元。 (2)从化市鳌头镇石咀至黄茅村一带,于1997年5月8日凌晨2时至9时降雨量超过400mm的特大暴雨,引发了山体滑坡、崩塌,在洪流的激发作用下,形成来势凶猛的泥石流,在该地6.6×4km范围内发生了以泥石流为主体伴有滑坡、崩塌等综合性地质灾害共100多处,倒塌与毁坏房屋6000多间,7500人无家可归,1.8万亩农田被泥、砂石覆盖无法耕种,公路及桥梁受破坏,死亡62人,失踪10人,受伤150人,经济损失3.5亿元。 (3)恩平市茶山坑水库,副坝建在断层上,而且当时未作清底,存在坝基不稳的隐患,于1998年6月21日至25日连降暴雨,水库排洪乏力,造成副坝溃决,诱发规模巨大的泥石流,造成大片农田、房屋损毁,死亡40多人,经济损失5亿元。 (4)京珠高速公路靠椅山南线隧道在施工过程,由北向南约800m处,遇软弱夹层,厚约13m,虽已作必要的支护,但未做深入细致调查周边的地质环境,因此,缺乏采取相应在的防灾措施。于1999年9月6日凌晨,在软弱夹层位置的顶面出现异常响声,不断有土岩块往下掉,紧接着泥石流狂泻而下,冲入隧道,将位于缺口北面的一台重几十吨的台车推出80m,缺口南面泥石流突入隧道108m,造成死亡9人,直接经济损失1000万元。 (5)飞来寺泥石流 1997年5月8日凌晨至中午10时,清远市飞来寺一带降雨量高达970mm,引发了泥石流,堆积砂、石总量达3000~5000m3。由于寺庙背后沟谷狭窄,两侧坡度陡峻,地处下游泥石流出口的寺庙建筑物,无法抵挡泥石流倾泄而下形成的巨大冲击力,导致寺庙大部分建筑毁坏,死亡11人,经济损失5000万元。 (6)西樵山北坡泥石流 2006年8月3日至4日,受热带风暴“派比安”的影响,佛山市南海区西樵镇西樵山地区遭受百年一遇的特大暴雨袭击,导致西樵山发生大量山体崩塌、滑坡及泥石流,计发生泥石流19处,在西樵山北侧山坡上广泛分布,泥石流的冲蚀对西樵山风景区植被,景观造成严重的破坏,损坏及堵塞登山道,泥石流的冲压及冲击破坏对西樵山北侧坡脚建筑造成了严重的破坏,并造成8人死亡的惨剧,初步估计直接经是损失可达1000万元以上;导致江浦路以南,登山大道至天镇峰公园一带近万人被紧急转移。 (二)地面塌陷 广东省地面塌陷主要分布于覆盖型岩溶发育区,其次是矿山采空区。按成因可分为自然塌陷和人为塌陷,人为塌陷又可分为抽水塌陷、矿山、采石场排水塌陷及矿山采空塌陷,本次调查收集的自然塌陷19处,人为塌陷68处。 1、自然塌陷 自然因素产生的地面塌陷一般较少,全省至目前发现的较为明显自然塌陷零星分布在粤东的新丰、河源、蕉岭、粤中的广州、增城,粤北的仁化、英德、阳山、清远、翁源,粤西的怀集、恩平、阳春、云浮等地共19处。发生地面塌陷的主要原因是覆盖岩溶区浅部岩溶发育,部分溶洞呈开口型,与上覆第四系砂、粘土层水力联系密切,在丰水期降雨下渗,地下水量增加,流速加大,对溶洞充填物淘蚀作用增强并随水带走,并在洞隙开口处,对上覆土层的侵蚀形成土洞,土洞不断向上发展,不堪重负时,便会产生地面塌陷。在大旱之年,地下水位大幅下降,减少了地层浮托力,在溶洞顶部地层自重压力作用下,地下水位大幅下降,减少了地层浮托力,在溶洞顶部地层自重压力作用下,也会产生地面塌陷。因此,地面塌陷多发生在大雨之后或大旱之年。较典型的实例有: (1)河源市船塘区龙江望科楼村为石炭系石灰岩分布区,岩溶发育。1982年冬季降雨较多,于1983年1月18日该地出现14个塌陷点,构成沿南北向长1km,宽100~300m的近似弯月形条带,导致附近民房倒塌和严重破坏有11间,不同程度破坏的有109间。 (2)清远市靠北江一带,为泥盆系天子岭灰岩分布区,岩溶较发育,上覆有第四系松散层。1998年下半年持续干旱,地下水位下降,于1999年5月23日适逢雨季,在清远市政府大院后门的北江防洪堤外的河漫滩发生地面塌陷,塌陷坑直径达25m,深达8m,直接威胁北江清远段防洪堤的安全。 2、抽水塌陷和矿山采石场排水塌陷 开采抽水与采石场、矿山排水同样是从地层中抽出大量地下水,它们引起地面塌陷的机理是相同的,这类地面塌陷大多发生在覆盖型岩溶区。当灰岩浅部岩溶发育,上覆第四系地层岩性以砂性土为主或粘性土厚度不大时,由于大量抽取岩溶地下水,改变了岩溶水的水动力条件,在抽水影响半径范围内水力坡度变陡,地下水流速加大,溶洞充填物被潜蚀、冲蚀,细颗粒砂土随水被带走,形成空洞,随着空洞不断向上发展,顶板变薄,一旦支撑不了上覆地层的自重压力便便会产生地面塌陷,因此,这类地面塌陷的分布范围较大,且数量多,规模较大。 典型的实例有: (1)广州市广花盆地江村和新华水源地自1966年~1976年进行大降深抽水试验与开采岩溶水过程中发生大面积地面塌陷,其出现地面塌陷点45个,以椭圆形、圆形为多见,个别为矩形竖井状,直径一般1~5m、最大7~8m、深0.3~3m。并伴发地面不均匀沉降、房屋开裂。 (2)韶关市仁化县凡口铅锌矿区属覆盖岩溶类型,矿体下部为泥盆系天子岭组及东岗岭组灰岩,矿体上部为岩溶化强烈的石炭系壶天群灰岩,北北东向断裂切割矿体并向壶天灰岩延伸,沿断裂带溶洞发育,强富水,是矿区主要充水断层。矿床疏干排水始于1966年6月,至1982年底地下水位基本降至强烈岩溶带底部,最大降深104.55m,最大排水量57949m3/d,产生地面塌陷面积550×104m2,共有地面塌陷点1864个,常见塌陷直径44m,深1~5m,最深30多m,塌陷体积最大9308m3,造成受损害农田1000多亩,建筑拆迁6860m2,报废铁路4km,报废公路15km,每年用于塌陷处理及赔偿费达20多万元。 (3)广州市花都赤泥镇广州第二劳教所为石炭系石磴子灰岩分布区,岩溶较发育,其周边有多个采石场,长年进行采石,大降深排水,导致地下水位下降。于1998年2月第二劳教所发生严重地面塌陷,楼房开裂,受灾面积达10000m2,出现地面塌陷6个,房裂73处,地裂缝63条,直接威胁着该所公安干警和劳教人员的生命财产安全。本次灾害直接经济损失84万元。 3、矿山采空区塌陷 矿山采用竖井坑道开采矿床时,按规章都留有矿柱或采后回填,但个体经营者无视规章进入偷采矿柱,或违章乱挖滥采,造成地下大空洞,当盖层支撑不了自重压力时便会出现大面积的地面塌陷。典型的实例有: (1)五华县桐坑石灰岩矿区属国营矿山,共有矿井18个,其中13个属无证开采,2个属个体经营。经多年开采,不少地段已呈采空区,于1990年10月16日上午发生大面积的地面塌陷。 发生塌陷的1、2、3号矿井,两矿井距地表40多m,两井相距仅10~20m,实际上两井底部已连通形成长70m,宽30m的大采空区,而且无任何支护。塌陷前两天,1号矿井开始严重掉块,未引起注意,16日上午矿山公路有一载重8吨车通过,2分钟后1号矿井发生大面积塌陷,在地面作业的7名农民跌入井底,瞬间,2号矿井相继陷落,井口作业的3名农民亦落入井底,同时从3号矿井口冲出数十米高的粉尘柱,周围能见度极低,陷落面积约700m2。 (2)三水市青岐镇汉塘村与市石膏矿相邻,矿井开采距村最近点不足100m,矿山于1980年开始采矿,先开采浅部矿层,矿层埋深58~86m,上盖地面为农田,矿层经多年开采,留下大片采空区,于1986年和1997年底至1998年初,先后两次出现大面积地面塌陷和房裂,塌陷范围达500亩,造成80%的农田无法耕种。 (三)地面沉降 广东省的地面沉降主要分布在湛江市,属滨海平原型。湛江市地面沉降最早发现于1984年,是广东省地质勘查局水文工程地质一大队进行地面二等水准测量,与1957年地面高程比较后首次发现的。此后于1989年、1999年和2001年又进行了三次地面二等水准测量,结果表明地面沉降是逐步发展的,至2001年,中心最大累计沉降量达178.7mm。湛江市地面沉降主要是大量开采中深层承压地下水引起的含水层水头变化,导致土层(包括含水层、软土层、硬土层)中的孔隙水发生变化,引起土层承受的上覆地层的有效应
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