地面下沉塌陷有哪幾種治理方式?預防措施注意這幾點!

地面塌陷或沉陷是地面垂直變形破壞的另一種形式,指地表岩土體在自然或人為因素作用下向下陷落,並在地面形成塌陷坑(洞)的一種動力地質現象。它與地下地質環境中存在的天然洞穴或人工採掘活動所留下的礦洞、巷道或採空區等密切相關。其地面表現形式是區域性範圍內地表岩土體的開裂、不均勻下沉和突然陷落;其平面範圍有限,與地下采空區的面積、有效閉合量或洞穴容量等量值有關,一般可由幾平方米到幾平方千米,或者更大一些。

地面下沉塌陷有哪幾種治理方式?預防措施注意這幾點!

預防措施

地面塌陷的預防措施包括以下幾方面。

(1)對已經發生地面塌陷且其穩定性差、尚有活動跡象的地段,應堅決避讓,不能作為居民居住地和重要建築裝置廠房、公路等建設用地。

(2)建築物應儘量避開地下有采空區的地段,原則上應使主要建築避開塌陷地段。

(3)在井下開採的礦區,要留設保護礦柱,即在需要保護的物件如建築物、井筒等下部留出足夠尺寸的礦柱,使建築物處於開採影響範圍之外;另外,採取充填法管理頂板、條帶式開採、協調開採等方法預防或減緩地面塌陷的發生。

(4)做好地面塌陷災害的監測工作。監測的目的是在塌陷發生前提出警報,以便及時採取措施。監測主要包括:長期觀測(包括地面建築物、各種水點的動態觀測)、地面水準和地震儀監測、鑽孔可伸縮性分層樁監測。

地面下沉塌陷有哪幾種治理方式?預防措施注意這幾點!

(5)工程設計和施工中要注意消除或減輕人為因素的影響。例如,儘可能不放炮或放小炮;修建完善的排水系統,避免地表水大量入滲;對已有塌陷坑及裂縫進行填堵,防止地表水向其匯聚注入而加劇塌陷的措施等。

(6)建設場地或交通、地下管道及纜線等線路應選址於覆蓋層厚的地方或基岩裸露、抽排地下水井孔影響以外的地段。

(7)在岩溶地區的窪地、谷地等負地形和岩溶平原內,有建築物或地下工程時,應在附近2km範圍內,不得大量抽排地下水及採掘地下礦藏資源。對已有的抽排井孔與坑道,隨時進行降水、抽水量監測,控制水位降深低於塌陷的臨界水位,如有可能應保持或恢復地下水位。

(8)在建設工程施工前,應進行場地地質災害危險性評估和地質環境的安全性評價工作,運用地質雷達、淺層地震及電磁波CT等方法探測場地是否有潛伏洞穴,如有洞穴應進行穩固性處理。

(9)在塌陷危險潛在區,應對地面河床進行鋪砌、加固、改道,以及堵塞落水洞、填補溶蝕坑窪、壓漿固結岩土體、剝離地表較薄覆蓋層。

(10)在建設工程場地或建築物附近,為減緩地下水活動產生致塌力,可在地下水的徑流方向上設定壓漿帷幕;建築物的主要承重、受力構件的基礎應置於堅硬的基岩或經過堅固處理的地基上。

治理措施

根據地面塌陷的成因與影響因素,在已經出現地面塌陷的地段,為防止地面塌陷的進一步發展或危機工程建設,必須採取工程措施進行治理。常用的治理措施可分為三大類:

地表封閉防滲措施

地表水及雨水入滲後,可溶蝕、沖刷或潛蝕洞壁和洞頂,造成裂隙和洞體擴大或洞頂坍塌,是導致地面塌陷的原因之一。因此,採用防滲工程可以減緩或避免地面塌陷。具體措施有:

(1)在土體邊坡上種植草本植物,減少水土流失及邊坡沖刷,防止雨水集中深入導致塌陷。

(2)排導措施。為防止降雨入滲,應確保地表水流暢,不至於積水滲漏。另外,可採取挖方塹頂外的天溝、路塹側溝及填方坡腳的排水溝、建築物基底的鋪砌、橋涵排水等排水工程措施。

(3)用混凝土層、玻璃纖維塗料等防滲隔水材料鋪設,作為鐵路中基床封閉防滲。

(4)清除填堵法。常用於塌坑較淺或淺埋的土洞,首先清除其中的鬆土,填入塊石碎石,做成反濾層,然後上覆黏土夯實。對於重要建築物,一般需要將坑底或洞底與基岩面的通道堵塞,可開挖回填混凝土或設定鋼筋混凝土板,也可灌漿處理。

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地下加固措施

為了防止地下水活動導致新的塌陷,對已成土洞及封堵開口的岩溶洞隙,一般採用地下加固措施。具體措施有:

(1)在治理大量抽排地下水和礦坑與地下洞穴工程坑道湧水、排洩造成的地面塌陷時,應恢復地下水位、維持地下水位平衡 因此要採取廢棄坑道施行堵水、停止取水或人工回灌、補償地下水等措施。

(2)在密閉的岩溶腔中鑽孔,採用消除真空狀態措施,可以減少或免除由於地下水位下降,在密閉岩溶腔中形成真空吸蝕引起的塌陷。

(3)在增強頂板抗塌力方面,常用壓漿措施充填洞隙,固結岩土體,還可以形成帷幕隔絕水位變化。壓漿的效果取決於壓漿引數(包括壓漿深度、壓漿段長、漿液濃度、凝結時間、壓漿時間及壓漿孔距)的選擇及壓漿工藝。壓漿分為堵塞洞隙的充填壓漿、增強土體強度的固結壓漿、防止地下水入滲的帷幕壓漿。另外,對於埋藏較深的溶洞或土洞,不可能採用挖填和跨越方法處理時,可在洞體範圍內的頂板上鑽孔後,灌注水泥與黏土的混合漿液,漿液滲入土層或回填土內部,可起到很好的膠結加固作用,但應注意灌滿並達到一定密度。

(4)強夯法。強夯法是透過重錘下落時的強烈衝擊波對土體進行夯實加固。此方法既可夯實塌陷區鬆軟的土層和塌陷坑內的回填土又可消除隱伏土洞和軟弱帶,是一種治理與預防相結合的措施。

(5)樁基礎法。當土洞埋深較大時,可用樁基處理,如採用混凝土樁、鋼樁、砂樁或爆破樁等,除提高

支撐

能力外,還可擠密土層和改變地下水滲流條件。

(6)高壓旋噴法。高壓旋噴法是用高壓脈衝泵透過鑽桿底部的噴嘴向周圍土體噴射化學漿液,高壓射流使土體結構破壞並與化學漿液混合、膠結硬化,從而起到加固作用的一

種地基處理方法。高壓旋噴法可在淺部形成一硬殼層,若在硬殼層上再設定筏板基礎,則可以有效地治理岩溶塌陷區的地基。

(7)為截阻深部洞穴充填物被擠出、坍塌,導致塌陷,可用鑽孔做鋼筋混凝土樁柵欄。

(8)可採用橫向交叉佈設錨杆治塌技術,增強填方路基的抗塌力,不致因下部岩溶受到影響。

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