地面塌陷的案例
陸陸筆記|無人機遙感技術在采煤地面塌陷監測中的應用
關于無人機對采煤地面塌陷的監測研究，2011年周文生等選用寧東羊場灣礦區作為研究區域，運用0.2m高分辨無人機遙感影像分析和統計了地表裂縫和塌陷盆地的分布特征。2012年魏長婧等從馬脊梁礦區地表裂縫無人機影像中，采用多種提取方法，建立了對應識別模型，繪制了裂縫分布圖。2013年趙星濤等采用無人機遙感技術獲得了0.2m高分辨率影像，解釋識別了塌陷坑和地表裂縫等采煤地面塌陷災害，并運用MAPS軟件對下沉值進行預計，得到了礦區的下沉等值線圖。2014年張啟元等利用無人機對青藏高原大通礦區進行了0.1m高分辨率采用空區地面監測，準確翻譯了塌陷信息，建立了一套適合高原特殊處理環建下采煤地面塌陷災害監測的技術流程。
總結無人機在采煤地面塌陷監測中的應用，目前利用無人機遙感技術對采煤地面塌陷的監測精度多在0,1m以上，無法識別較小寬大的地表裂縫；地表裂縫的屆時多采用人工目視解釋，基于計算機信息提取的分類方法研究不夠深入；對綜采工作面地面塌陷的發育規律認識不清，也沒有學者開展利用無人機遙感技術直接計算地表下沉值等地表巖移參數的研究。因此，提高無人機遙感影像分辨率，建立適合采煤地面塌陷裂縫的信息提取模型，借助無人機充分認識地面塌陷裂縫的信息提取模型，借助無人機充分認識地面塌陷發育規律和利用遙感影像直接計算地表下沉值是采煤地面塌陷地質災害監測中急需解決的難題。
展開 地面塌陷災害及其防治（看圖漲姿勢）
請識別：那些是地面塌陷？
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由以上對該模式的說明可以看出，對地面塌陷區域進行地形地貌修復是進行地面沉陷治理較典型的思路。在不影響原先地貌類型的基礎上，利用煤矸石、粉煤灰等對修
復區域進行地形修復，修復后與原有周邊地形基本融合即可。一般地，由于塌陷面積往往較大，地形放緩比挖深墊淺更加經濟。
6.2 寶日希勒礦區治理工程案例
6.2.1礦區概況
寶日希勒礦區位于陳旗煤田東部，隸屬呼倫貝爾市陳巴爾虎旗。自20世紀70年代開發以來，已有近四十年的開采歷史。礦區地勢開闊，屬高平原地貌，總體地勢呈北高南低的緩坡狀，地形坡度2°～5°，相對高差120 m。礦區地表均為第四系松散層所覆蓋，無基巖裸露。礦區內陸層簡單，主要有生界白堊系扎賚諾爾群，新生界第四系更新統和全新統等地層。
6.2.2地面塌陷問題分布與成因分析
寶日希勒礦區主要井田對應地表位置多為天然草場。由于多年來井工開采，地面塌陷變形明顯，沿煤炭開采工作面出現大面積地面塌陷問題，多呈沉陷盆地，盆地內部有數量眾多的大型塌陷坑，塌陷坑周邊條形狀地裂縫發育。礦區地面塌陷形成的主要原因是由于過去對礦山環境地質問題防治意識不足，20世紀90年代末小煤窯數量劇增，大規模、高強度開采造成嚴重的礦山地面塌陷問題如圖5所示。
圖 5 寶日希勒礦區塌陷坑
6.2.3模式選取與治理工程
寶日希勒礦區地面塌陷治理為閉坑礦井地面塌陷治理，通過對礦區地面塌陷問題現狀分析，考慮礦山地質環境背景，分析待修復區域地形、地貌特點以及后期土地利用目標與生態修復目標，寶日希勒礦區地面塌陷治理可選用上文模式示例2，由于礦區沉陷盆地變形連續，改進得到礦區適用的模式為“挖深墊淺/局部塌陷坑回填+人工濕地開發”。
展開 
2021年上半年全國地質災害災情及下半年趨勢預測
從災情類型看，滑坡579起、崩塌323起、泥石流135起、地面塌陷106起、地裂縫1起、地面沉降6起。
上半年地質災害災情
（一）上半年總體災情。
1-6月，全國共發生地質災害1150起，造成17人死亡、3人失蹤，直接經濟損失24084.9萬元。從災情類型看，滑坡579起、崩塌323起、泥石流135起、地面塌陷106起、地裂縫1起、地面沉降6起。從災害等級看，特大型地質災害4起，大型地質災害1起，中型地質災害35起，小型地質災害1110起。與上年同期相比，地質災害發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失分別減少38.0%、62.3%和78.7%。與前五年同期平均值相比，地質災害發生數量、造成的死亡失蹤人數和直接經濟損失分別減少46.3%、81.7%和71.2%。
（二）6月災情。
6月，全國共發生地質災害388起，造成14人死亡，直接經濟損失16544.24萬元。
展開 對巖土地質工程災害的治理探討
4.因地面變形而導致的地質災害
地面變形是地面沉降，地面塌陷，以及地面裂縫的過程。現今，國內有將近70多個城鎮都發生過地面沉降，較嚴重的有30多個，根據資料分析，沉降量可達3m。發生災害的地區有孤立存在的，也有密集成群的，以致于形成了地面沉降帶。
4.1城鎮地面塌陷原因
在我國，發生城鎮塌陷的原因有以下幾點：
1）人類開采活動的不合理造成地質環境受到嚴重破壞。
2）地表面的巖溶活動也會造成塌陷現象。
3）抽取地下水過多造成地面下沉。
4.2地面塌陷發生的規律
由于人類的各種活動增多，并且力度也在加大。這對我國的地質環境造成了更大的威脅，大大增大了地質災害的發生率，其危害性同樣也在增大。我國在地質災害上損失不少，例如對礦產資源的開發，建設鐵路公路，還有很多地質工程，都會加劇地質災害的發生。除此之外，還有崩塌，土壤結構受損，泥石流，土地荒漠化等災害也會誘發地質災害的發生。加之洪災，認為爆破對土地的破壞，這就更可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
其發生的規律如下：
1） 巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶。
2） 沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶，巖層劇烈轉折、破碎的地帶。
3） 松散蓋層較薄且以砂石為主，其底部粘性土層缺失或甚薄（一般不足1～2m） 的“天窗”地段。
4）巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上。
5）具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶等等。
4.3人為地質災害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態下產生的地質災害所帶來的損失。人工誘發地質災害的特點如下：
一是誘發速度快。
展開 地下空間分層開發中的環境巖土工程問題
由于目前地下空間開發活動主要利用在次淺層空間內，對于基礎位于碳酸鹽巖上的構建筑物，由于下伏碳酸鹽巖巖溶發育程度的不同，以及上覆松散蓋層的工程性質差異和裂隙巖溶水、孔隙承壓水、地表水三者的不斷循環，導致上部土體的吸蝕、潛蝕破壞，最終使地面塌陷，發生巖溶地面塌陷。地下空間開發中因盾構法施工而采取的止水措施，以及開采裂隙巖溶水、江水位的陡漲陡落、地面漬水下滲等，都能加劇“三水”的循環運動，從而加劇發生巖溶地面塌陷的可能。
基坑和樁基施工時常會發生一些因施工導致的巖土工程問題。如廣州火車站及周邊地區開挖基坑的深度一般是在7.0m～12.0m，有的則達到l7.5m.其上部出露由厚約10～15m粘土、粉質粘土的第四系沉積層組成，且部分地區夾有淤泥類土。當基坑開挖到一定深度，含水量大，且具有觸變性的淤泥類土等易失穩成“流沙”涌人基坑，從而導致基坑邊坡穩定、基坑底板變形及突水等環境工程地質問題。錘擊沉樁施工過程中引起的樁身及樁周附近地基土體的強烈振動，造成沉樁區及其鄰近地基土的水平位移和豎向位移，從而影響周圍建（構）筑物。打樁施工使土體原來所處的平衡狀態破壞，對周圍原有的建筑物和地下設施諸如地下管線等帶來不良影響；以及打樁與基坑開挖的相互影響等。
3、次深層空間
由于高密度建城區上部建（構）筑物密集，樁基礎多且復雜，因此在地下埋深30—50m范圍內的次深層空間內開發利用復雜的地下軌道交通網絡、城市水、電、氣、通訊等公用設施是十分適宜的。廣州火車站及周邊地區基巖以紅層碎屑巖為主，中等風化巖天然抗壓強度約為4～25MPa，微風化巖約為16～71MPa；而在越秀山附近存在燕山期花崗巖和附近的斷裂角礫巖強度最大達250MPa.由于圍巖相對較好，一般在隧道的掘進和開挖中使用礦山法施工。由于越秀山附近存在多條斷裂帶且巖石較破碎，膠結程度較差，成為地下水的良好通道和富水帶。
展開 京津冀地區廢棄礦山地質環境治理及生態修復6個方案分析
京津冀地區是我國重要的經濟增長極，礦山開采對區域建設提供了物資保障，但也留下了危巖、地面塌陷、基巖裸露、植被覆蓋率下降、揚塵等嚴重的礦山地質和生態環境問題。
本文以河北某礦區為例，分析了廢棄礦區存在的地質及生態 環境問題，結合區域自然條件和生態環境，提出了礦山修復細分目標，并針對性提出了成套技術方案， 為京津冀地區礦山修復及環境改善提供參考。
1.廢棄礦山地質及生態環境問題現狀
礦山開發過程中巖土體天然應力—應變狀態的改變極大地提高了廢棄礦山發生崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫等地質災害發生的風險。京津冀地區廢棄礦山地質問題分類見表1。
礦產活動對地形地貌及植被造成不可逆的破壞。礦山開采完結后，遺留的廢棄礦山存在采坑、地面塌陷、地裂縫等問題；礦山開采產生的廢棄石渣和尾礦占壓或損毀大量自然植被、人工林地、農業用地，導致礦區植被覆蓋率降低、農作物減產；同時，伴隨著水土流失、地面沉降等問題。
資料顯示，大型廢棄礦山的揚塵影響范圍達10～12km?，對下風向區域的污染最為嚴重。礦區緊鄰北京，在風力作用下，礦區揚塵嚴重危及北京的大氣質量。
2.礦山地質環境治理及生態修復6個方案
根據礦區的實際情況和區域自然條件，確定廢棄礦山的地質環境治理及生態修復目標，選定地質環境及生態修復的工程技術措施。
2.1 廢棄礦山的治理目標
廢棄礦山治理的總體目標為：改造礦山巖土體、修復水文地質結構、恢復區域生態植被。廢棄礦山治理修復細分目標見表2。
2.2 工程技術方案
礦區存在危巖浮石、采坑、掌子面、孤山等地質災害問題，地表裸露、礦渣堆砌成山，渣坡滑坡風險突出。針對該礦區存在的具體問題，本研究制定了以地質災害治理為基礎，礦山復綠工程為重點的技術方案，主要技術措施見表3，技術路線如圖1所示。
展開 Risk Management: 降低土木|采礦事故(6/24/2021)
(5) 2021年6月22日下午14點, 在福州海峽國際會展中心附近潘墩路和濂水路交叉口，往東方向車道上，一輛大型水泥攪拌車行經此處突然路面塌陷，車尾部及后車輪掉入長約2米、深約1米多的大坑中，可能是頂管施工作業導致路面塌陷. 地面塌陷是國內城市逐漸顯現出來的一個問題, 近年來已經發生過多次重大事故, 今后也還會發生這樣的事故. 淺部的地下空間開挖是造成地面塌陷的主要原因.
(6) 2021年6月22日上午8時30分，寧波市鄞州區東部新城芳草路和會展路交叉口一工地外，有一樁機倒塌至東側芳草路上，導致一黑色轎車被壓，車內有2人送醫搶救無效死亡。(類似事故: 2017年11月20日，山東聊城高唐縣尚品·福城三期項目2#樓，在進行打樁作業過程中樁機傾倒，砸中臨近的施工現場員工宿舍板房，致板房坍塌，造成4人死亡，4人受傷。) 在本學期的<基礎工程>課程講授中, 還專門提及到這個因素. 長螺旋鉆機的特點是重量大, 高度長, 無論是在預備狀態還是工作狀態下, 鉆機的位置一定要選擇在相對平穩堅硬的地層上, 否則鉆機的輕微偏斜會導致鉆孔發生偏斜, 大的差異沉降就會發生這樣的事故. 軟土地基上施工時尤其需要注意.
展開 對巖土地質工程災害的治理探討
4.因地面變形而導致的地質災害
地面變形是地面沉降，地面塌陷，以及地面裂縫的過程。現今，國內有將近70多個城鎮都發生過地面沉降，較嚴重的有30多個，根據資料分析，沉降量可達3m。發生災害的地區有孤立存在的，也有密集成群的，以致于形成了地面沉降帶。
4.1城鎮地面塌陷原因
在我國，發生城鎮塌陷的原因有以下幾點：
1）人類開采活動的不合理造成地質環境受到嚴重破壞。
2）地表面的巖溶活動也會造成塌陷現象。
3）抽取地下水過多造成地面下沉。
4.2地面塌陷發生的規律
由于人類的各種活動增多，并且力度也在加大。這對我國的地質環境造成了更大的威脅，大大增大了地質災害的發生率，其危害性同樣也在增大。我國在地質災害上損失不少，例如對礦產資源的開發，建設鐵路公路，還有很多地質工程，都會加劇地質災害的發生。除此之外，還有崩塌，土壤結構受損，泥石流，土地荒漠化等災害也會誘發地質災害的發生。加之洪災，認為爆破對土地的破壞，這就更可能引起連鎖性的巖溶塌陷。
其發生的規律如下：
1） 巖溶強烈發育的純可溶巖分布地帶或沿其與非可溶巖的接觸地帶。
2） 沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破碎帶，巖層劇烈轉折、破碎的地帶。
3） 松散蓋層較薄且以砂石為主，其底部粘性土層缺失或甚薄（一般不足1～2m） 的“天窗”地段。
4）巖溶地下水的主逕流帶或巖溶管道上。
5）具有潛水和巖溶水雙層含水層分布地帶等等。
4.3人為地質災害的危險性分析
人為活動加劇或加速地質災害的發生所帶來的危害性大大超過正常狀態下產生的地質災害所帶來的損失。人工誘發地質災害的特點如下：
一是誘發速度快。在自然地質演化及氣候變化過程中，巖體由相對穩定至不穩定的變化，經歷長時間過程。
二是誘發災害面廣。
展開 不常見的幾種基坑失穩形態幾有效應對措施
在含水地層（特別是有砂層、粉砂層或者其他透水性較好的地層），由于圍護結構的止水設施失效，致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑，嚴重的水土流失會造成支護結構失穩和地面塌陷的嚴重事故，還可能先在墻后形成空穴而后突然發生地面塌陷。
c. 由于基坑底部土體的抗剪強度較低，致使坑底土體隨圍護墻踢腳向坑內移動，產生隆起破壞。
d. 在承壓含水層上覆隔水層中開挖基坑時，由于設計不合理或者坑底超挖，承壓含水層的水頭壓力沖破基坑底部土層，發生坑底突涌破壞。
e. 在砂層或者粉砂地層中開挖基坑時，降水設計不合理或者降水井點失效后，導致水位上升，會產生管涌，嚴重時會導致基坑失穩。
f. 在超大基坑，特別是長條形基坑（如地鐵站、明挖法施工隧道等）內分區放坡挖土，由于放坡較陡、降雨或其他原因導致滑坡，沖毀基坑內先期施工的支撐及立柱，導致基坑破壞。
（4）拉錨基坑
找勞務工人
a. 由于圍護墻插入深度不夠，或基坑底部超挖，導致基坑踢腳破壞；
b. 由于設計錨桿太短，錨桿和圍護墻均在滑裂面以內，與土體一起呈整體滑移，致使基坑整體滑移破壞。
2、基坑第二類失穩形態根據破壞類型主要表現為以下這種。
圍護墻破壞
此類破壞模式主要是由于設計或施工不當造成圍護墻強度不足引起的圍護墻剪切破壞或折斷，導致基坑整體破壞，例如擋土墻剪切破壞，柔性圍護墻墻后土壓力較大，而圍護墻插入較好土層或者少加支撐導致墻體應力過大，使圍護墻折斷，基坑向坑內塌陷。
展開 
礦山地質災害類型及防治措施
礦山地質災害類型很多，若單從災害發生的速率加以區別，可分為突變型礦山地質災害，如礦坑突水、瓦斯爆炸、巖爆等，另一種就是緩發型礦山地質災害，如采空區的地面沉降，水體污染等。然而，在我們最常用的地質災害分類，常常是以地質災害的時空分布和成因關系來分類。這種分類方法有利于對地質災害的成因進行深入探究，才能根據各種地質災害類型制定相宜的防治措施。人為地質作用過程中不合理或者不科學改變地質環境，進而誘發的地質災害基本涵蓋了除火山噴發之外的所有地質災害類型，本文將就其特點簡要分類闡述。
2.1巖土圈層形變災害
這部分礦山地質災害是由于采礦活動改變了礦區的地質環境，導致地區地下和地表巖土圈層形變，進而引發的災難性后果。
2.1.1誘發性地震
由于采礦活動致使巖土圈層結構性失衡，這種失衡狀態反映在巖土圈層內部就是地震與斷層錯位。短時間的斷層劇烈錯位容易產生誘發性地震。由于人為地質改變而誘發的淺源性地震，深度小，危害和破壞力卻十分巨大。小震級的地震，就可能致使井下和地表巖土圈層的劇烈改變，從而對建筑物、地表結構造成危害。
2.1.2斷層錯位
斷層錯位也是圈層結構性失衡的一種表現，不過由于斷層錯位具有緩發性，能量在緩慢積聚，短時間內不易被測量和察覺。但是，可以預見，隨著開采活動的不斷進行，礦脈被采空后，斷層積聚能量會在短時間釋放，終究會造成巨大的危害，這種災害對礦山及周邊地質環境的破壞力也十分巨大。
?2.1.3地面圈層形變
地下巖土圈層的形變，往往導致地表巖土圈層下陷、沉降、開裂等，進而引發危害性巨大的礦山地質災害。例如，礦山地面和采空區塌陷、礦區地面沉降，地面開裂。一般的礦區地面塌陷主要發生在井巷開采的礦山地區。礦脈埋藏較淺，礦區地面平緩，地面塌陷與沉降的現象較為常見。
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地質災害調查成為地勘改革的重要方向！
礦山地質環境詳細的調查評價還沒有做，地下水、地質遺跡、地熱、地面沉降、地面塌陷等，都需要做詳細的調查評價。地質環境調查領域可以成為地勘單位改革發展的空間，能夠吸納大批地勘力量。
地質環境監測也是改革方向
監測預警比起調查評價更加薄弱，需要做的工作更多。地下水方面正在實施國家監測工程，往下延伸，省市縣都需要建立監測網絡和監測體系。礦山地質環境監測也應建立礦山點上監測為基礎，層層全面覆蓋的各級監測預警網絡。地面沉降不僅需要點上的監測、行政區域的監測，更需要建立擴大范圍的區域監測，如長三角地區、華北平原及汾渭盆地等。
一個地級市的地質環境監測體系，應該囊括地質災害、礦山地質環境、地質遺跡、地下水、地面沉降、地面塌陷、地裂縫、古生物化石等領域，每個領域都應由監測點、監測站、監測總站構成，再加上化驗、分析、研究、科普、宣傳、咨詢等，其業務工作量適合一個數百人的中等規模的地勘單位承擔。地質環境的監測，不同于地質找礦勘探，需要在一個點上連續性、經常性開展公益性地質工作。現在很多地勘單位申報了公益一類改革方向，就應該主動轉向地質環境監測領域。
地質災害領域急需企業化地勘單位
地質災害、礦山地質環境治理領域每年都有大量資金投入，是一個很大的市場，已經有幾百家地勘單位獲得資質進入，也有一些大學、科研院所從事地質遺跡保護、地質公園、礦山公園規劃及設計等工作。地質環境各個領域的治理、保護、開發環節，都已經吸引并還會吸引地勘單位進入。從改革發展角度看，這個領域主要是以企業方式進入才比較方便，所以應是選擇企業化的地勘單位的發展方向之一。地質災害應急也需要地質專家，應急的產業化還沒有起步。
若從區域上看，地質環境領域有廣大發展空間，能吸引更多地勘單位。
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