邳州地区地质灾害类型及防治措施研究

邳州地区地质灾害类型及防治措施研究

尚明召

江苏省第二地质工程勘察院

摘要：邳州地质灾害种类相对较少，以崩塌和地面塌陷为主。基于邳州市地质灾害现状，论述了邳州地质灾害的类型、成因及分布，针对不同地质灾害类型提出相应的防治措施建议，以期为其他城市地质灾害防治工作提供参考依据。

关键词：工程地质；地质灾害；防治工程

邳州市位于苏鲁交界，东接新沂市，西连徐州市铜山区、贾汪区，南界睢宁县，北邻山东省兰陵县。地理坐标为东经117°35′50″－118°10′40″，北纬34°07′-34°40′48″之间，东西距离52公里，南北距离61公里，全市总面积2088平方千米。邳州市人口较密集，地质环境脆弱，人类工程活动强烈，矿产资源、地下水资源开采历史悠久，土地资源、山体资源、地下水环境等生态环境受损较为严重，并诱发了崩塌、滑坡、地裂缝等多种类型地质灾害，已给经济建设造成巨大损失，部分地质灾害隐患点对人民生命财产安全构成直接威胁。因此，有必要对该地区的地质灾害进行分析总结，提出相应的治理措施。

1 地质灾害总体特征

1.1 地质灾害类型及分布

（1）崩塌、滑坡

邳州市地质灾害种类主要有崩塌、滑坡，地质灾害在一定程度上已成为影响国民经济可持续发展的因素之一。邳州境内的崩塌、滑坡地质灾害位于采石场中，规模均为小-中型。其诱发因素为不合理开山采石、降雨、风化、人工切破等。崩塌、滑坡灾害突发性强、破坏性大，对人民生命财产安全直接构成威胁。

（2）地面塌陷

邳州市地面塌陷主要为石膏矿踩空地面塌陷，分布于邳北地区，主要分布在四户镇、邢楼镇和岔河镇，规模为中-大型。其诱发失稳因素主要为地下开采石膏矿、顶板冒落等。

1.2 地质灾害形成机制

（1）崩塌、滑坡

崩塌是指高陡斜坡上的岩、土体，在自身重力作用下突然脱离母体向下塌落、滚动，最后堆积于坡脚形成倒石堆的地质现象。

崩塌按形成机理分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩塌、拉裂式崩塌及错断式崩塌。

崩塌的形成机理主要是山体被人工开采后形成高陡边坡，边坡岩体各种构造裂隙发育，将岩体切割成大小不一的碎块，不规范的开采活动加剧了岩体的破碎，并使部分碎块形成危岩，在降雨、大风、震动及人工干扰等情况下，危岩发生位移，当坡面及周围岩块对其支承力的合力小于自身重力时，岩块即脱离了坡面向下坠落，形成崩塌。

滑坡是指斜坡上的土体或岩体受多种因素（地震、降水入渗、水流冲刷、人工挖坡等）的影响，在自身重力作用下，沿着一定的软弱面（带）整体或分散顺坡向下滑动的地质现象及其形成的地貌形态。

（2）地面塌陷

地面塌陷形成的主要因素包括人为因素及自然地质因素。人为因素主要为超上限开采导致护顶石膏层被崩落，上覆泥岩失去支撑而塌落。自然地质因素主要为塌陷点距离膏层露头淋失带较近，或周边有断层发育，在风化作用、构造破坏作用及淋失带中地下水的长期浸润作用下，膏层及围岩的整体性及强度明显降低，不能形成稳定的顶拱结构而塌落。

护顶石膏层冒落后，上覆泥岩因失去支撑而在其底部产生拉应力作用，且拉应力强度大于其自身抵抗强度，于是产生裂缝。裂缝持续发展、扩大，相互贯通，使岩层破裂成块，在重力作用下发生冒落，形成塌落洞，但成拱作用使塌落洞向上扩展至一定高度后形成稳定的塌落拱并暂时停止发展。

由于上覆岩层岩性为泥岩，多重因素的复合作用使其强度很低，并具有崩解性。泥岩的崩解性在顶拱几何空间的表面形成崩解区，表层岩块的不断崩落使原来稳定的拱顶结构产生新的应力分配与集中，形成新的不稳定区，于是塌落继续向上发展，以寻求更新的空间达成新的应力平衡，形成新的顶拱。上述塌落、成拱作用交替发生，形成塌落—成拱—塌落循环，除非遇到其它因素改变循环进程，否则塌落将一直向上发展。

改变循环进程的因素主要有上覆岩层强度变化及塌落空间充填程度两个方面。上覆岩层强度增强至可以形成稳定的拱顶结构时，循环将被打破，塌落过程终止；塌落空间在塌落物碎胀作用下自行填满时，塌落物对顶拱形成顶托作用，塌落过程终止。否则塌落进程将继续向上覆土层中发展。

当塌落点上方土层结构为粘性土夹砂层结构，含水层厚度较大时，地下水渗流作用将改变塌落洞的形成进程及规模：当含水砂层以下塌落洞上方的冒落裂隙沟通砂层中的地下水时，该处承压水的天然流场即开始发生急剧变化，砂层中的水头压力迅速降低，并形成超临界水力坡降，在渗流力的作用下，塌落进程加速，塌落洞迅速贯通砂层并继续向上发展，直至地面，形成地面塌陷，而塌落下去的泥水混合物则沿塌落通道涌入采空区后向周围扩散，不能形成土塞而终止塌落洞的继续发展。在塌落洞贯通砂层后，砂层中的砂粒随水涌入塌落通道而流失，形成沿含水层横向发展的“流沙漏斗”，同时砂水混合物对塌落洞壁产生冲蚀作用，使洞径迅速扩大，扩大了的塌落洞又使“流沙漏斗”规模进一步扩大，更多的砂水混合物涌入塌落洞，直至“流沙漏斗”上覆粘土强度不能支撑其自重作用而整体陷落入洞，使塌落洞上部整体陷落的低渗透性粘土堵塞了洞口附近的采空区及塌落洞体的下部，切断了砂层中的地下水向采空区的渗流通道，塌陷过程方能终止。

2 地质灾害现状

目前邳州市共有53个地质灾害隐患点，分布于北部邹庄（3个）、四户（10个）、邳城（3个）、戴庄（2个）、岔河（4个）、邢楼（6个）、铁富镇（2个），燕子埠（5个）、车夫山（2个）和宿羊山镇（4个）及西南部八义集（4个）、占城（5个）和八路镇（3个）。灾害类型分属崩塌（30个）、滑坡（1个）和采空地面塌陷（22个）三种类型。险情等级特大型1个、大型6个、中型18个、小型28个（表1），受威胁总人数约5963人，受威胁总财产约20772万元。

3地质灾害防治措施建议

3.1 工程治理措施

对于燕子埠等31个崩塌及滑坡地质灾害隐患点进行工程治理，这些隐患点相对居民区较近，地质灾害危险性大，威胁人数较多，建议采取工程治理。

3.2 搬迁避让措施

对12个地面塌陷隐患点进行搬迁避让，搬迁避让措施包含三个方面内容：其一是地面建设规划控制，新建工程将建设场地选在无地面塌陷危害的区域，避开采空区，避免地面塌陷的危害；第二是搬迁异地重建，对受采空地面塌陷威胁的村庄、学校等人群聚集区进行搬迁，选择异地重建，从而规避地面塌陷威胁；其三是土地类型转换，将高易发区内隐患点较多、极易发生地面塌陷的部分重点防治区土地类型进行转换，进行隔离管制，减少人类活动。

3.3 采空区注浆处理

对剩余10个地面塌陷隐患点采用采空区注浆充填加固的方法进行工程治理。该方法主要用于重点防治区下的采空区。一般该隐患点井区巷道无法运输大量材料，或人员无法进入井区内隐患点区，该隐患点区多位于关闭矿井内；重要建构筑物下采空区无法运输大量材料，或井下无大量废石及充填材料时，多采用该方法。该方法主要是在井下或地面向待加固的采空区施工注浆钻孔，通过注浆孔注入廉价速凝流体材料，充填需加固的采空区，使采空区上覆围岩失去塌陷变形空间，从而消除地面塌陷的隐患。

4 结束语

通过对邳州近年来地质灾害调查与防治工程总结，得出以下结论：

（1）邳州地质灾害类型主要有崩塌和地面塌陷，主要原因是人类开采矿产资源和地下水资源等工程活动引起。

（2）崩塌地质灾害分布于低山丘陵区的人工开采宕口内，地面塌陷主要分布与邳州北部石膏矿区开采范围内。

（3）地质灾害防治措施主要为搬迁避让，工程治理等措施。

参考文献：

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