地面沉降及次生灾害治理｜水工程地质缺陷加固技术

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：地面沉降又称为地面下沉或地陷。1）上海市从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63m，影响范围达400km2。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。目前，最大累计沉降量已达2.5m，沉降量100mm以上的范围已达900km2。地下水位的持续下降导致了地面沉降。地面沉降使区域性地面标高降低，因而会导致一些次生灾害发生。在我国各地区，地面沉降的危害性表现稍有不同。2）北京市地面沉降引发的次生灾害。

（1）地面沉降的概念与分类。地面沉降又称为地面下沉或地陷。它是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散土层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动（或工程地质现象）。

我国出现地面沉降的城市较多。按发生地面沉降的地质环境可分为三种模式：

1）现代冲积平原模式，如我国的几大平原。

2）三角洲平原模式，尤其是在现代冲积三角洲平原地区，如长江三角洲就属于这种类型，常州、无锡、苏州、嘉兴、萧山的地面沉降均发生在这种地质环境中。

3）断陷盆地模式，它又可分为近海式和内陆式两类。近海式指滨海平原，如宁波；内陆式则为湖冲积平原，如西安市、大同市的地面沉降可作为代表。不同地质环境模式的地面沉降具有不同的规律和特点，在研究方法和预测模型方面也应有所不同。

另外，根据地面沉降发生的原因还可分为：①抽汲地下水引起的地面沉降；②采掘固体矿产引起的地面沉降；③开采石油、天然气引起的地面沉降；④抽汲卤水引起的地面沉降。

（2）我国城市地面沉降简况。我国已经陆续发现具有不同程度的区域性地面沉降的城市有30多座。可能还有一些城市虽已发生沉降，但因没有进行全国性的全面的城市精密测量，所以不能给出沉降城市的准确数字。以下简要介绍几座地面沉降较严重的城市。

1）上海市从1921年发现地面下沉开始，到1965年止，最大的累计沉降量已达2.63m，影响范围达400km2。有关部门采取了综合治理措施后，市区地面沉降已基本上得到控制。从1966～1987年的22年间，累计沉降量36.7mm。年平均沉降量1.7mm。

2）天津市从1959～1982年间最大累计沉降量为2.15m。1982年测得市区的平均沉降速率为94mm。目前，最大累计沉降量已达2.5m，沉降量100mm以上的范围已达900km2。

3）北京市自从20世纪70年代以来，北京的地下水位平均每年下降12m，最严重的地区水位下降可达35m。地下水位的持续下降导致了地面沉降。有的地区（如东北部）沉降量为590mm。沉降总面积超过600km2。北京城区面积仅440km2，所以，沉降范围已波及到郊区。

4）西安市地面沉降发现于1959年。1971年后随着过量开采地下水而逐渐加剧。1972～1983年，最大累计沉降量777mm，年平均沉降量30～70mm的沉降中心有5处。1983年后，西安市地面沉降趋于稳定发展，部分地区还有减缓的趋势。到1988年最大累计沉降量已达1.34m。沉降量100mm的范围达200km2。

5）太原市经1979年、1980年、1982年三次在市区600km2范围的测量，发现沉降量大于200mm的面积有254km2，大于1000mm的沉降区面积达7.1km2。最严重的是吴家堡，其次是小店。吴家堡水准点的累计沉降量在1980年是819mm，1982年是1232mm，到1987年累计沉降量达1380mm。

此外，还有宁波市、常州市、苏州市、无锡市、嘉兴市、杭州市，台湾地区的屏东、彰化、云林、嘉义、台中和台南等6个县（市），均发生了不同程度的地面沉降。

（3）地面沉降能引起的次生灾害。地面沉降使区域性地面标高降低，因而会导致一些次生灾害发生。在我国各地区，地面沉降的危害性表现稍有不同。下面举例说明。(www.chuimin.cn)

1）天津市地面沉降引发的次生灾害。

①地面标高降低，导致海水上岸，防潮堤必须相应加高。滨海平原潜水位抬高，加重土壤的次生盐渍化、沼泽化；

②海河泄洪能力降低，如遇较大洪水，市区有淹没之险；

③河道纵坡降变形（沉降不均），航运受阻，码头运输产生困难；

④改变了排水管道的原始状态，影响排水，部分地段水管破损，污水溢出，造成地下水水质污染，市区出现雨后积水点44处；

⑤井管普遍相对上升，输水管受影响；

⑥塘沽区地面强烈下沉后，实际高程在1～3m间，将有被淹没的危险。

2）北京市地面沉降引发的次生灾害。

①地面裂缝两侧不均匀下沉，破坏建筑物及道路工程；

②损坏井管，排水管道功能降低；