唐山市岩溶塌陷灾害危险性评价

如题所述

一、岩溶塌陷危险性评价的基本方法

目前,岩溶塌陷危险性的预测评价主要有定性、半定量、定量三种方法。其中:定性预测是依据各因素对塌陷的影响加以综合判定,多用于可行性研究阶段以对场区环境作区域性宏观预测;半定量预测系在定性预测中使某些指标经过经验总结使其定量化再进行判定,主要用于一般性勘查阶段;定量预测有模型法、多元统计法及数值法等方法,用于详勘阶段。本文以水文-工程地质条件分析基础上的多元统计法进行。所选用的主要利于塌陷的因素有岩溶发育程度、可溶岩与非可溶岩岩性接触带、上覆土体厚度、抽排水引起的水位下降地段、漏斗分布状况、土体组合及结构、反复受到振动的地段等。

二、唐山市岩溶塌陷危险性分区

根据唐山历史塌陷活动情况及其形成基础条件,将市区划分为危险性不同的四类地区。其标准见表13-6。

表13-6 唐山市岩溶塌陷危险性分区标准

按上述标准分析,唐山市岩溶塌陷区分布在市中心的路北区和路南区的北部,呈NNE向延伸的不规则椭圆形。其北端在自来水厂、九瓷厂一带,南端在梁家屯、新袁庄一带,东缘大致以唐钢铁路为界,西缘大致在气象台—碑子院—范大里一带,总面积近30km2。区内进一步划分为重度危险区(A)、中度危险区(B)、轻度危险区(C)。塌陷区外围因缺少可溶岩或可溶岩埋藏较深,地面塌陷活动十分微弱,属基本无塌陷活动区(D)(图13一3)。

各区基本特征如下。

1.重度危险区 该区分布在路北区的缸窑乡—前后村—钓鱼台—华岩东里—煤研里—风北里—城子庄一带。该区可溶岩发育,主要为奥陶系厚层豹皮状灰岩、白云质灰岩、白云岩;其次为寒武系泥质灰岩、竹叶状灰岩、鲕状灰岩、豹皮状灰岩。岩溶十分发育,多数钻孔岩溶率10%以上,最高可超过40%。断裂构造发育,除陡河断裂带、唐山断裂带外,还有不少NE向及其它方向的小规模断裂。北部地区还有缸窑背斜和西缸窑向斜。上覆第四系松散沉积物厚0~40m,结构松散,土洞发育。该区为唐山市地下水降落漏斗中心。其地下水位埋深一般在50m以上。该区塌陷活动剧烈,近20年发生塌陷18处以上,如体育场训练馆塌陷、热力公司塌陷等。本区乃唐山市人口和建筑设施密集的繁华地带,有市政府、市委、市人大、市政协及地、市大部分局机关;有百货大楼及其它众多商场;有唐山宾馆、唐山饭店、唐山酒家及许多招待所;有工人医院、唐钢医院、骨科医院、煤医附属医院等主要医院;有唐山钢铁公司、启新水泥厂、冶金矿山机械厂、开滦唐山矿等大型企业;还有许多学校、居民区等。所以对塌陷灾害特别敏感,一旦成灾,损失尤其严重。

图13-3 唐山市岩溶塌陷危险性分区图

1—断层;2—背斜轴;3—塌陷类;4—分区界线;5—重度危险区;6—中度危险区;7—轻度危险区;8—基本无塌陷区

2.中度危险区 该区分布在大城山和重度危险区西侧。大城山中度危险区由奥陶系厚层灰岩、白云质灰岩、白云岩组成,大多出露地表,仅局部有薄层覆盖。其中岩溶发育,岩溶率一般大于10%。近20年来在公园内发生塌陷1处,破坏公园设施和环境。重度危险区西侧的中度危险区,呈长条状分布在龙王庙—张各庄—翔云里—卫国里—烈士陵园一带。其可溶岩为奥陶系厚层灰岩、白云岩和寒武系竹叶状灰岩、豹皮状灰岩,岩溶比较发育。断裂构造主要有F0断裂及其它一些小型断裂。第四系覆盖层厚度一般40~80m。它处于地下水降落漏斗中心区的外缘,地下水位变幅较大、动力活动较强。近20年发生塌陷3处。该区主要为居民区,有少量学校、商店、企业。塌陷主要破坏房屋、道路和居民环境。

3.轻度危险区 该区呈长条状分布在中度危险区西侧的丰源北里—丙西里—碑子院—范大里—梁家屯乡一带。其可溶岩为寒武系灰岩和蓟县系白云岩。断裂构造不发育。覆盖层厚度40~120m。为地下水降落漏斗中心的外围地带。近20年发生塌陷1处。该区主要为居民和郊区耕地,人口和重要工程设施相对较少,塌陷破坏程度较轻。

4.基本无塌陷活动区 该区为塌陷活动区外围的地区,分为条件不同的两个地区:东部地区大致为京山铁路、唐钢铁路以东地区,其上部第四系覆盖层厚度一般40m以上,下伏基岩主要为二叠系砂岩、泥岩、煤系及石炭系粉砂岩、砂岩、泥岩、煤层,可溶岩不发育,只在局部有小规模夹层。该地区岩溶塌陷很少发生,但在开平煤矿发生严重的大面积采空塌陷,造成严重危害。西部地区,发育有蓟县系白云岩,由于上部第四系覆盖层厚度一般均在120m以上,尽管一些地区也处在地下水降落漏斗区内,但历史上未发生过塌陷活动。

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