铜陵地区与土木工程建设相关的工程地质问题浅论

1、铜陵地区与土木工程建设相关的工程地质问题分类，成因及治理方法摘要: 作为资源型工矿城市，铜陵市地形地貌条件复杂，地质灾害主要为岩溶塌陷、采空塌陷和滑坡等，并呈现点多面广，灾害类型多、危害大，成因复杂，综合防治难度大等特点。目前，全市存在66处地质灾害隐患点，给经济社会发展和人民生命财产安全带来严峻挑战。全市28个重要地质灾害隐患点将一并纳入应急联动与视频指挥系统。届时，全市重点区域地质灾害实时监控、科学预防等机制将得到进一步完善。对于这些地质问题，我们或许能从土木工程方面找到一些答案。关键字：铜陵市; 岩溶塌陷; 采空塌陷; 滑坡; 土木工程; 工程地质1. 引言作为资源型工矿城市，铜陵市的矿

2、物开采在过去多的很长一段时间里为国家经济发展、社会进步和当地人民生活水平提高做出了巨大贡献。随着矿山开采的深入和资源的日渐枯竭，许多问题接踵而至，比如越来越频繁的地质灾害。由于铜陵地形地貌条件复杂，其主要为与强降水有关的崩、滑、流等地质灾害，因采矿和不合理的工程施工可能引发的相关地质灾害等，并呈现点多面广，灾害类型多、危害大，成因复杂，综合防治难度大等特点。目前，全市存在66处地质灾害隐患点，给经济社会发展和人民生命财产安全带来严峻挑战。作为铜陵学院土木工程专业的学生我们将尝试着用所学专业知识就铜陵地区与土木工程建设相关的工程地质问题分类，成因及治理方法问题上做出自己的尝试。2012年铜陵市地

3、质灾害及措施一览表序号灾害位置灾害类型灾害规模潜在威胁防治措施人数（人）财产（万元）1铜官山铜矿排土场斜坡变形（滑坡、泥石流）小型5002000监测、避让、治理、复垦2市建成区鹞山滑 坡小型威胁居民安全监测、治理、避让3新桥矿业公司露采场滑坡滑 坡中型威胁矿山安全生产监测、治理4新桥矿业公司排土场斜坡变形（滑坡、泥石流）小型10合理堆放，疏导地表水5凤凰山铜矿排土场及露采场滑坡、崩塌小型威胁矿山生产安全监测、治理6铜山铜矿前山露采场斜坡变形（滑坡、泥石流）中型威胁矿山安全生产监测、治理7新华山矿排土场斜坡变形（滑坡、泥石流）小型12521000监测、复垦、治理8叶湖铁矿排土场斜坡变形（滑坡、泥

4、石流）小型破坏农田和威胁居民安全监测、治理9钟鸣硫铁矿斜坡变形（滑坡、泥石流）小型破坏农田和威胁居民安全监测、治理10县董店堆浸公司斜坡变形（滑坡、泥石流）小型威胁人员安全监测、治理11小街地区岩溶塌陷中型30000100000监测、勘查、治理、避让12顺安镇叶湖大明村岩溶塌陷大型400400监测、勘查、治理、避让13天门镇新民村岩溶塌陷中型500监测、勘查、治理、避让14新桥矿区岩溶塌陷小型150250监测、勘查、治理、避让15狮子山街道先锋西村71、91栋岩溶塌陷小型威胁居民安全监测、治理、避让16郊区铜山社区第4村民组岩溶塌陷小型威胁住户和玻璃钢厂安全监测、勘查、治理、避让17安铜办旗星

5、、马山村岩溶塌陷小型300500监测、勘查、治理、避让18铜山办事处南泉村岩溶塌陷小型破坏农田监测、治理、避让19狮子山铜矿东、西狮子山、老鸦岭采空区采空塌陷大型威胁矿山生产安全监测、避让、治理20铜官山铜矿采空区采空塌陷大型威胁地表建筑物监测、治理21安庆铜矿办事处马鞍社区滑坡小型威胁寺院安全监测22市神仙山公墓岩溶塌陷小型威胁石料加工厂厂房及作业人员安全监测、治理、23安庆铜矿办事处龙王庙滑坡滑坡小型50监测、治理、避让24铜山镇章家山滑坡滑坡小型200监测、治理、避让25狮子山区东隆服装厂岩溶塌陷小型100监测、治理26西湖镇朝山村岩溶塌陷大型破坏农田和威胁居民安全监测、治理2. 与土木

6、工程建设相关的工程地质问题分类及成因2.1 岩溶塌陷岩溶塌陷是指在岩溶地区，下部可溶岩层中的溶洞或上覆土层中的土洞，因自身洞体扩大或在自然与人为因素影响下，顶板失稳产生塌落或沉陷的统称。岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生在盐酸岩石、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往突发性强，危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。它的发生对地基稳定性有很强的破坏作用。根据铜陵市的相关情况，其原因主要有以下几种：铜陵市位于长江沿岸，

7、气候湿润，年降水量达1052.4毫米且主要集中在春季，夏季和秋季反而干旱。因为以上因素蒸发量和降水量的改变容易引起地下水位局部急剧变化带来塌陷产生的敏感区。而且矿物开采的要求需要抽走或者分流地下水，铜陵市有大量已经停产或正在作业的矿洞，往往会加剧这种地下水位局部急剧变化。松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。很凑巧，铜陵市有不少满足以上条件的地区。2.2 采空塌陷采空塌陷是由于地下矿层被采空，上覆岩层应力平衡状态被打破，当应力集中超过岩石支撑力时，应力获得释放，并逐

8、步发展到地表，造成上部岩土层在自重作用下失稳而引起的地面塌陷现象。它的发生对围岩稳定性有很强的破坏作用。根据铜陵市的相关情况，其原因主要有以下几种：铜陵市的采矿历史相当久远，但大规模开采也就是近60年以来的事。随采空区暴露面积日渐的增大，在上覆岩层的荷载下，挠度开始增加，产生拉应力集中。当加载的拉应力超过岩石自身强度后，顶板发生断裂垮塌，发展至地表，造成塌陷。在开采深度，开采设计，围岩岩性和地质构造因素等因素的多重影响下，威胁性难以预计，隐患很大。采空区的大量存在是主要因素。由于铜陵的气候原因和大量开采的现状，地下水位的变化将引发岩石容重变化和土层有效应力变化，同时水的渗流力能够夹带走断层内充

9、填物，导致地质环境变化，进而引发采空塌陷。有时甚至会和岩溶塌陷产生连锁效应。井下大规模爆破产生的强烈地震波，使得采空区围岩内裂缝损伤迅速扩展，受力在临界状态的岩石承载能力降低而陷人屈服破坏，进而导致采场塌陷。由于近些年受矿产资源日渐枯竭的影响井下大规模爆破日益减少，但这仍然是一个很重要的原因。2.3 滑 坡滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。其机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。边坡问题一直是土木工程中工程地质的一个麻烦事。根据铜陵市的相关情况，其原因主要

10、有以下几种：铜陵市属于丘陵地区，这决定着在城市内有着大量的“小土坡”。谁让这儿矿多呢？随着城市的发展，我们总不能要求所有的“小土坡”全部建成公园，大家住的地方都远远的挖什么矿啊以后建设成旅游城市大力发展第三产业好了。城市的地理位置决定了滑坡的阴影总在铜陵的上空盘旋。由于修路，采石，挖矿而对“小土坡”进行的各种破坏加剧了滑坡的危险隐患。如果条件满足，劈山开矿的爆破作用，可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡；还有坡体失去植被保护，便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡值得一提的是尾矿矿渣的不合理堆砌，常常触发滑坡的发生。由于铜陵市的尾矿矿一般采取集中堆放在水库中处理水库的水位上下急剧变动，加大了坡

11、体的动水压力，也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量，失去平衡而沿软弱面下滑。3. 我的解决方案从上面不难看出，铜陵市的地理因素在在以上问题中起了十分重要的作用。城市属于长江沿岸的丘陵地带，降水较为丰富，土质较为松软。历史在留给铜陵丰富矿产资源的同时并没有我们一劳永逸的解决我们开采过程中和过后的种种问题。根据市国土资源局编制的铜陵市2012年度地质灾害防治方案，全市已被明确划分出3个地质灾害重点监测地段和多个重要地质灾害隐患点，情况不容松懈。而且这些地质灾害不仅仅是对土木工程。开展矿山地质灾害的研究工作，掌握其现状和发展规律并研究其防治措施，建立政府和主管部门的科学防灾决策系统，对促

12、进铜陵的可持续发展以及所有以矿山资源经济为主城市的持续、稳定、科学的发展有重要意义。当然研究工作不是我这论文来解决的。经过查阅相关资料，我发现以上问题还有下面几个深层的原因： 地质灾害的防治和研究经费目前尚未列入国民经济预算，如果仅靠地方有限的财政投入则压力太大，大多依靠一个行业或者一个企业，之针对单个或者几个问题从技术和安全生产角度给予解决，缺乏系统性和连续性。对全市的地质情况没有全面详细的普查资料，某些地区甚至是模棱两可的。资料都是不全面的，怎么防怎么治？部分矿山企业未尽到职责，往往以地下责任界定的复杂性逃避治理的主体责任。在出现问题的时候往往很积极的配合，一旦问题暂时得到解决便不再深入。这迫使相关的治理和研究难以连贯，价值有限。地质灾害的成因较为复杂，科学、准确测定灾害区域、时间、等级等存在较大困难，灾害的防范需要投入大量的人力和物力，。而且有较大危害的往往较少发生，灾害的预防并不带来直接的经济效益，这就让很多人存在侥幸心里，想碰运气，认为自己不会遇到这样的事。对于此类灾害我们应该从“预” 、“防” 、“治”三个方面入手:努力预测难以避免的灾害的发生将损失降到最低；尽力防止重大灾害的发生