¿Por qué se derrumba el suelo?
1. ¿Qué es el hundimiento del suelo?
El hundimiento del suelo se refiere al colapso hacia abajo de las rocas superficiales y el suelo bajo la acción de factores naturales o artificiales, y la formación de pozos de colapso. (agujeros) en el suelo. Un fenómeno geológico. Cuando este fenómeno se produce en zonas con actividad humana, puede convertirse en un desastre geológico, especialmente en un colapso kárstico.
2. ¿Qué daño puede causar el colapso del suelo?
Muchas ciudades de mi país han experimentado desastres por colapso del suelo kárstico. El hundimiento ha provocado la deformación y el colapso de un gran número de edificios, el colapso de carreteras, la destrucción de campos, el secado o desguace de pozos y el daño de lugares pintorescos, etc., lo que ha provocado grandes pérdidas a la producción y construcción urbanas. y la vida de las personas. Según estadísticas incompletas, las ciudades con desastres de colapso de suelo kárstico más graves en mi país son: Dalian en Liaoning, Qinhuangdao y Tangshan en Hebei, Jinan, Tai'an, Zibo y Zaozhuang en Shandong, Wuhan, Huangshi y Xianning en Hubei, Huaihua. , Loudi y Qianning en Hunan Cheng, Xiangtan, Chenzhou, Nanjing en Jiangsu, Hangzhou en Zhejiang, Jiujiang, Yichun y Shanggao en Jiangxi, Kunming en Yunnan, Guiyang, Shuicheng, Anshun, Zunyi, Liupanshui, Qingzhen en Guizhou, Guilin, Liuzhou y Yulin en Guangxi, Guangzhou, Zhaoqing y otras decenas de ciudades de Guangdong. Entre ellos, los que sufrieron daños graves y mayor impacto incluyen Dalian, Qinhuangdao, Tai'an, Wuhan, Guilin, Shuicheng, Kunming, etc., y el colapso del suelo en Shuicheng, Guizhou es el más típico e intenso. En Shuicheng (perteneciente a la ciudad de Liupanshui), debido a la extracción a gran escala de agua subterránea de 16 pozos en el área de la fuente de agua de Shuigang, se produjeron 1.023 pozos de hundimiento en un área de aproximadamente 5 kilómetros cuadrados, lo que provocó que 89 casas se agrietaran o derrumbes, carreteras colapsadas y 423 acres de tierras de cultivo fueron destruidas y postes de electricidad colapsaron, lo que provocó un corte de energía en toda la ciudad. La compensación directa y las pérdidas económicas ascendieron a más de 2,6 millones de yuanes. En algunas zonas, las aguas residuales se vertieron en las aguas subterráneas. contaminación de la calidad y deterioro del medio ambiente ecológico. Además, el colapso del lago Cuihu en el centro de Kunming, provincia de Yunnan, ha provocado que el agua del lago Cuihu, un lugar histórico y pintoresco, se seque, se derrumben pabellones, se dañen puentes, el famoso manantial Jiulong Pond se convierta en un sumidero, flores y las ramas se secaron y el lago perdió su belleza verde.
En la minería subterránea de minerales, debido al fuerte drenaje de los pozos de las minas y a la irrupción y el chorro de agua en los pozos de las minas, se produce un hundimiento del suelo kárstico en muchas zonas mineras, lo que provoca grietas y colapso de los edificios y destrucción de las tierras de cultivo. , y la interrupción de carreteras, el estancamiento minero, o incluso el cierre de la producción, el desguace de minas, etc., causarán enormes pérdidas económicas e impactos sociales. Según estadísticas incompletas, las pérdidas económicas directas causadas por el colapso del suelo kárstico en las zonas mineras de mi país han alcanzado entre 40 y 50 millones de yuanes. Según datos preliminares del estudio, mi país ya ha producido áreas mineras a gran escala con desastres de colapso del terreno kárstico: mina de carbón Enkou, mina de carbón Doulishan, mina de carbón Qiaotouhe, mina de carbón Coal Dam, mina de plomo y zinc de la montaña Shuikou en Hunan y Daye. Montaña Tonglu en la mina de cobre Hubei, mina de cobre Daye Yehuaxiang, mina de hierro Daye Daguangshan, mina de carbón Yidu Songyi, mina de carbón Jiangxi Fengyu Yunzhuang, mina de manganeso Leping Huating, mina de carbón Leping Qiaotouqiu, mina de carbón Leping Mingshan, mina de plomo y zinc Guangxi Yudingshan, Mina de carbón Xiwan, mina de cobre Shilu de Guangdong, mina de plomo y zinc Fankou, mina de pirita Yingde, mina de pirita Heishigang, mina de pirita Yangchun, mina de asbesto Liaoning Weijia, mina de hierro Shandong Laiwu Hay docenas de áreas mineras, incluida el área minera de Yezhuang y la mina de hierro Laiwu Gujiatai. Mina, mina de cobre Anhui Tongling Xinqiao, mina de carbón Huainan, mina Tongguanshan, mina de carbón Hebei Tangshan Kailuan y mina Fangezhuang. Entre ellos, el colapso del suelo kárstico en la mina de carbón Enkou, la mina de plomo y zinc de la montaña Shuikou, la mina de plomo y zinc Fankou, la mina de plomo y zinc Yudingshan y la mina de cobre Tonglushan es el más típico e intenso.
El colapso del suelo kárstico es también uno de los principales peligros de los ferrocarriles. A lo largo de los años, se han producido unos 52 hundimientos importantes en líneas y estaciones ferroviarias de todo el país, interrumpiendo el tráfico durante un total de 1.680 horas. El coste del tratamiento de algunas obras de construcción ha alcanzado cientos de millones de yuanes. Entre los principales ferrocarriles troncales de mi país, los que sufren desastres de colapso de suelo kárstico más graves incluyen la Línea Beijing-Guangzhou, la Línea Guiyang-Kunming, la Línea Zhejiang-Gansu, la Línea Jinpu, la Línea Shenyang-Dalian y la Línea Chongqing-Dalian. El colapso provoca la destrucción de los edificios de las estaciones, el hundimiento de las vías, las carreteras suspendidas, el agrietamiento y el colapso de puentes y alcantarillas, la obstrucción de la construcción de túneles, frecuentes interrupciones ferroviarias y accidentes de estacionamiento, e incluso descarrilamientos de trenes. En algunos tramos, los trenes circulan a baja velocidad durante largos periodos de tiempo, provocando enormes pérdidas.
Por ejemplo, el colapso del suelo del túnel Nanling y el túnel Dayaoshan en la línea Beijing-Guangzhou provocó el hundimiento del ferrocarril existente, interrumpió el transporte y obstaculizó la construcción de tres túneles importantes en la sección K413-K606 de la línea Guiyang-Kunming; provocó el vuelco de dos trenes de mercancías, el tráfico se interrumpió durante 71 horas y el coste de la reparación alcanzó los 17 millones de yuanes. El derrumbe del terreno en la estación Tai'an de la línea Jinpu provocó el hundimiento de la subrasante y la rotura de los rieles. elevado El tráfico se interrumpió temporalmente y el costo de renovación alcanzó más de 20 millones de yuanes en la línea Shenyang-Dalian Wafangdian. El hundimiento del terreno en el tramo de la ciudad provocó la suspensión de los trenes durante 8 horas.
3.Cuáles son los tipos de colapso del suelo
1. Colapso kárstico
Debido a la roca soluble (principalmente carbonato, seguido de yeso, sal gema, etc.) Producido por la existencia de cuevas kársticas. En las zonas kársticas cubiertas por capas de suelo sueltas sobre rocas solubles, los colapsos se producen principalmente en las capas del suelo, los cuales se denominan "colapsos del suelo". Se desarrollan en mayor número y están más ampliamente distribuidos cuando se desarrollan los distintos tipos de rocas que la componen; El techo de la cueva está más roto. En este momento, también puede ocurrir el "colapso del lecho de roca", en el que el techo se derrumba. Los colapsos kársticos están ampliamente distribuidos en mi país y ocurren en 26 provincias (regiones y municipios autónomos), excepto Tianjin, Shanghai, Gansu y Ningxia, entre las cuales Guangxi, Hunan, Guizhou, Hubei, Jiangxi, Guangdong, Yunnan, Sichuan, Hebei y Liaoning y otras provincias (regiones autónomas) son las más desarrolladas. Según las estadísticas, el número total de derrumbes kársticos en todo el país llega a 2.841, con 33.192 fosos de derrumbe y un área de derrumbe de aproximadamente 332 kilómetros cuadrados, lo que provoca pérdidas económicas anuales de más de 120 millones de yuanes.
2. Colapso no kárstico
Colapso causado por cuevas no kársticas, como colapso de goaf, colapso causado por cuevas de loess en áreas de loess y colapso causado por el techo de pasajes. en zonas de basalto espere. La distribución de estos dos últimos es más limitada. El colapso de los goafs se refiere a la tendencia a colapsar de los techos de los goafs subterráneos en las minas de carbón y de metales. Está ampliamente distribuido en mi país y se ha encontrado en 24 provincias (regiones y municipios autónomos), excepto Tianjin, Shanghai, Mongolia Interior y Fujian. , Hainan y Tíbet, entre ellas, Heilongjiang, Shanxi, Anhui, Jiangsu, Shandong y otras provincias están más desarrolladas. Según estadísticas incompletas, en 21 provincias (regiones autónomas y municipios) de todo el país se han producido más de 182 derrumbes de bolos, más de 1.592 socavones, una superficie de derrumbe de más de 1.150 kilómetros cuadrados y pérdidas económicas anuales de 317 millones de yuanes.
Entre los tipos de colapsos mencionados anteriormente, los colapsos kársticos tienen la distribución más amplia, el mayor número, la mayor frecuencia de ocurrencia y los factores más inductores. También son muy ocultos y repentinos, y amenazan gravemente a las personas. seguridad de la vida y la propiedad.
Las formas planas del colapso kárstico incluyen círculos, elipses, franjas y formas irregulares, etc., que están relacionadas principalmente con la forma de apertura de las cuevas kársticas subyacentes y las propiedades de la roca y el suelo suprayacentes en el plano relacionado con la uniformidad de la distribución. Sus formas de sección transversal incluyen formas en forma de altar, en forma de pozo, en forma de embudo, en forma de plato y formas irregulares, etc., que están relacionadas principalmente con la naturaleza de la capa de colapso. El colapso de la capa de suelo cohesivo es principalmente altar. -En forma o bien formada, y el colapso de la capa de suelo arenoso tiene principalmente forma de embudo, el colapso de las capas de suelo sueltas suele tener forma de plato y el perfil de colapso del lecho de roca suele tener forma de plato. escalera irregular.
La escala del colapso kárstico se expresa en términos del tamaño de los pozos de colapso individuales, que depende principalmente de factores como el grado de desarrollo kárstico, el tamaño de las aberturas de las cuevas y el espesor de la capa suprayacente. Según las estadísticas, el diámetro de los pozos de derrumbe del suelo generalmente no supera los 30 metros, siendo la mayoría de menos de 5 metros de 63 a 71, de 5 a 10 metros de 10 a 20, y algunos grandes alcanzan de 60 a 80 metros. La mayoría de las profundidades visibles de los pozos de derrumbe son inferiores a 5 metros, lo que representa entre 84 y 97 del total. La escala del colapso del lecho rocoso es generalmente grande. Por ejemplo, el colapso de Xiaoyanwan en el condado de Xingwen, provincia de Sichuan, tiene 650 metros de largo, 490 metros de ancho y 208 metros de profundidad.
4. Causas del hundimiento del suelo
Las actividades humanas han jugado un papel importante en la formación y desarrollo del hundimiento del suelo. Las actividades humanas irrazonables o excesivas pueden inducir o causar el colapso del suelo. A continuación se describen brevemente varias actividades humanas que tienen un impacto importante en el hundimiento del suelo y sus efectos.
Explotación subterránea de minas. Las actividades mineras subterráneas crean una cierta variedad de áreas de perforación, lo que hace que la masa rocosa superior pierda soporte y provoque el colapso del suelo. Esta actividad humana es la principal causa del hundimiento del suelo en las zonas mineras. Este tipo de hundimientos del terreno se han producido en muchas zonas mineras de nuestro país, provocando daños considerables.
Por ejemplo, el hundimiento del suelo en las zonas mineras de carbón de ocho importantes oficinas mineras de la provincia de Shanxi ha afectado a cientos de aldeas, decenas de miles de acres de tierras de cultivo y la producción normal y la vida de cientos de miles de personas.
Drenaje e irrupción de agua (inrush de lodo) en ingeniería subterránea. En minas, túneles, defensa aérea civil y otros proyectos subterráneos, debido al drenaje de agua subterránea o a la irrupción de agua (irrupción de lodo), el nivel del agua subterránea disminuye rápidamente y la roca superficial y el suelo sobre ella están desequilibrados cuando están bajo tierra. cavidades, se producirá el colapso. Este tipo de actividad humana juega un papel importante en el colapso del suelo kárstico. El colapso del suelo kárstico resultante es el más grande en escala e intensidad y el más dañino. El colapso del terreno kárstico en muchas zonas mineras y túneles ferroviarios de mi país es causado por este tipo de actividades.
Bombeo excesivo de aguas subterráneas. La extracción excesiva de agua subterránea reducirá el nivel del agua subterránea, intensificará la erosión latente y provocará que se desequilibre el equilibrio de la roca y el suelo. Cuando hay vacíos subterráneos, también puede ocurrir el colapso del suelo. Este tipo de derrumbe del suelo también es común en derrumbes en zonas kársticas y ocurre principalmente en áreas urbanas.
Almacenamiento de agua artificial. Esto no sólo aumenta la carga sobre la masa de agua dentro de un cierto rango, sino que también hace que el nivel del agua subterránea aumente, lo que intensifica la erosión y los efectos de socavación del agua subterránea, provocando así el colapso del suelo. Por ejemplo, el colapso del suelo causado por el embalse de Bawu en Nandan, Guangxi, provocó la pérdida de toda el agua del embalse.
Carga manual. La carga artificial sobre áreas donde se desarrollan cuevas ocultas también puede provocar el colapso del suelo. Por ejemplo, el colapso del suelo en el patio de materiales de la planta de laminación de acero de Wuhan Zhongnan fue causado por cargas de apilamiento manual.
Vibración artificial. La vibración de las voladuras y los vehículos también puede causar el colapso del suelo en áreas donde se desarrollan cuevas ocultas. Por ejemplo, en la aldea de Wuliang, condado de Guixian, Guangxi, el colapso del suelo causado por las explosiones obligó a toda la aldea a reubicarse.
Infiltraciones de aguas superficiales. Las fugas en las tuberías de agua o el drenaje deficiente del sitio pueden provocar filtraciones de aguas superficiales o filtraciones de aguas residuales químicas, que también pueden provocar el colapso del suelo. Por ejemplo, el colapso del terreno de la Segunda Fábrica de Papel en Guilin, Guangxi, fue causado por la filtración de aguas residuales químicas descargadas de la planta.