¿Por qué se derrumba el suelo?
El hundimiento del suelo se refiere al fenómeno geológico en el que las rocas superficiales y el suelo caen hacia abajo debido a factores naturales o provocados por el hombre, formando fosos (agujeros) de colapso en el suelo. Cuando este fenómeno se produce en zonas con actividad humana, puede convertirse en un desastre geológico, especialmente en un colapso kárstico.
2. ¿Qué daño causará el colapso del suelo?
El colapso del suelo kárstico se ha producido en muchas ciudades de China. El colapso provocó que un gran número de edificios se deformaran y colapsaran, las carreteras colapsaran, los campos fueran destruidos, los pozos se secaran o abandonaran y los lugares escénicos fueran destruidos, causando enormes pérdidas a la producción y construcción urbanas y a la vida de las personas. Según estadísticas incompletas, las ciudades con graves desastres por colapso del suelo kárstico en todo el país incluyen Dalian en Liaoning, Qinhuangdao y Tangshan en Hebei, Jinan, Tai'an, Zibo y Zaozhuang en Shandong, Wuhan, Huangshi y Xianning en Hubei, Huaihua, Loudi, Qiancheng, Xiangtan y Chenzhou en Hunan, Jiangsu, Hangzhou, Zhejiang, Jiujiang, Yichun, Shanggao, Jiangxi, Kunming, Yunnan, Guiyang, Guizhou. Entre ellos, Dalian, Qinhuangdao, Tai'an, Wuhan, Guilin, Shuicheng, Kunming, etc. Tiene un fuerte poder destructivo y un gran impacto, y el colapso del suelo en Shuicheng, Guizhou es el más típico y severo. En Shuicheng (ciudad de Liupanshui), se extrajo una gran cantidad de agua subterránea de los 16 pozos de Shuigang Water Source, lo que dio como resultado 1.023 pozos de hundimiento en un área de aproximadamente 5 kilómetros cuadrados, lo que provocó que 89 casas se agrietaran o colapsaran y que las carreteras colapsaran. , la destrucción de 423 acres de tierras de cultivo y el colapso de postes telefónicos provocó un corte de energía en toda la ciudad, con compensaciones directas y pérdidas económicas que ascendieron a más de 2,6 millones de yuanes. En algunas áreas, la inyección de aguas residuales ha causado contaminación de la calidad del agua subterránea y degradación del medio ambiente ecológico. Además, el lago Cuihu en el centro de Kunming, provincia de Yunnan, se derrumbó, provocando que el agua del lago Cuihu, un lugar escénico histórico, se secara. Se derrumbaron pabellones y pabellones, se destruyeron pequeños puentes y corrientes de agua y se destruyó el famoso manantial Jiulong. El estanque se convirtió en un sumidero. Las flores del lago se marchitaron y el verdor abundaba.
En la minería subterránea, debido al fuerte drenaje y la irrupción de agua de las minas, se produce el colapso del suelo kárstico en muchas zonas mineras, provocando grietas y derrumbe de edificios, destrucción de tierras de cultivo, interrupción de carreteras, retrasos en la producción minera, e incluso el cierre y el desguace, lo cual es económico. Las pérdidas y el impacto social son enormes. Según estadísticas incompletas, las pérdidas económicas directas 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, las áreas mineras a gran escala que han causado desastres por colapso del suelo kárstico en mi país actualmente incluyen: mina de carbón Enkou, mina de carbón Doulishan, mina de carbón Qiaotouhe, mina de carbón Shitanba, mina de plomo y zinc de la montaña Shuikou, Daye Tonglushan Mina de cobre, Mina de cobre Daye Ye Huaxiang, Mina de hierro Daye Daguangshan, Mina de carbón Yidu Songyi, Mina de carbón Jiangxi Yufengyunzhuang, Mina de manganeso Leping Huating, Mina de carbón Leping Qiaotouqiu, Mina de carbón Leping Mingshan. Mina de cobre Guangdong Shilu, Mina de plomo y zinc Fankou, Mina de pirita Yingde, Mina de pirita Heishigang, Mina de pirita Yangchun, Mina de asbesto Liaoning, Mina de hierro Shandong Laiwu Mina Zhuang, Mina de hierro Laiwu Gujiatai, Mina de cobre Anhui Tonglingxin Qiao, Mina de carbón Huainan, Tongguanshan Mina, mina de carbón Kailuan en Tangshan, Hebei y otras docenas de áreas mineras. 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 terreno kárstico también es uno de los mayores desastres para los ferrocarriles. A lo largo de los años, ha habido alrededor de 52 colapsos importantes de líneas y estaciones ferroviarias en todo el país, con un total de 1.680 horas de interrupción, y el costo de manejo de algunas obras de construcción alcanzó cientos de millones de yuanes. Entre los principales ferrocarriles troncales de mi país, aquellos con 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 causa daños a los edificios de las estaciones, hundimiento de las vías, carreteras suspendidas, grietas y colapso de puentes y alcantarillas, obstrucción de la construcción de túneles, frecuentes accidentes ferroviarios 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 túnel Nanling y el túnel Dayaoshan de la línea Beijing-Guangzhou colapsaron, provocando el hundimiento del ferrocarril existente, interrumpiendo el tráfico y obstaculizando la construcción del túnel, ocurrieron tres deslizamientos de tierra importantes en el tramo K413-K606 del ferrocarril Guizhou-Kunming, lo que provocó; dos camiones volcaron y se detuvieron. La operación duró 71 horas y la inversión en tratamiento alcanzó los 170.000 yuanes. El colapso del terreno en la estación Tai'an de la línea Jinpu provocó que la calzada se hundiera, se elevara la vía y se interrumpiera temporalmente el tráfico. El costo de renovación alcanzó más de 20 millones de yuanes. El suelo se derrumbó en el tramo Wafangdian del ferrocarril Shenyang-Dalian, lo que provocó la suspensión de los trenes durante ocho horas.
3. ¿Cuáles son los tipos de hundimientos del terreno?
1. Colapso kárstico
Porque las cuevas kársticas existen en rocas solubles (principalmente rocas carbonatadas, seguidas de yeso, sal gema, etc.). Rocas kársticas. En las zonas kársticas, el colapso se produce principalmente en la capa del suelo, lo que se denomina "colapso del suelo". Es el más grande y más ampliamente distribuido cuando se rompen las distintas rocas que forman el techo de la cueva, "colapso del lecho rocoso". También se producirá el colapso del techo de la cueva.
El colapso kárstico está ampliamente distribuido en mi país, además de Tianjin, Shanghai, Gansu y Ningxia, el colapso kárstico ocurre en 26 provincias (regiones y municipios autónomos) de todo el país, incluidos Guangxi, Hunan, Guizhou, Hubei, Jiangxi, Guangdong, Yunnan, Sichuan, Hebei y Liaoning. Es la provincia (región autónoma) más desarrollada. Según las estadísticas, el número total de derrumbes kársticos en mi país es de 2.841, con 33.192 sumideros que cubren un área de aproximadamente 332 kilómetros cuadrados, causando pérdidas económicas de más de 654.3820 millones de yuanes cada año.
2. Colapso no kárstico
Colapso causado por cuevas no kársticas, como colapso de goaf, colapso causado por cuevas de loess en áreas de loess, colapso causado por techos de túneles en áreas de basalto. , etc. Los dos últimos tienen una distribución limitada. El colapso de los goafs se refiere a la tendencia de los techos a caer y colapsar en los goafs subterráneos de las minas de carbón y de metales, y está ampliamente distribuido en mi país. En la actualidad, además de Tianjin, Shanghai, Mongolia Interior, Fujian, Hainan y Tíbet, se ha encontrado en 24 provincias (regiones y municipios autónomos) de todo el país, entre las que se encuentran Heilongjiang, Shanxi, Anhui, Jiangsu, Shandong y otras. Las provincias están relativamente desarrolladas. Según estadísticas incompletas, en 21 provincias (regiones autónomas y municipios directamente dependientes del Gobierno Central), se producen más de 182 derrumbes de bolos, más de 1.592 baches, una superficie de derrumbe de más de 1.150 kilómetros cuadrados y una pérdida económica anual de 3,17 millones.
Entre los tipos de colapso mencionados anteriormente, el colapso kárstico tiene la distribución más amplia, el mayor número, la mayor frecuencia de ocurrencia y los factores más inductores. Es altamente oculto y repentino, y amenaza seriamente la seguridad de los habitantes. la vida y la propiedad de las personas.
Las formas planas del colapso kárstico incluyen formas circulares, elípticas, alargadas e irregulares, que están relacionadas principalmente con la forma de apertura de la cueva en la roca subyacente y la uniformidad de las propiedades de la roca y el suelo suprayacentes. en el avión. 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, que están relacionadas principalmente con la naturaleza de la capa de colapso. El colapso de la capa de suelo cohesivo suele tener la forma de un altar o un pozo, el colapso de la capa de suelo arenoso suele tener forma de embudo, el colapso de la capa de suelo suelto suele tener la forma de un platillo y el El perfil de colapso del lecho de roca suele tener la forma de escalones irregulares.
La escala del colapso kárstico se expresa por el tamaño de un único pozo de colapso, que depende principalmente de factores como el grado de desarrollo kárstico, el tamaño de la abertura de la cueva y el espesor de la capa suprayacente. . Según las estadísticas, el diámetro de los pozos de hundimiento del suelo es generalmente inferior a 30 metros, y la mayoría de ellos tienen menos de 5 metros, alcanzando entre el 63% y el 71%, entre el 5 y el 10% y el 20%, y algunos hasta entre 60 y 80 metros. . La profundidad visible de los pozos de derrumbe es en su mayoría de menos de 5 metros, lo que representa entre el 84% y el 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, tenía 650 m de largo, 490 m de ancho y 208 m 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.
La zona subterránea de la mina goaf. Las actividades mineras subterráneas crean una cierta variedad de áreas de perforación, lo que hace que el macizo rocoso superior pierda soporte y provoque el colapso del suelo. Esta actividad humana es la principal causa del colapso del suelo en las zonas mineras. Este tipo de hundimientos del suelo se producen en muchas zonas mineras de nuestro país, provocando daños considerables. Por ejemplo, el hundimiento del suelo en la zona minera de carbón de las Ocho 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 y la vida normales de cientos de miles de personas.
Irrupción de agua de drenaje de ingeniería subterránea (irrección de lodo). En proyectos subterráneos como minas, túneles y defensa aérea civil, debido a la descarga de agua subterránea o a la irrupción de agua (irrupción de lodo), el nivel del agua subterránea desciende rápidamente y la roca superficial y el suelo sobre ella pierden su equilibrio y se produce el colapso cuando Aparecen cavidades subterráneas. Este tipo de actividad humana tiene un gran impacto en el colapso del suelo kárstico, y el colapso resultante es el más grande, el más intenso y el más dañino. Esta actividad provoca el colapso del terreno kárstico en muchas zonas mineras y túneles ferroviarios de nuestro país.
Bombeo excesivo de aguas subterráneas. El bombeo excesivo de agua subterránea puede reducir los niveles freáticos, aumentar la erosión potencial, desequilibrar las rocas y el suelo y provocar el colapso del suelo cuando existen cavidades subterráneas. Este tipo de colapso del suelo también es común en zonas kársticas, principalmente en áreas urbanas.
Almacenamiento de agua artificial. Esto no solo aumenta la carga de agua dentro de un cierto rango, sino que también aumenta el nivel del agua subterránea, fortaleciendo la erosión potencial y la erosión del agua subterránea, provocando así el colapso del suelo. Por ejemplo, el hundimiento del suelo causado por el embalse de Bawu en Nandan, Guangxi, provocó que se filtrara toda el agua del embalse.
Carga manual. La carga manual sobre sitios de desarrollo en cuevas ocultas también puede causar el colapso del suelo. Por ejemplo, el colapso del suelo en el depósito de la planta de laminación de acero de Wuhan Zhongnan fue causado por una carga artificial.
Vibración artificial. Las voladuras y las vibraciones de los vehículos también pueden causar el colapso del suelo en áreas donde se desarrollan cuevas ocultas.
Por ejemplo, una explosión en la aldea de Wuliang, condado de Guixian, provincia de Guangxi, provocó el colapso del terreno, lo que obligó a toda la aldea a reubicarse.
Fugas de agua superficial. Las fugas en las tuberías de agua o el drenaje deficiente del sitio causarán filtración de agua superficial o filtración de aguas residuales químicas, y también pueden causar el colapso del suelo. Por ejemplo, el colapso del terreno de la Segunda Fábrica de Papel en Guilin, Guangxi, fue causado por la infiltración de aguas residuales químicas descargadas por la planta.