房山区108国道宝水段地面塌陷成因分析

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1、2015第1O卷2O15第3期分析评价Vo1．10NO．3房山区108国道宝水段地面塌陷成因分析黄来源，李远强，李军辉，陈伟，吴彬，赵越(北京市地质研究所，北京100120)摘要：北京西部山区地面塌陷的形成主要与该区长期以来地下采煤密切相关，煤矿开采形成的地下采空区塌落，导致地面的沉降，陷落，影响地面建筑设施的安全，甚至造成人员伤亡。房山区蒲洼乡辖区内108国道宝水段曾发生地面塌陷灾害，在勘查的基础上，论述了地面塌陷灾害的特征，分析了产生塌陷的主要原因。关键词：房山区；108国道；地面塌陷；成因分析中图分类号

2、：P642．26文献标识码：A文章编号：1007—1903(2015)03—0028—060引言陷、地裂缝和建筑物变形破坏；地下主要表现为局部塌陷、隐伏裂缝、地层下沉等。北京西部山区地面塌陷的形成主要与长期以来的地下采煤活动密切相关，采空塌陷的形成主要是由于古代、1．1路面塌陷近代和现代的地下采煤活动形成的地下采空区塌落，造成2007年5月，108国道K121km+330m处曾出现塌坑一地面的沉降或者陷落，进一步造成地面建筑破坏，公路、个，直径约25cm，深约50cm。后对塌坑处开挖，开挖深度铁路、管线等线状

3、工程扭曲损毁，农田、林地损毁，甚至4m，在其下部未发现大的空洞。为了保证该路段尽快恢复造成人员伤亡。通车，对该处进行了回填砂石料处理(图1)。近年来，北京市逐步关停了西山地区所有小窑及大在108国道K122km+070m-K122km+200m处，路基部分乡镇煤矿，地面塌陷的灾害的发生有所缓解，但历史北侧挡土墙明显错断，沉降35cm，为保证该路段通车，路采煤遗留的地下采空仍然威胁着北京市西山地区的人民面已重新铺油，较原来路面增厚15cm。(图2、图3)生命财产安全和产业经济发展，采空塌陷灾害的防治工作仍然任重

4、而道远。房山区蒲洼乡108国道宝水段曾发生过地面塌陷，采煤是该区主要的工程活动，煤炭开采历史较长，主要开采时期为20世纪80~90年代。由于地方小煤窑开采的煤层较浅，开采工艺、技术比较落后，80年代末该地区陆续出现了水源枯竭和地面塌陷、地裂缝等地质灾害，给当地人民生活带来了严重的影响，而且直接威胁到了108国道的安全。为了避免对环境造成进一步破坏，主管部门从1990年开始陆续关停了当地的小煤矿o图1路面塌坑1地面塌陷灾害特征1．2地裂缝该区发育的地面塌陷灾害地表主要表现为路面塌108国道K121km+0~K1

5、22km+500m段路两侧地裂作者简介：黄来源，男，(1978年一)，北京市地质研究所，高级工程师，主要研究方向为：地质灾害的勘察防治、监测预警。E-mail：huangly78@126．Com2015第1O卷2O15第3期分析评价V01．10No．3108国道K121km+270m雷达成果图中覆盖层与基岩层分界明显(图8b)，覆盖层表现为强反射波层，完整基岩表现为弱反射。图像中有两处雷达波同相轴错断，且穿透基岩，判断为隐伏裂隙的反射波形。(3)地层下沉108国道K121km+050～300m雷达成果图中K1

6、21km+210m~K121km+265m段雷达波反射界面呈下弧形(图8c)，判断为局部地层下沉，下沉区3处反射波同图71O8国道K121km+23Om北侧墙体开裂相轴错断，反应出该区段地下裂隙发育。该段上部反射波均匀稳定，说明下沉尚未影响到上覆地层。为4km；根据初步探测结果，结合地面调查情况，在异常区域布置了加密测线，总长度为I．25km。通过对108国道K121km~125km段地下30m范围内的探地雷达探测，在2地面塌陷灾害成因分析地下埋深30m内，未发现地下采空区及大的空洞异常，仅发现局部塌陷1处、

7、贯穿基岩由下至上的隐伏裂隙l7处，2．1采空塌陷影响因素(1)开采方式方法地面下沉2处(表2)。该区内煤矿开采设备及技术均比较简单，开采方式通过对野外采集的探地雷达数据进行处理，结合野为井下开采，放炮落煤，壁式工作面。巷道采用木支护，斜外地质调查结果，对雷达图像中进行解译。雷达图像反映井单车提升方式向外运煤，顶板管理为自然垮落法。私建工作区发育局部塌陷、隐伏裂隙、地层下沉3种隐伏灾害形式。。。小窑开采随意性更大，难于规范管理，越界开采、不执行开采安全规程的私挖乱采时有发生，更加大了采空塌陷隐(1)局部塌陷患的

8、不确定性。108国道K121km+330m雷达成果图中覆盖层反射波(2)覆岩破坏程度均匀稳定(图8a)，该路段地下5m处雷达波同相轴发生错该区采煤活动历史悠久，长期的采煤活动，极大的改断，同时产生不均匀反射，判断为覆盖层下的局部塌陷。变了该区地应力结构，打破了原有的应力平衡状态，使得(2)隐伏裂隙表2雷达探测异常表异常编号测线桩号深度属性备注AO1PWO1线K121km+060m一1lOm4～30m